[發(fā)明專利]過(guò)氧化氫－二氧化鈦光催化消毒污水的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810028725.6
• 申請(qǐng)日: 2008-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN101289243A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅剛;劉軍;李碧清;陳運(yùn)進(jìn);呂晶;袁榮;張少輝;劉斌;胡和平;潘漢飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州市污水治理有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C02F1/72
• 分類號(hào): C02F1/72;C02F1/30;C02F1/50
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種消毒污水的方法，具體地說(shuō)是過(guò)氧化氫-二氧化鈦光催化消毒污水的方法。

背景技術(shù)

目前，污水處理已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)問(wèn)題。紫外線消毒污水的技術(shù)具有速度快、占地小、操作簡(jiǎn)單、便于運(yùn)行管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，但紫外線消毒易受污水濁度、紫外透光率等可變因素影響、不具有殘余消毒能力、消毒后出水微生物光復(fù)活現(xiàn)象使紫外消毒效果不穩(wěn)定，這些都直接影響紫外消毒技術(shù)在污水消毒中應(yīng)用。固載型二氧化鈦(TiO₂)光催化氧化技術(shù)具有性質(zhì)穩(wěn)定、條件溫和、反應(yīng)徹底、能耗低、價(jià)格廉等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決了粉末懸浮狀態(tài)的TiO2存在的催化劑不容易回收、易中毒、難于制成高效光催化反應(yīng)器等技術(shù)問(wèn)題，已被成功應(yīng)用于消毒、有機(jī)物分解、藻類殺滅等污水處理中，但光催化反應(yīng)對(duì)高濃度微生物處理效果較差、反應(yīng)過(guò)程中電子-空穴對(duì)復(fù)合將大大降低光催化反應(yīng)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)中污水消毒的不足，提供一種消毒效率高的過(guò)氧化氫-二氧化鈦光催化消毒污水的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的污水消毒方法，首次提出將二氧化鈦光催化和過(guò)氧化氫聯(lián)合對(duì)污水進(jìn)行處理。

先將過(guò)氧化氫添加到待處理污水中，再進(jìn)入二氧化鈦光催化反應(yīng)器內(nèi)處理；所述添加過(guò)氧化氫的濃度為10～100ppm。

所述二氧化鈦光催化反應(yīng)器內(nèi)的二氧化鈦是涂覆在網(wǎng)狀載體上，該網(wǎng)狀載體呈波紋狀分布于反應(yīng)器內(nèi)。

所述的網(wǎng)狀載體優(yōu)選為金屬泡沫光催化網(wǎng)或陶瓷泡沫光催化網(wǎng)。

本發(fā)明的污水消毒方法采用光催化氧化原理，即利用紫外殺菌燈作為光催化輻射激發(fā)光源，紫外光穿透石英玻璃管，照射到二氧化鈦光催化材料上，發(fā)生光催化反應(yīng)，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)，能有效地降解水中對(duì)人體有害的有機(jī)化合物，也能使構(gòu)成藻類、細(xì)菌等微生物的蛋白質(zhì)變性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

(1)反應(yīng)器中二氧化鈦光催化網(wǎng)狀載體呈波紋狀分布，水體沿水流方向不斷穿過(guò)二氧化鈦光催化網(wǎng)；由于將二氧化鈦光催化網(wǎng)制成波紋狀，增加了二氧化鈦與污水的接觸面積，提高了光催化反應(yīng)的效率。

(2)由于添加過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫參與了光催化反應(yīng)，產(chǎn)生了大量的羥基自由基，能夠直接氧化各種有機(jī)物，達(dá)到殺菌及降解各種有機(jī)物的目的。同時(shí)，含有藻類、細(xì)菌等微生物的水體在通過(guò)光催化劑網(wǎng)的過(guò)程中，被光催化劑網(wǎng)上面存在的大量羥基自由基所俘獲而發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，使蛋白質(zhì)變性，能有效地殺滅藻類和細(xì)菌等微生物。另一方面由于過(guò)氧化氫與帶負(fù)電荷電子的作用，消耗了反應(yīng)中的電子，減少了與空穴復(fù)合的機(jī)會(huì)，促進(jìn)光催化反應(yīng)速率。

(3)本發(fā)明提供的方案明顯降低了污水紫外消毒投資和運(yùn)行成本，克服了紫外消毒技術(shù)效果不穩(wěn)定、微生物光復(fù)活等缺點(diǎn)，發(fā)展了紫外消毒技術(shù)在污水處理中應(yīng)用。

(4)紫外線、過(guò)氧化氫與二氧化鈦本身都具有殺菌消毒的功效，三者相互作用，大大提高了渠式紫外消毒設(shè)備的消毒殺藻效果。

附圖說(shuō)明

圖1是二氧化鈦光催化反應(yīng)器及其結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1是反應(yīng)器，2是進(jìn)水口，3是紫外燈管，4是二氧化鈦光催化網(wǎng)狀載體，5是出水口。

圖2是實(shí)施例1水樣細(xì)菌滅活測(cè)定結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

取某污水處理廠二沉池出水作為實(shí)驗(yàn)用污水，儲(chǔ)存在原水儲(chǔ)水塑料桶中。制作規(guī)格相同的反應(yīng)器5個(gè)，分別編號(hào)為反應(yīng)器1、反應(yīng)器2、反應(yīng)器3、反應(yīng)器4、反應(yīng)器5。其中反應(yīng)器1、2為空箱，內(nèi)部不設(shè)紫外燈和光催化反應(yīng)模塊，反應(yīng)器3只設(shè)紫外燈(18W)，反應(yīng)器4、5設(shè)紫外燈(18W)和光催化泡沫鎳網(wǎng)。另準(zhǔn)備過(guò)氧化氫加藥器和蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵流量在700-13000ml/min范圍可調(diào)。

反應(yīng)器1為對(duì)照，只進(jìn)污水；反應(yīng)器2隨進(jìn)水加入100ppm?H₂O₂消毒，反應(yīng)器3為紫外消毒，不加入過(guò)氧化氫溶液；反應(yīng)器4為光催化消毒，不加入過(guò)氧化氫溶液；反應(yīng)器5為H₂O₂-光催化消毒，隨進(jìn)水加入10ppm?H₂O₂。

連接原水儲(chǔ)水塑料桶、過(guò)氧化氫加藥器、蠕動(dòng)泵和固載型二氧化鈦光催化反應(yīng)器，反應(yīng)器比儲(chǔ)水桶水位高300mm。