[发明专利]太阳能光催化反应器及具有该装置的光催化水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体的说，涉及了一种太阳能光催化反应器及具有该装置的的光催化水处理系统。

背景技术

21世纪人类社会迅猛发展，但是当代资源和生态环境问题也愈发突出，开源节流是必须要选择的道路。太阳能清洁环保，总量巨大，是不错的替代能源。同时，我国面临着严重的环境污染问题，特别是水污染问题日益突出，而传统的物理和生物水处理技术又不能得到满意的结果。

光催化水处理技术是近20年才出现的水处理技术，光催化水处理技术无二次污染，成本相对低廉的特点使之成为最受关注的污水处理技术。光催化技术已经成功应用于烷烃，醇，染料，芳香烃化合物，杀虫剂等有机污染物的降解净化。但是，光催化响应的光波长均处于小于400nm的紫外区域，同时，紫外辐射仅占到地球表面太阳辐射总量的4%左右。所以一般用改性催化剂扩展光谱响应范围或者使用人造紫外光源来提高效率，人造光源的紫外波段光强高于太阳光，但是，使用高中压灯具耗电量大且寿命较短，使水处理成本升高。

为了解决以上问题，人们一直在寻找一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、具有高聚光比、光伏发电效率高、光催化水处理效率高，清洁环保，降低应用成本的一种太阳能光催化反应器及具有该装置的光催化水处理系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种太阳能光催化反应器，包括内腔、设于所述内腔中的电极板、安装在所述内腔中的金属网以及多节光伏电池，

其中，所述内腔设置有入水口和出水口，内腔的上端是透光玻璃，所述电极板的一侧为阳极板，另一侧为阴极板，所述金属网位于所述阳极板与所述阴极板之间，所述金属网上设置有固载型光催化剂，待处理水充满所述内腔，多节所述光伏电池分别位于所述内腔的两侧，每一侧的多节所述光伏电池倾斜设置，所述光伏电池外接光伏发电系统，光源通过所述透光玻璃汇聚至所述内腔中，所述待处理水在所述内腔中降解。

基上所述，所述光伏电池外侧覆盖有透光玻璃盖板。

基上所述，每一侧的多节所述光伏电池与所述内腔的壁面之间通过导热胶连接。

基上所述，所述阴极板与所述阳极板平行设置，所述阴极板与所述阳极板的高度与所述金属丝网的高度相等。

基上所述，所述内腔呈长方体形状，所述太阳能光催化反应器沿宽度方向的剖截面呈等腰梯形。

本发明的另一个方面提供一种太阳能光催化水处理系统，包括：

如上所述的太阳能光催化反应器；

水贮藏器，用于储存待处理水，所述水贮藏器通过水泵与所述太阳能光催化反应器的入水口连接；

聚光分光装置，所述聚光分光装置安装于所述太阳能光催化反应器的上方，用于为所述太阳能光催化反应器提供光源；

光伏控制器，所述光伏控制器分别连接所述光伏电池的正极和负极，所述光伏控制器的输出正极连接所述太阳能光催化反应器的阳极板，所述光伏控制器的输出负极连接所述太阳能光催化反应器的阴极板；

所述光伏电池通过所述光伏控制器向所述太阳能光催化反应器的内腔输出电压和电流，从而使得在所述太阳能光催化反应器内同时进行待处理水的光催化反应和电化学催化反应。

基上所述，所述光催化水处理系统还包括磁力搅拌器，所述磁力搅拌器安装于所述水贮藏器的下方。

基上所述，所述聚光分光装置包括槽式反射器、安装在所述槽式反射器的反射光路聚集处的二次平面反射器以及安装在所述二次平面反射器的反射光路上的菲涅尔透镜，所述太阳能光催化反应器安装于所述菲涅尔透镜的下方。基上所述，所述菲涅尔透镜汇聚太阳光，同时将太阳光色散成不同范围的光谱。

基上所述,所述菲涅尔透镜将太阳光中的短波长光汇聚至所述太阳能光催化反应器的内腔的上端，将太阳光中的长波长光汇聚至所述太阳能光催化反应器的所述光伏电池上。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：

1、通过在太阳能光催化反应器内腔中设置阴极板和阳极板，在太阳能光催化反应器内形成稳定电场，通过光伏电池发的直流电能可以直接通向太阳能光催化反应器中的电极板，可以与光催化效能产生协同作用，光催化氧化和电化学氧化都能充分发挥各自功效，联合提高废水处理的效率。