申请日2014.09.28
公开(公告)日2015.02.11
IPC分类号C02F1/467
摘要
本实用新型公开了一种太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染物的污水处理装置，包括用于电解污水的电解槽、电极对以及连接电极对的太阳能电池，且所述电极对其中一者为光催化电极，所述污水处理装置还包括由所述太阳能电池供电的光照电路，包括：照明元件，用于为光催化电极照明;光敏开关，用于根据检测到的太阳光切换光照电路的通断状态。本实用新型的有益效果是：实现了自然光—照明光的自动切换，提高了对太阳光的利用效率，清洁环保。
权利要求书
1.一种太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染物的污水处理 装置，包括用于电解污水的电解槽、电极对以及连接电极对的太阳能电池， 且所述电极对其中一者为光催化电极，其特征在于，所述污水处理装置还 包括由所述太阳能电池供电的光照电路，包括：
照明元件，用于为光催化电极照明;
光敏开关，用于根据检测到的太阳光切换光照电路的通断状态。
2.如权利要求1所述太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染 物的污水处理装置，其特征在于，所述电解槽由透光性材料制成，所述光 照电路设于电解槽外侧，且光照电路中的照明元件与光催化电极的位置对 应，所述透光性材料包括玻璃。
3.如权利要求1所述太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染 物的污水处理装置，其特征在于，所述太阳能电池为染料敏化太阳能电池。
4.如权利要求1所述太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染 物的污水处理装置，其特征在于，所述照明元件为LED灯。
5.如权利要求1所述太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染 物的污水处理装置，其特征在于，所述光敏开关包括：
模拟开关，连接于所述照明元件供电电路中;
光敏元件，连接于所述模拟开关的控制端。
6.如权利要求5所述太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染 物的污水处理装置，其特征在于，所述模拟开关为NPN三极管，所述光 敏元件为光敏电阻，所述光照电路还包括第一电阻和第二电阻，其中：
NPN三极管集电极经第一电阻连接至太阳能电池的正极，发射极经照 明元件连接至太阳能电池的负极;
所述第二电阻一端连接至NPN三极管基极，另一端连接至太阳能电 池的正极;
所述光敏电阻一端连接至NPN三极管基极，另一端连接于照明元件 与太阳能电池之间。
说明书
太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染物的污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理装置，具体涉及一种太阳能光电催化协 同消减重金属离子与有机污染物的污水处理装置。
背景技术
目前处理污水主要技术中的还原沉淀法、化学絮凝法、光催化等物理 化学方法。
例如，公开号为CN202671357U的专利文献提出了一种光电两用型太 阳能污水处理设备，包括，供能系统和污水处理设备;供能系统包括太阳 能电池组件和光电两用控制柜，其中太阳能电池组件包括太阳能光伏板和 蓄电池组;污水处理设备包括通过管道依次连通的进水井、厌氧池、缺氧 池、曝气池和沉淀池，沉淀池中设有导流筒，沉淀池通过污泥泵回流污泥 至厌氧池。本实用新型结构合理、占地面积小，光电两用、程序化控制， 具有远程监控的功能。
或者，如公开号为CN202865065U的专利文献提供了一种光电互补太 阳能微动力污水处理系统，包括进水调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、 沉淀池、生态湿地池和出水井，本实用新型提供了一种方便高效的新型农 村生活污水处理实用性很强的技术，该技术应用广泛，对我国农村生活污 水都可使用，对集镇等大型生活污水处理也适用，而且效果显著。
这些方法虽然在处理污水有一定的效果，但是存在二次污染、残留高、 共存有机物去除率低、太阳光利用率低等问题。
要采用对污水中的有机污染物以及重金属进行去除，较为常用的方法 是采用电化学催化方法，将电源两极连上电极对，对污水进行电解反应， 从而去除有机物以及重金属。
但这类方法由于需要通电进行，因此在电能上有较多消耗。如何采用 一种能够节电的方法来实现污水中有机物以及重金属物的有效去除，是有 待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术所存在的问题，本实用新型提出了一种污水处理装 置，利用太阳能进行光电催化，同时将太阳能转换为电能进行储存，在缺 乏光照的条件下，反应依然可以持续进行。
一种太阳能光电催化协同消减重金属离子与有机污染物的污水处理 装置，包括用于电解污水的电解槽、电极对以及连接电极对的电源，所述 电源为太阳能电池，且所述电极对中其中一者为光催化电极，所述污水处 理装置还包括连接于所述太阳能电池两端的光照电路，包括：
照明元件，用于为光催化电极照明;
光敏开关，用于根据检测到的光照切换光照电路的通断状态。
所述电解槽由透光性材料制成，所述光照电路设于电解槽外侧，且与 光催化电极位置对应，所述透光性材料包括玻璃。
所述太阳能电池为染料敏化太阳能电池。
染料敏化太阳能电池具有成本低，太阳能转化效率高的优点，适合用 于持续运行的污水处理装置。
照明元件有多种，出于成本以及需求的考虑，可选的，所述照明元件 为LED灯。由于本身光催化电极的面积不需要非常大，LED灯的光照亮 度以及面积已经能够满足光催化电极的光照需求，而同时LED灯具有能 耗小，占用空间小等优点，适合作为用于光催化电极的照明元件。
光敏开关通过光敏元件感测太阳光照，并在检测不到太阳光的时候导 通光照电路，可选的，所述光敏开关包括：
模拟开关，连接于所述照明元件供电电路中;
光敏元件，连接于所述模拟开关的控制端。
光敏开关中可选的模拟开关以及光敏元件种类较多，可选的，所述模 拟开关为NPN三极管，所述光敏元件为光敏电阻，所述光照电路还包括 第一电阻和第二电阻，其中：
NPN三极管集电极经第一电阻连接至太阳能电池的正极，发射极经照 明元件连接至太阳能电池的负极;
所述第二电阻一端连接至NPN三极管基极，另一端连接至太阳能电 池的正极;
所述光敏电阻一端连接至NPN三极管基极，另一端连接于照明元件 与太阳能电池之间。
该电路构成简单，且能耗较小。光敏电阻在太阳光光线充足的情况下 阻值为5KΩ，在太阳光较暗时约为0.8MΩ。通过光敏电阻与NPN三极 管的配合，达到光敏开关的效果。
本实用新型的有益效果是：加入光照电路，实现了自然光—照明光的 自动切换，提高了对太阳光的利用效率，清洁环保;采用的光催化电极， 增强了对实际污水中重金属和有机污染物的协同降解效果。