[实用新型]一种可见光催化的水处理浮体装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可见光催化的水处理装置，具体涉及一种利用辅助电源和LED光源相结合的全天候可见光催化水处理净化装置。 

背景技术

  随着社会经济的高速发展和城市化建设的加速，我们生活的环境水污染问题也日益严重。污水的处理再利用和空气中有害物质的去除等问题，引起了各国政府和人们的高度重视。光催化是兴起于上世纪70 年代的一种污染物去除工艺，该工艺具有反应条件温和、操作简单、适用范围广等特点，已经广泛应用于天然难降解有机物，或染料、有机卤化物和其他人工合成的难降解的污染物。 

目前，已开发了多种类型的光光催化反应器，其中大多数反应器都采用TiO₂作为光催化材料，光源为太阳光或紫外光灯。TiO₂主要以两种形态存在，一种是以粉末悬浮于溶液中；另一种是被固定于不锈钢丝网或玻璃纤维网或玻璃片等载体上，这些载体再被固定在反应器中。无论是以上那种形态，该类的光催化水处理装置主要是利用了TiO₂在紫外光作用下，因TiO2能带结构与紫外光匹配而吸收光子并产生电子，从而分解污染物质。该方法存在一定的应用局限性，一方面太阳光辐射到地面的紫外光部分仅占总光辐射的4%左右，使得太阳能的利用率很低。 

传统TiO₂基体的光催化装置一般只能利用波长在420nm以下的光去除有机污染物，若要实现全天候的光催化功能，晚上则需采用紫外荧光灯进行辐照。紫外荧光灯通常寿命较短且功耗较大，若采用太阳能电池板供电，系统配置功率较大，成本较高。另一方面，紫外荧光灯易碎易损带有汞污染，因此不是最佳的光催化方案。虽然也有采用如专利CN201907987U ，CN201640592U所属的LED紫外灯阵列作为光源减小功耗的装置，长期使用虽然可以起到连续光催化分解作用，但因紫外LED光源的发光效率较低，且成本很高，不易于规模化应用。 

近年来，为了充分利用太阳光，许多研究者通过对TiO₂进行非金属离子N 等掺杂或低能带半导体CdS 等耦合改性，扩展其对可见光的响应范围。有效的激发光源在半导体光催化技术中起着至关重要的作用。目前，研究者一般采用高压汞灯和金卤灯做作为激发光源，如专利（CN1107650C、CN1305561C、15 CN1587085、CN1403384）等均采用传统的汞气体等离子体灯，它们存在着体积大、易碎、结构复杂，自身发热量大、能耗大、光源使用寿命短等缺点，且废弃后易造成环境污染。LED 光源作为一种新型的光源，具有长寿命、节能、环保、微型化，且波长易调等优点，为光催化技术在环境科学领域的实际应用带来了可能性。专利（CN101776588A）公开了一种低能耗高稳定液相LED 光催化反应系统，该系统采用特定波长为254，310，365，400，430，450，500，530，600，700 nm 等单色紫外或可见光的LED 灯，功率可调，热辐射较小，克服了传统氙灯容易发热的缺点。但该专利设计的系统采用的光源是某一定值波长的LED 灯，光谱窄，光通量小，应用在光催化时总的效率较低。 

鉴于以上利用传统紫外光（汞灯）或定波长（LED）净化机理的弊端，一种可以全天候利用LED光源的低成本提高水净化效率的水处理装置亟待出现。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型公开了一种利用连续波长的全天候可见光催化的水处理浮体装置，并将太阳能电池与低功耗的LED光源相结合，可实现全天候连续净化的水处理功能。 

本实用新型的技术方案如下： 

本实用新型公开了一种可见光催化的水处理浮体装置，包括基体和设置于所述基体上的光催化反应模组与辅助光源，所述辅助光源包括LED照明光源组和电源装置。

优选的，所述电源装置由太阳能光伏电池、油气发电机、水力发电机、风能发电机或固定电网一种或数种的组合和蓄电池电连接组合而成。 

优选的，所述基体上表面有窗口，所述窗口下方安装所述光催化模组，所述模组下方和/或侧面或纵轴方向安装有所述LED照明光源组。 

优选的，所述窗口上覆盖有透光板。 

优选的，所述基体通过浮力载体浮于水面，所述基体周围至少设置一个所述浮力载体。 

优选的，所述基体通过浮力载体浮于水面，所述浮力载体周围至少设置一个所述可见光催化的水处理浮体装置。 

优选的，所述基体下方两侧有过滤网板。 

优选的，所述光催化反应模组由基板和固定于所述基板两面的光催化基片组成。