【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电催化污水处理，具体涉及一种光电催化污水处理装置及方法。
技术介绍
1、随着全球人口的增加和城市化进程的推进，近年来，国家逐步加大对农村生态文明建设的支持，农村生活污水治理率稳步提升，农村的水生态环境也在逐步改善。目前，我国农村生活污水处理技术较多，主要分为生物处理技术、生态处理技术以及电化学、光电化学催化技术等几大类，其中，以生物处理技术为核心的农村集中式污水处理厂(站)较为常见。电化学与光电化学催化技术作为污水处理的新兴力量，有如下特点：(1)空间占用小：此类装置占地面积较小，适合空间有限的场所及分布式小型化处理。(2)处理效率高：电化学和光电化学催化反应处理法的速度比生物处理快得多，处理同样体积的污水所需时间较短。(3)操作条件灵活：电化学和光电化学催化反应处理法不太受温度和ph值的影响，可以在更广泛的环境条件下操作，而生物处理对环境条件有严格的要求。(4)应对能力强：光电化学废水处理系统集氧化、电氧化、絮凝于一体，在光激发下，半导体光催化材料生成的活性氧化物质可以攻击环和链，使难降解有机物转化为可生物降解的中间体，能够更有效地处理高浓度有机污染物和某些难以生物降解的化合物。(5)可控性强：电化学和光电化学的处理条件如电流、光照条件等可用仪器精确控制，数据容易联网监控，容易实现自动化操作。
2、然而，尽管电化学、光电化学催化技术为核心的污水处理技术在某些方面优势很大，其高能耗问题(尤其是光电催化中的电能与光能消耗)及成本劣势限制了其广泛应用。在光电催化装置中，人造光源的高能耗与不可持续性成为瓶颈
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的第一个目的是：提供一种光电催化污水处理装置，包括污水处理单元和聚光反应单元，通过底座的转动带动聚光板旋转追光，以将聚光区聚集的光能传输至光电催化反应器中反应净化污水，使聚光反应单元在水平方向上实现全天太阳能光追踪采集，提高光电催化反应效率和污水处理效率。
2、本专利技术的第二个目的是：提供一种光电催化污水处理方法，通过污水处理装置聚用光能进行发电、光催化和光电催化等处理。
3、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种光电催化污水处理装置，包括：污水处理单元，所述污水处理单元包括顶部敞开的壳体，壳体内周向配置有第一分隔板和第二分隔板，第一分隔板和第二分隔板将壳体的内部空间分隔成沉降室、光电催化储液室和污水处理室，沉降室的侧部具有用于接收污水的第一进液口，污水处理室的侧部具有用于接收来自光电催化储液室中污水的第二进液口，以及其底部具有用于排出净化水的第一排液口；聚光反应单元，所述聚光反应单元包括底座和一对聚光板，底座位于污水处理室的上方并相对其转动，一对聚光板被设置在底座的两侧并向上延伸一定高度，底座上配置有光电催化反应器，光电催化反应器的一端具有接收来自沉降室污水的输入口以及其另一端具有用于排出污水至光电催化储液室的输出口，其中，两个聚光板之间形成有聚集太阳能辐射的聚光区，通过底座的转动带动聚光板旋转追光，将聚光区聚集的光能传输至光电催化反应器中与污水进行反应，再将反应后的污水输送至光电催化储液室中。
5、进一步的，光电催化反应器的长度方向与太阳能辐射至聚光区的光照入射方向大致平行。
6、进一步的，光电催化反应器的其中一端配置有用于控制聚光板旋转追光的光传感器。
7、进一步的，底座的底部竖直配置有转动轴，污水处理室的顶部具有用于接纳转动轴的轴孔以及其底部具有用于驱动转动轴转动的动力输入件。
8、进一步的，污水处理单元的下方还配置有电能储存单元，电能储存单元包括筒体，筒体内配置有多个蓄电池，蓄电池分别与光电催化反应器和动力输入件电路连接，筒体的侧部具有用于排出净化水的第二排液口。
9、进一步的，光电催化反应器包括上下布置的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间限定出光电催化反应空间。
10、进一步的，阳极板包括导电层和至少一个催化层。
11、进一步的，污水处理室包括串联设置的除磷罐和消毒罐，除磷罐与第二进液口相连，消毒罐与第一排液口相连。
12、进一步的，沉降室、光电催化储液室和污水处理室均为圆筒形结构，并从外到内同轴心布置，光电催化反应器的输入口配置有进水管，进水管的一端从沉降室的顶部伸入并延伸至液位以下，光电催化反应器的输出口204b配置有出水管，出水管的一端从光电催化储液室的顶部伸入并延伸至其内部。
13、根据采用上述光电催化污水处理装置的方法，所述方法包括以下步骤：
14、将待处理的污水泵送至沉降室，在沉降室内投加混凝剂，以将污水进行固液分离；启动聚光反应单元，通过转动底座带动聚光板旋转追光，将聚光区聚集的光能传输至光电催化反应器中，同时，将沉降室中固液分离后的污水泵送至光电催化反应器中，利用光能与污水进行光电催化反应，处理后的污水排入光电催化储液室；将光电催化储液室中的污水送入污水处理室，以进行污水净化处理，最后达标排放。
15、本专利技术具有如下优点：
16、1.本专利技术的光电催化污水处理装置包括污水处理单元和聚光反应单元，通过太阳能追踪与光电催化污水处理技术的深度融合，聚光板能够精准地跟随太阳轨迹旋转，实现全天候、高精度的太阳光追踪。不仅最大限度地捕捉了太阳光的能量，还确保了聚光区内的光能密度达到最优，从而提升光电催化反应器中的光利用效率。此外，装置还配置有智能控制系统，能够根据太阳光线自动调整聚光板的旋转速度和角度，实现更加精细化的光能管理。
17、2.本专利技术的光电催化污水处理装置充分考虑了空间利用效率和灵活性，占地面积少，特别适用于城市狭窄空间、偏远地区及移动式应急处理场景。光电催化污水处理装置可以实现模块化拼接，不仅便于运输、安装与维护，还能根据实际需求灵活调整处理能力，完全满足目前污水处理需求。
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1.一种光电催化污水处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，光电催化反应器的长度方向与太阳能辐射至聚光区的光照入射方向大致平行。
3.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，光电催化反应器的其中一端配置有用于控制聚光板旋转追光的光传感器。
4.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，底座的底部竖直配置有转动轴，污水处理室的顶部具有用于接纳转动轴的轴孔以及其底部具有用于驱动转动轴转动的动力输入件。
5.根据权利要求4所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，污水处理单元的下方还配置有电能储存单元，电能储存单元包括筒体，筒体内配置有多个蓄电池，蓄电池分别与光电催化反应器和动力输入件电路连接，筒体的侧部具有用于排出净化水的第二排液口。
6.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，光电催化反应器包括上下布置的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间限定出光电催化反应空间。
7.根据权利要求6所述的一种光电催化污水处理
8.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，污水处理室包括串联设置的除磷罐和消毒罐，除磷罐与第二进液口相连，消毒罐与第一排液口相连。
9.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，沉降室、光电催化储液室和污水处理室均为圆筒形结构，并从外到内同轴心布置，光电催化反应器的输入口配置有进水管，进水管的一端从沉降室的顶部伸入并延伸至液位以下，光电催化反应器的输出口配置有出水管，出水管的一端从光电催化储液室的顶部伸入并延伸至其内部。
10.根据采用上述权利要求中任一项所述的光电催化污水处理装置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种光电催化污水处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，光电催化反应器的长度方向与太阳能辐射至聚光区的光照入射方向大致平行。
3.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，光电催化反应器的其中一端配置有用于控制聚光板旋转追光的光传感器。
4.根据权利要求1所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，底座的底部竖直配置有转动轴，污水处理室的顶部具有用于接纳转动轴的轴孔以及其底部具有用于驱动转动轴转动的动力输入件。
5.根据权利要求4所述的一种光电催化污水处理装置，其特征在于，污水处理单元的下方还配置有电能储存单元，电能储存单元包括筒体，筒体内配置有多个蓄电池，蓄电池分别与光电催化反应器和动力输入件电路连接，筒体的侧部具有用于排出净化水的第二排液口。
6.根据权利要求1所述的一种光电催化...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈业华，马帅博，冯春华，郭明佳，肖秀伦，彭宇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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