CN103086495B - 多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，它包括由采光板、太阳能跟踪装置、管式反应器、上部水箱、下部水箱、第一曝气装置组成的光催化氧化反应区和由膜分离器壳体和膜组件组成的膜分离区，膜组件底部可根据需要设置第二曝气装置；上部水箱、膜分离器壳体可以是敞开式的、或带有排气装置封闭式的；上部水箱、下部水箱、膜分离器壳体、循环管和连通管既可依需要而和太阳光聚能板耦合而使它们具有保温、加热功能，还可依需要在其中设置加热装置。本发明公开的多功能反应装置具有在结构和功能上可以变化多样、光能利用率和传质效率高等特点，既可进行光催化氧化反应，亦可进行光、热协同催化氧化反应。

Description

多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置

技术领域

本发明涉及一种多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置(多功能反应装置)，该多功能反应装置既可应用于有毒有害难降解有机废水的预处理或深度处理，亦可应用于微污染饮用水的深度处理。

背景技术

随着我国社会经济的迅速发展，不可避免的产生大量废弃污染物，这导致了严重的环境污染和生态破坏。传统的处理方法不能彻底消除降解污染物，而且容易造成二次污染，使用范围窄，能耗高。近些年来，利用光催化氧化技术降解污染物得到了人们的广泛关注。光催化氧化技术以其氧化能力强、无二次污染、反应条件温和、操作简单容易控制等优点，成为难降解有机废水和微污染饮用水处理的有效方法。太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源，且为清洁能源，阳光中可用于光催化氧化技术的光能(λ＜400nm)约为太阳能总辐射能量的3％～4％。太阳光催化氧化技术是将太阳光作为光源，可有效降低废水处理成本，逐渐成为难降解有机废水处理的研究热点。

目前太阳光催化氧化技术所面临的主要问题之一是在光催化氧化动力学基础上开发实用新型光催化反应器，即开发高效光催化反应器、有效收集利用太阳光，成为太阳光催化氧化技术所面临的重要任务，此技术将在难降解有机废水以及微污染饮用水深度处理领域发挥重要作用。

目前太阳光催化反应器按照反应器的聚光形式可分为聚光型、非聚光型和低聚光型反应器三大类，这三类反应器的各自特点如下：

(1)聚光型光催化反应器：这类反应装置光收集器的转动由一个或两个驱动器控制，驱动器又由方位角和高程构成的两轴跟踪系统控制，这样，光收集器的孔面一直保持与太阳光线垂直，使太阳光直接照射反应管道，没有直接照射管道的光线经过反射也可以照射反应管道，因此可以充分利用太阳能。但由于这类装置需要双轴跟踪系统的控制，因而装置的造价非常昂贵，无法实现大规模的工业应用。

(2)非聚光型光催化反应器：这类反应装置不聚集光线，所以没有转动装置和太阳光跟踪系统，造价比聚光式反应器要低廉。由于不存在互相遮挡光线现象，因此效率也不会受到聚光系数和太阳光跟踪方面的影响。但是，由于光的投射能力有限，使得反应溶液深度不能太大，因此要想提高反应器的处理能力，只能扩大光照面积，这就导致反应器的占地面积过大。

(3)低聚光型光催化反应器：复合抛物面反应器(Compound Parabolic ConcentratorReactor，CPCR)是当前在低聚光型光催化反应器领域研究最多的一类太阳光催化反应器。(低聚光型反应器这一类中，以复合抛物面反应器研究的最多，故以复合抛物面反应器为代表进行阐述)这类反应装置兼具聚光型和非聚光型两种反应装置的优点，既能利用直射光又能利用散射光。该类装置的光收集器是由两个并排的抛物面组成，反应管道处于两个抛物镜面焦点连线的中间位置，这样反应装置可以不必正对太阳光，也能吸收更多的光线参与光催化反应，无需跟踪系统，工程造价低；由于反应管一般为圆柱状，所以污水易流入，不需要很大的压力，而且污染物和催化剂混合比较均匀。该装置具有结构简单、易操作、较好抵抗天气能力等特点；但由于受流量限制，实际应用时需要采用多个反应器并联以增加其处理能力。

太阳光催化反应器根据催化剂存在的形态不同，可分为悬浮型和固定型，这两类反应器各自特点如下：

(1)固定型光催化反应器：固定型光催化反应器普遍存在传质限制、耗能高以及催化剂装载复杂等缺点。各国研究人员根据各自不同的设计思想，研制了众多的固定膜太阳光催化反应器，其中最具代表性的是实用型固定膜太阳光催化反应器。然而，由于该类反应器的流速较低，雷诺数偏小，流体处于层流状态，所以存在传质限制。同时，反应器是非封闭运行，催化剂受周围的环境影响比较大，易造成催化剂中毒。

(2)悬浮型光催化反应器：悬浮型光催化反应器的效率比固定型的高，其优点在于流体处于紊流状态，无传质限制；同时反应器为封闭状态，不存在挥发性污染物蒸发的问题；此外，反应器构造简单，投资成本低；但其存在催化剂分离同收、重复利用的难题，因而如何实现催化剂的循环利用是悬浮型光催化反应器所面临的主要问题。

基于CPCR和悬浮型光催化反应器的优点，我们提出、并中请了发明专利：太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置(专利申请号：201210264298.8)，该发明专利实现了太阳光催化氧化和膜分离技术的耦合，具有结构简单、充分利用太阳能、光催化氧化处理成本低等特点；同时当被处理废水经预热后进入反应装置时还可以实现光热催化氧化协同反应，提高光催化氧化反应速度。为使光热催化氧化协同反应更加有效，同时为了更充分地利用太阳能，我们进一步提出了本发明专利，即提出了一种多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，该反应装置不仅具有发明专利申请号为201210264298.8的太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置所具有的特点，同时还具有太阳能更高效地利用、更有利于光热催化氧化协同反应的特点。

本发明的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，它包括光催化反应区和膜分离区，光催化反应区包括采光系统、管式反应器、上部水箱和下部水箱，其中采光系统包括采光板和太阳能跟踪装置，而采光板则可以是平截式复合抛物面构成，亦可以是太阳光聚能板；管式反应器设置在所述的平截式复合抛物面的中心、或太阳光聚能板的中心，且管式反应器既可以是由内外两根管构成的双层同心圆结构(或双层同轴方形等其它结构形式)，其中内管可根据需要设置紫外灯等紫外光源(人工光源)，使本发明所述的多功能反应装置为双光源结构；管式反应器亦可以仅仅由单一的反应管构成，从而使本发明所述的多功能反应装置为单一太阳光光源结构，同时在反应管中可根据需要而设置加热装置(如在管子中心部位设置加热棒)；管式反应器为双层同心圆结构时的外管或为单一反应管结构时的反应管还可根据需要而设置为具有防止或减少热损失的真空夹套的反应管，以保证当进行光热催化氧化协同反应时能够在适宜的反应温度下进行；双层同心圆结构时的外管或单一反应管结构时的反应管亦可根据需要而仅仅为单层管子，不设置成带有防止或减少热损失的真空夹套的管子，从而使管式反应器的结构大大简化；所述的平截式复合抛物面采光板或太阳光聚能板可根据需要设置在由太阳光自动跟踪装置控制的转动轴上，使采光板在太阳光自动跟踪装置的带动下能全天候跟踪太阳光，实现光能利用率的最大化；亦可根据需要不设置太阳光自动跟踪装置和相应的转动轴，此时虽然光能利用率有所降低，但本发明装置的结构大大简化，使设备投资大大节省；下部水箱设置有进水口、排泥口以及第一曝气装置，其中第一曝气装置可根据需要设置成曝气板或者曝气管，且第一曝气装置还可根据实际情况延伸至管式反应器中的适当位置；第一曝气装置曝气时产生的气泡进入上部水箱后溢出、排空，同时上部水箱亦可根据需要为紫外灯管等紫外光源提供固定面；膜分离区包括设置在光催化反应区上部水箱侧面(或其它利于内循环流动的位置)的膜分离器壳体，以及在其中设置的与出水口相连通的浸没式膜组件，且在膜组件底部可根据需要设置第二曝气装置；光催化反应区上部水箱、下部水箱分别和膜分离器壳体的壁面和底部通过连通管和循环管相连通，且在循环管中可根据需要而设置有水冲洗或气冲洗装置；所述的上部水箱、下部水箱和膜分离器壳体可以是方形、圆形或其它形状的，且上部水箱、下部水箱、膜分离器壳体、循环管以及连通管中的某一个、或某几个、亦或全部可根据需要和太阳光聚能板耦合，使其中的废水在太阳能作用下得以被加热，以使整个反应系统或反应系统的一部分维持一定的温度，使管式反应器中的废水温度能够维持在最佳或比较适宜的光催化反应温度，提高光热催化氧化协同反应的效率；在上部水箱、下部水箱、膜分离器壳体、循环管以及连通管中亦可根据需要设置适当的加热装置；所述的上部水箱、膜分离器壳体既可以是敞开式的，亦可以是带有排气装置封闭式的，以避免外界对被处理水造成污染。

采用本发明装置在废水处理时能达到以下效果：

①复合抛物面采光板或太阳能聚光板以竖直方向放置，且根据当地纬度而成一定的倾斜角度，同时在太阳光自动跟踪装置的带动下能够在一定范围内跟踪收集太阳光，从而能够有效地收集太阳光能，使管式反应器能够最大程度的接收到太阳光，以充分利用太阳光进行光催化反应。

②当该多功能反应装置根据需要而设计为双光源(太阳光和人工光源)结构时，阴雨天太阳光强较弱时，可开启人工光源，主要利用人工光源进行光催化降解使装置实现全天候运转；晴天时太阳光和人工光源则可互为补充，使多功能反应装置保持较高的处理效率。

③当多功能反应装置根据需要而设计为单一太阳光光源结构时，其具有结构更加简单、且更加方便操作和维修，同时可在一定程度上增大废水处理量等优点。

④在曝气气流的作用下，催化剂、废水、气泡在多功能反应装置中可实现混合与接触，在光子的激发下发生光催化氧化反应，污染物被有效的分解，因而具有较高的传质效率和光能利用率，能够达到较高的光催化氧化反应效率。

⑤膜分离器中采用适当类型的膜组件(如采用能够截留废水中某一污染组分的微滤膜、超滤膜或纳滤膜等膜组件)，使其能够截留光催化剂，或还可根据需要同时截留未被降解的污染物。

⑥膜组件可根据需要设置膜底曝气装置，当设置膜底曝气装置时，上升的气泡通过膜表面时产生纵向剪切力，使膜丝发生抖动，从而能有效的避免催化剂在膜表面的附着进而减轻膜污染。

⑦循环管中不同位置处可设置一个或多个气冲洗或水冲洗装置，使循环管中发生沉积的催化剂经冲洗后重新返回到循环体系。

⑧在上部水箱、下部水箱、膜分离器壳体、循环管以及连通管中设置适当的加热装置、以及它们和太阳光聚能板耦合时，更有利于光热催化氧化协同反应。

附图说明

图1为本发明采光板分别为平截式复合抛物面采光板或太阳能聚光板、外管(或单一结构时的反应管)为具有真空保温功能的反应管、循环管不仅和太阳能聚光板耦合、同时在其中还设置有加热棒、且上部水箱和太阳能聚光板耦合的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置结构示意图(示例一)

图1(a)多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置结构(示例一)

图1(b)平截式复合抛物面采光板和管式反应器结构示意图(双光源)

图1(c)平截式复合抛物面采光板和管式反应器结构示意图(单光源)

图1(d)太阳能聚光板和管式反应器结构示意图(双光源)

图1(e)太阳能聚光板和管式反应器结构示意图(单光源)

图1(f)带有太阳能聚光板的循环管结构示意图

图1(g)带有太阳能聚光板的上部水箱结构示意图

图1(h)多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置平面示意图

图2为本发明采光板分别为平截式复合抛物面或太阳能聚光板、外管为没有真空保温层、但在其中设置有加热装置的单一反应管、且循环管没有和太阳能聚光板耦合、但在其中亦设置有加热装置、上部水箱和膜分离器壳体均为带有排气装置封闭式的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置结构示意图(示例二)。

图2(a)多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置结构(示例二)

图2(b)带有加热装置的循环管(没有太阳能采光板)结构示意图

图2(c)多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置平面示意图

附图中的标号说明如下：

1-上部水箱，2-连通管，3、10-阀门，4-膜组件，12、5-第一曝气装置、第二曝气装置，6-膜分离器壳体，7-加热装置，8-循环管，9-太阳光聚能板，11-气/水冲洗装置，13-排泥口，14-下部水箱，15-紫外灯(双光源)/加热装置(单光源)，16-管式反应器，17-采光板(平截式复合抛物面采光板/太阳光聚能板)，18-太阳光自动跟踪仪，19-石英管，20-带有真空保温层外管/单一反应管，21-排气装置，22-进水口，23-出水口，24-支架

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施对本发明作详细描述。

如附图1所示本发明提出的一个采光板为平截式复合抛物面(或太阳能聚光板)、外管(或单一结构时的反应管)为具有真空保温功能的反应管、循环管不仅和太阳能聚光板耦合、同时在其中还设置有加热棒的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环应装置示意图(示例一)，它包括光催化反应区和膜分离区，所述的光催化反应区包括下部水箱14、上部水箱1、复合抛物面采光板(或太阳能聚光板)17以及管式反应器16，所述的管式反应器16设置在采光板(平截式复合抛物面采光板或太阳能聚光板)17的中心位置，其中图1(b)和1(d)是双光源结构时多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环应装置中采光板分别是平截式复合抛物面采光板和太阳能聚光板时管式反应器结构的剖面图，包括高硅氧玻璃外管20和内置的石英管或者石英冷阱管19；所述的石英管或者石英冷阱管19中可根据需要而设置紫外灯15等紫外光源；图1(c)和1(e)是单一太阳光光源结构时多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环应装置中采光板分别是平截式复合抛物面采光板和太阳能聚光板时的管式反应器结构的剖面图，这时管式反应器仅仅由单一的反应管构成；所述的光催化反应区的下部水箱14设置有入水口22、排泥口13以及第一曝气装置12，所述的光催化反应区上部水箱1与膜分离器壳体6之间通过连通管2相连通，所述的光催化反应区下部水箱14与膜分离循器壳体6之间通过循环管8相连通，循环管中可根据需要设置一个或多个水冲洗或气冲洗装置11。所述的膜分离区包括设置在光催化反应区上部水箱1侧面(或其他利于内循环流动的位置)的膜分离器壳体6，在所述的膜分离器壳体6中设置有浸没式膜组件4，所述的浸没式膜组件4与出水口相连，在所述的浸没式膜组件底部可根据需要而设置第二曝气装置5，所述的膜组件可采用帘式膜或者U形膜等膜组件。在所述的连通管2和循环管8上分别可根据需要而安装阀门3和阀门10。

图2为本发明采光板分别为平截式复合抛物面和太阳能聚光板、外管为没有真空保温层、但在其中设置有加热装置的单一反应管、且循环管没有和太阳能聚光板耦合、但在其中亦设置有加热装置、上部水箱和膜分离器壳体均为带有排气装置封闭式的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置结构示意图(示例二)。示例二与示例一所示的多功能反应装置的结构基本相同，二者结构上的主要差异为：示例二所示多功能反应装置中的外管为没有真空保温层、但在其中设置有加热装置的单一反应管、且循环管没有和太阳能聚光板耦合、但在其中亦设置有加热装置，同时上部水箱和膜分离器壳体均为带有排气装置封闭式的，示例二所示多功能反应装置的结构设置使得在管式反应器和循环管结构大大简化条件下，仍能有效地保证光热催化氧化协同反应的顺利进行(尽管太阳能的利用有所下降)，而上部水箱和膜分离器壳体为带有排气装置的封闭结构形式有效地避免了本发明多功能反应装置中废水(主要是当本发明多功能反应装置用于微污染饮用水处理时)在处理过程中被外界环境污染的不足之处。

根据本发明专利前述发明内容中所提及的，多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置的结构可根据需要而具有多种多样，不限于上述所示的2个例子；此外，本发明各种结构形式下的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环应装置的工作原理与下述结合示例一所述的工作原理基本相同；当多功能反应装置结构中的某一部分发生变化时，多功能反应装置的功能仅在变化的这部分结构上表现出一定的差异，但多功能反应装置的工作原理并未改变。如当循环管中设置有或没有设置加热装置时，多功能反应装置的工作原理仍如上所述，但废水在内循环流动作用下流过循环管时发生了分别被加热或没有被加热的变化。

多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置工作原理如下(以示例一为例予以说明：

开启太阳光自动跟踪装置18，使平截式复合抛物面采光板(或太阳能聚光板)17在太阳光自动跟踪装置18的带动下转动，直到平截式复合抛物面(或太阳能聚光板)17与阳光垂直，实现自动跟踪收集太阳光；当不设置太阳光自动跟踪装置时，平截式复合抛物面采光板(或太阳能聚光板)一般为南北方向放置，且放置角度n为所在当地的纬度，以最大利用太阳光。在第一曝气装置12产生的曝气气流作用下，由入水口22进入下部水箱14的废水与催化剂迅速混合，在下部水箱14和管式反应器16中形成气、液、固三相流化床反应体系；在紫外光照射作用下，当本发明多功能反应装置为双光源结构时，流经管式反应器套管之间的废水发生光催化降解反应或光热催化降解反应，而当为单一太阳光光源结构时废水则流经反应管16时发生光催化降解反应或光热催化降解反应。被降解的废水进入上部水箱1，之后经连通管2进入膜分离器壳体6，最后经循环管8由膜分离器壳体6回流至多功能反应装置的下部水箱14，由此形成一个废水→下部水箱→管式反应器→上部水箱→连通管→膜分离器→循环管→下部水箱的内循环流动。膜组件4将进入膜分离器中的TiO₂截留，被处理的水由出水口排出；而被截留的TiO₂随废水的内循环流动经循环管8再回到下部水箱14和管式反应器16中，实现TiO₂在多功能反应装置中的循环、重复利用。循环管8中设置的气冲洗或水冲洗装置11使沉积于其中的TiO₂返回至循环体系中，避免因TiO₂在循环管8中发生沉积而导致其在多功能反应装置中悬浮浓度的不断降低。

本发明提出的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置的特征为：

1.复合抛物面采光板(或太阳能聚光板)以竖直方向放置，且根据当地纬度而成一定的倾斜角度放置；在太阳光自动跟踪装置的作用下，复合抛物面采光板(或太阳能聚光板)能够有效的利用太阳光，使管式反应器能够最大程度的接收到太阳光；而当不设置太阳光自动跟踪装置时，具有结构简单、投资少的特点。

2.本发明多功能反应装置根据需要设计为双光源(太阳光和人工光源)结构时，阴雨天太阳光强较弱时，开启人工光源，主要利用人工光源进行光催化降解使多功能反应装置实现全天候运转；晴天时太阳光和人工光源则可互为补充，保持较高的处理效率。

3.本发明多功能反应装置根据需要设计为单一太阳光光源结构时，其具有结构更加简单、且更加方便操作和维修，同时可在一定程度上增大废水处理量等优点。

4.在曝气气流的作用下，催化剂、废水、气泡在多功能反应装置中可实现充分的混合与接触，在光子的激发下发生光催化氧化反应，污染物被有效的分解，因而具有较高的传质效率和光能利用率，能够达到较高的光催化氧化反应效率。

5.膜分离器中采用适当类型的膜组件(如采用能够截留废水中某一污染组分的微滤膜、超滤膜和纳滤膜等膜组件)，使其能够截留光催化剂，或还可同时截留未被降解的污染物。

6.膜组件可根据需要设置膜底曝气装置，当设置膜底曝气装置时，上升的气泡通过膜表面时产生纵向剪切力，使膜丝发生抖动，从而能有效的避免催化剂在膜表面的附着进而减轻膜污染。

7.循环管中可设置一个或多个气冲洗或水冲洗装置11，使循环管中发生沉积的催化剂经冲洗后重新返回到循环体系。

8.根据需要而通过膜分离器、循环管和上部水箱与太阳光聚能板的耦合，或根据需要而在膜分离器、循环管和上部水箱中设置适当的加热装置，有利于控制随内循环流动而回流至管式反应器中的废水为一定的温度，使光催化氧化反应在适宜的温度下进行，促进光热催化氧化协同反应。

本发明多功能反应装置的连通管2和循环管8上可根据需要设置阀门，以控制本发明多功能反应装置运行时废水的内循环流动。

本发明光催化反应区下部水箱14设置第一曝气装置，且第一曝气装置可根据需要设置成曝气板或者曝气管等形式，且第一曝气装置还可根据实际情况延伸至管式反应器中的适当位置，从而在光催化反应区中更好地形成气(气泡)、液(废水)、固(催化剂)三相流化床反应体系，并为光催化氧化反应提供氧气。

本发明多功能反应装置中的上部水箱、下部水箱、膜分离器壳体、循环管以及连通管可根据需要设置适当的加热装置，或被处理废水在进入多功能反应装置中时可被预热至适当的温度，从而使废水在管式反应器中进行光催化降解反应时能够同时发生热反应，实现光热催化协同反应。

Claims (6)

1.多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，它包括光催化反应区和膜分离区，所述的光催化反应区包括采光系统、管式反应器、上部水箱和下部水箱；其中采光系统包括采光板和太阳光自动跟踪装置，而其中所述的采光板为平截式复合抛物面采光板或太阳光聚能板，且所述的平截式复合抛物面采光板或太阳光聚能板设置在太阳光自动跟踪装置控制的转动轴上；或者所述采光系统仅由平截式复合抛物面采光板或太阳光聚能板组成；所述的管式反应器设置在所述的平截式复合抛物面采光板或太阳光聚能板的中心，其特征在于：所述的管式反应器为双层同心圆结构或双层同轴方形结构、或为单一的反应管，其中双层同心圆结构或双层同轴方形结构的外管、或单一反应管时的反应管设置为具有防止或减少热损失的真空夹套结构形式；所述的下部水箱设置有进水口、排泥口以及第一曝气装置，所述的上部水箱将下部水箱中设置的第一曝气装置曝气时产生的气泡从此处排空，并为紫外灯光源提供固定所需平面；所述的膜分离区包括设置在所述的光催化反应区上部水箱侧面的膜分离器壳体，以及在其中设置的与出水口相连通的浸没式膜组件，且在浸没式膜组件底部设置第二曝气装置；所述的上部水箱、膜分离器壳体为敞开式的，或是带有排气装置封闭式的；所述的光催化反应区上部水箱、下部水箱分别和膜分离器壳体壁面和底部通过连通管和循环管相连通；所述的上部水箱、下部水箱和膜分离器壳体为方形、圆形或其它形状，且上部水箱、下部水箱、膜分离器壳体、循环管以及连通管和太阳光聚能板耦合而使它们同时还具有保温、加热功能，使其中的水利用太阳能被得以保温或加热，保证光催化反应时废水温度能够维持在最佳或比较适宜的光催化反应温度，实现光、热协同催化氧化反应；在上部水箱、下部水箱、膜分离器壳体、循环管以及连通管中设置加热装置。

2.根据权利要求1所述的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，其特征在于：所述的平截式复合抛物面采光板或太阳光聚能板以竖直方向放置，且根据当地纬度而成一定的倾斜角度；设置太阳光自动跟踪装置时，通过太阳光自动跟踪装置的适当调节使平截式复合抛物面采光板或太阳光聚能板与太阳光垂直。

3.根据权利要求1所述的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，其特征在于：在所述的循环管中设置一个或多个水冲洗或气冲洗装置，所述的光催化反应区的下部水箱为V型或其它能够有效避免在其中积气的结构形式的水箱。

4.根据权利要求1所述的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，其特征在于：所述的管式反应器为双层同心圆结构或双层同轴方形结构，其中外管为对太阳紫外辐射有很高透射率的高硅氧玻璃管，内管为短波紫外光透射率达90％以上的石英管或者石英冷阱管，内管和外管亦均能选用紫外透射率高的材料；所述的紫外灯光源设置在所述的石英管或者石英冷阱管内部时，所述的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置为双光源结构；所述外管还能设计为具有真空保温结构形式。

5.根据权利要求1所述的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，其特征在于：所述的管式反应器为单一反应管、或具有真空保温作用结构形式的单一反应管，这时的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置为单一太阳光光源结构，其中反应管为对太阳紫外辐射有很高透射率的高硅氧玻璃管，或其它紫外透射率高的材料的玻璃管。

6.根据权利要求1所述的多功能太阳光催化氧化-膜分离三相流化床循环反应装置，其特征在于：在所述的下部水箱设置第一曝气装置，第一曝气装置能设置成曝气板或者曝气管，且第一曝气装置还能延伸至管式反应器中的适当位置。