[实用新型]基于激光催化降解废水中有机物的装置

说明书

本实用新型涉及废水处理技术。本实用新型的目的是提供一种基于激光催化降解废水中有机物的装置，能够解决目前光催化技术时采用传统紫外灯光源或高功率的紫外或近紫外激光器直接照射废水的问题，且同时能够在加入对应的处理软件后，可以实时监测处理情况，其技术方案可概括为：基于激光催化降解废水中有机物的装置包括激光器及分别与激光器连接的聚焦单元和实时检测单元，激光器所发出的激光通过聚焦单元发出，实时检测单元包括与欲处理的废水中有机物溶液特征吸收波长相匹配的连续激光器、检测光路传输单元及激光能量计，连续激光器发出的激光通过检测光路传输单元传递至激光能量计。本实用新型的有益效果是，方便使用，适用于废水处理装置。

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术，特别涉及基于激光处理废水中有机物的技术。

背景技术

随着工业化的迅速发展，水环境污染问题日趋严重，尤其在印染纺织行业上产生的废水中有机物浓度高且成分复杂，并且这些染料出了颜色鲜艳会导致美学上的水质恶化和阻碍溶解氧渗透到天然水体中的问题外，某些染料本质上能致癌，严重危害到人们的生活健康，所以解决染料污染问题迫在眉睫，而亚甲基蓝(MB)是废水中典型的有机污染物之一，对其进行降解是治理废水的重要步骤。

以前解决废水中的有机物采用了多种物理、化学和生物学方法，例如吸附、混凝、膜分离和生物氧化法等，但是这些常规方法通常不足以净化废水，目前利用光催化去除有机污染物的方法因其高效、节能等优点而备受关注，光催化技术是利用光辐射与过氧化氢、氧气等氧化剂结合，产生羟基自由基促进有机物的去除，但是目前关于光催化降解废水中染料(有机物)的研究大多数都是使用氙灯或汞蒸气高压灯为紫外灯光源(即传统的紫外灯光源)和使用二氧化钛(TiO₂)作为光催化剂进行的，传统的紫外灯光源发出的是宽波长范围的辐射，并且使用紫外灯会有几个问题：长期的功率不稳定、光子效率低及需要长时间照射污染物才能实现完全矿化以及会有有害汞的存在等，而二氧化钛为代表的传统光催化材料由于禁带宽及量子利用率低，也大大限制了光催化技术的应用范围。

目前，一种新型、安全且高效的可供选择的光源是激光，由于激光是相干、单色且高度定向的光源，与宽频谱的光源相比较，其入射光子可以被更有效的吸收，从而提高光催化降解速率，但是目前采用激光器对废水中有机物处理时，其研究都集中在采用高功率紫外或近紫外激光器上，且是直接使用紫外或近紫外激光器直接对废水进行照射，令其发生光催化，而高功率紫外或近紫外激光器由于其功耗较高及体积较大等问题，其成本较高，因而不宜使用，目前也并没有使用除紫外激光器及近紫外激光器的激光器对废水进行光催化降解的相关方案，且在采用光催化技术对废水进行处理时，也无法实时监测处理情况

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种基于激光催化降解废水中有机物的装置，能够解决目前光催化技术时采用传统紫外灯光源或高功率的紫外激光器或近紫外激光器直接照射废水的问题，且同时能够在加入对应的处理软件后，可以实时监测处理情况。

本实用新型解决上述技术问题采用的一种技术方案是，基于激光催化降解废水中有机物的装置，包括激光器、聚焦单元及实时检测单元，聚焦单元及实时检测单元分别与激光器连接，所述激光器所发出的激光通过聚焦单元发出，所述实时检测单元包括与欲处理的废水中有机物溶液特征吸收波长相匹配的连续激光器、检测光路传输单元及激光能量计，所述连续激光器发出的激光通过检测光路传输单元传递至激光能量计。

具体的，为说明检测光路传输单元，则所述检测光路传输单元包括至少一个反射镜及连接反射镜与激光能量计的支架。优选的，所述支架为可伸缩支架，当其伸缩时，能够通过带动安装其上的反射镜进行运动从而调整光路长度。

进一步的，为同时能够检测激光器所发出的激光的能量，则还包括分光镜，所述激光器所发出的激光先通过分光镜分光后分为两束，一束通过聚焦单元后发出，另一束传递至激光能量计。

具体的，为说明聚焦单元，所述聚焦单元为凸透镜。为说明采用何种激光器，则所述激光器为近红外激光器，如1064nmNd:YAG激光器。