一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法

本发明涉及污水处理，具体而言，涉及一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法。

背景技术：

1、在进行污水处理时，对温度是有一定需求的，尤其是对生物处理技术而言，温度可以对微生物的代谢和反应速率产生直接影响，包括污水的降解效果和处理效率。而现有的污水处理系统中，加热装置一般需要额外的能源供应，这会增加能源消耗和运营成本。在此基础上，利用太阳能这种可再生能源的重要来源之一，可降低运营成本且无污染，具有广泛的应用前景。

2、传统的太阳能处理污水技术通常采用太阳能加热的方式，将太阳能转化为热能，用于加热污水以为后续杀菌和分解有机物提供适宜的反应温度。然而，这种单一的加热方式存在一些局限性。比如，单一加热方式无法充分利用太阳能光谱中的全波段太阳光，限制了能量的综合利用效率。而光催化技术是一种利用特定波长的光线激发催化剂，在光照作用下产生活性氧化物，以降解污染物的技术。然而，光催化技术也需要外部光源的支持，同样增加了能源消耗和运行成本。

3、长波吸收分频是一种利用材料的吸收特性来实现波长选择和频率分析的技术。它通常涉及使用特定材料或材料结构，以便只吸收特定波长范围的光。通过选择适当的材料，可以根据其吸收谱来实现波长选择。例如，某些分子和晶体在特定波长范围内具有强烈的吸收特性。通过利用材料吸收特性，它可以帮助实现高效的光学系统，提高系统光学性能，以及增强光学仪器的功能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：

2、为了解决传统的污水处理系统采用单一光热技术方式无法对全波段太阳光有效利用，且光催化技术仅能利用特定波长，同样存在太阳能利用率不高，对传统能源依赖大，污水处理效率低的问题。

3、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案：

4、本发明提供了一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统，包括聚光器、光学吸收滤波器、热接收器、光接受器、反应器、污水管程、全反射面、热交换器、循环水泵、污水泵、加液阀、放液阀、流量调节阀、污水入口、污水出口和导光管，

5、所述热接收器的载热介质出口端与循环水泵的载热介质入口端连接，所述循环水泵的载热介质出口端与热交换器的载热介质入口端连接，所述热交换器的载热介质出口端与流量调节阀的载热介质入口端连接，所述流量调节阀的载热介质出口端与热接收器的载热介质入口端连接，

6、所述反应器的污水出口端设置放液阀，所述反应器的污水入口端与热交换器的污水出口端连接，所述热交换器的污水入口端与污水泵的污水出口端连接，所述污水泵的污水入口端设置加液阀，

7、至少一个聚光器铺设在朝向阳光方向的平坦地面或平面上，所述光学吸收滤波器的接收面设置在聚光器的焦线上，光学吸收滤波器朝向聚光器的一侧设有光接受器，另一侧设有热接收器，所述光接受器通过导光管和放光器件与反应器连接。

8、进一步地，所述反应器包括污水管程和全反射面，所述污水管程包括若干根依次串联的污水管，串联的污水管两端分别与热交换器和污水出口连接。

9、进一步地，所述聚光器为槽式聚光器。

10、一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统，包括聚光器、光学吸收滤波器、热接收器、光接受器、反应器、污水管程、全反射面、热交换器、循环水泵、污水泵、加液阀、放液阀、流量调节阀、污水入口、污水出口和导光管，

11、所述热接收器的载热介质出口端与循环水泵的载热介质入口端连接，所述循环水泵的载热介质出口端与热交换器的载热介质入口端连接，所述热交换器的载热介质出口端与流量调节阀的载热介质入口端连接，所述流量调节阀的载热介质出口端与热接收器的载热介质入口端连接，

12、所述反应器的污水出口端设置放液阀，所述反应器的污水入口端与热交换器的污水出口端连接，所述热交换器的污水入口端与污水泵的污水出口端连接，所述污水泵的污水入口端设置加液阀，

13、至少一个聚光器铺设在朝向阳光方向的平坦地面或平面上，所述光学吸收滤波器的接收面设置在聚光器的焦线上，光学吸收滤波器朝向聚光器的一侧设有光接受器，另一侧设有热接收器，所述光接受器通过导光管和放光器件与反应器连接。

14、进一步地，所述反应器内设有污水管程，所述污水管程包括若干根并联的污水管，每根污水管外设有全反射面，并联的污水管两端分别与第二污水管路和污水出口连接。

15、进一步地，所述聚光器为槽式聚光器。

16、一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统，包括聚光器、光学吸收滤波器、热接收器、光接受器、反应器、污水管程、全反射面、热交换器、循环水泵、污水泵、加液阀、放液阀、流量调节阀、污水入口、污水出口和导光管，

17、所述热接收器的载热介质出口端与循环水泵的载热介质入口端连接，所述循环水泵的载热介质出口端与热交换器的载热介质入口端连接，所述热交换器的载热介质出口端与流量调节阀的载热介质入口端连接，所述流量调节阀的载热介质出口端与热接收器的载热介质入口端连接，

18、所述反应器的污水出口端设置放液阀，所述反应器的污水入口端与热交换器的污水出口端连接，所述热交换器的污水入口端与污水泵的污水出口端连接，所述污水泵的污水入口端设置加液阀，

19、至少一个聚光器铺设在朝向阳光方向的平坦地面或平面上，所述光学吸收滤波器的接收面设置在聚光器的焦线上，光学吸收滤波器朝向聚光器的一侧设有光接受器，另一侧设有热接收器，所述光接受器通过导光管和放光器件与反应器连接。

20、进一步地，所述反应器内设有污水管程，所述污水管程包括若干根并联的污水管，每根污水管外设有全反射面，并联的污水管两端分别与第二污水管路和污水出口连接。

21、进一步地，所述聚光器为槽式聚光器。

22、一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统的处理方法，包括以下步骤：

23、打开循环水泵、污水泵、加液阀、放液阀和流量调节阀，根据太阳的位置和光线传播方向调整聚光器的角度，聚光器将太阳光反射至光学吸收滤波器上，通过光学吸收滤波器将紫外光和红外-可见光分开，紫外线部分光线反射到光学吸收滤波器下方的光接受器上，再通过导光管导入反应器中进行污水处理，其余波长的光线被光学吸收滤波器吸收后进入热接收器，并依次在循环水泵和热交换器中依次循环。

24、相较于现有技术，本发明的有益效果是：

25、本发明一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法，聚光器将太阳光反射至光学吸收滤波器上，通过光学吸收滤波器将紫外光和红外-可见光分开，紫外线部分光线反射到光学吸收滤波器下方的光接受器上，再通过导光管导入反应器中进行污水处理，其余波长的光线被光学吸收滤波器吸收后进入热接收器，并依次在循环水泵和热交换器中依次循环；

26、本发明一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法，通过聚光器将太阳光线集中到系统中，并通过光学吸收滤波器实现高效的能源转换，包括光能和热能，相比于传统的太阳能利用技术，本发明能够更充分地利用全光谱的太阳能资源，提高能量利用效率；

27、本发明一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法，采用光催化污水处理技术，通过光能催化反应，能够有效地降解和清除污水中的有机污染物和其他污染物；相比于传统的污水处理方法，光催化污水处理具有更高的降解效率和较低的副产物生成，可实现高效、环保的污水处理；

28、本发明一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法，光学吸收滤波器能够选择性地透过紫外线部分的太阳光，利用具有较高催化能力的紫外线光谱进行污水处理；同时，光学吸收滤波器还能吸收其他光谱的太阳光，将其转化为热能，实现了多能源的综合利用；

29、本发明一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法，利用太阳能进行光热联合催化污水处理，减少了对传统能源的依赖，降低了碳排放和化学药剂的使用，有助于保护环境和节约能源；

30、本发明一种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法，简单的结构有助于减少制造成本和维护成本，并提高系统的可靠性和稳定性，降低了运行和维护的难度；适用于多种污水处理场景，例如城市污水处理厂、工业废水处理等，可以根据不同需求和规模进行定制和扩展，具有较高的适应性，这主要体现在以下几个方面：适用于不同污水类型，该系统可以处理多种不同类型的污水，包括城市污水、工业废水和农村污水，不同类型的污水具有不同的化学成分和污染物含量，但这种系统可以根据不同的需求进行调整和优化，以适应不同污水的处理要求；由于系统的简单结构，它可以相对容易地进行定制和扩展，以满足不同规模和处理容量的要求；还可以根据具体的应用场景和处理需求来调整系统的大小和配置，从小型污水处理装置到大型城市污水处理厂都可以使用这种技术；简单的系统结构通常意味着更少的零部件和更少的复杂性，这可以降低维护的难度；这种长波吸收分频的太阳能光热光催化污水处理系统及处理方法具有灵活性、适应性和通用性，使其适用于多种不同的污水处理场景，可以为不同的应用需求提供高效的污水处理解决方案。