[發明專利]一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器及其工作方法

有效

• 申請號: 201210421922.0
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102874994A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王燕;閆晗;馬德方;韓綺;高寶玉;岳欽艷;李倩
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;B01J21/18;B01J37/02;C02F3/12;C02F1/32
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，該水處理器包括反應筒、在反應筒的軸向位置自上而下設置有三相分離器和氣提筒，在反應筒的頂部設置有出氣管與所述的三相分離器相連，在反應筒上部的筒壁上設置有出水口，在反應筒的底部設置有進水管與氣提筒的底端相對，在氣提筒底部環繞設置有曝氣盤，曝氣盤上具有供污水下流的微孔，所述曝氣盤將反應筒分成沉降區和回流區兩個部分；在氣提筒內設置有紫外光光源和二氧化鈦的輕質顆粒；在反應筒的沉降區填充有好氧活性污泥。

2.根據權利要求1所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述氣提筒與曝氣盤相連的部位內徑是氣提筒上部內徑的1/2。

3.根據權利要求1所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述二氧化鈦輕質顆粒為負載有二氧化鈦的活性炭顆粒，所述二氧化鈦輕質顆粒的堆積密度為0.3-0.5kg/L、比表面為1500-2000m²/g，粒徑范圍2-4mm，吸水率為300-450%；所述二氧化鈦的輕質顆粒按重量百分比包括如下原料：

活性炭顆粒：85-90份；

二氧化鈦：4-8份。

4.根據權利要求3所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述二氧化鈦輕質顆粒的制備方法，包括步驟如下：

（1）使用磁力恒溫攪拌器在25℃下將分析純的鈦酸丁酯、分析純的冰乙酸依次加入無水乙醇中，攪拌15~20min，得到均勻透明的淡黃色溶液；所述鈦酸丁酯、冰乙酸和無水乙醇的體積份數分別為：

鈦酸丁酯：4.5-6份；

冰乙酸：0.8-1.2份；

無水乙醇：12-18份；

優選的，所述鈦酸丁酯、冰乙酸和無水乙醇的按照體積比分別為：

鈦酸丁酯：5份；

冰乙酸：1份；

無水乙醇：15份；

（2）繼續攪拌，加入占步驟（1）中得到的淡黃色溶液體積百分比27-28%的HNO₃-乙醇溶液；所述HNO₃-乙醇溶液包括以下體積份數比的原料：

濃度為65-68wt%的HNO₃溶液：0.8-1.2份

無水乙醇：18-22份；

去離子水：1.8-2.2份；

（3）滴加此HNO₃-乙醇溶液后，繼續攪拌1-1.5h得到二氧化鈦溶膠；

（4）將活性炭顆粒浸入步驟(3)制備的二氧化鈦溶膠中，充分浸漬，然后提拉出來后在烘箱中于105℃下烘干2-3h，即為鍍膜一次；再重復步驟（3）2次，即為鍍膜三次；

（5）將鍍膜三次的活性炭顆粒置于石英管式爐中，通入氮氣作為保護氣，在500-600℃條件下恒溫煅燒4-5h，使二氧化鈦牢固附著于活性炭顆粒之上，即得二氧化鈦輕質顆粒。

5.根據權利要求1所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述反應筒的回流區為漏斗形，在反應筒的底部設置有支架。

6.根據權利要求1所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述三相分離器包括自上而下設置的導流筒和傘狀導流罩，在傘狀導流罩的外邊緣設置有向內翻折的導流沿，導流沿的內徑與氣提筒上部的內徑相適應。

7.根據權利要求1所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述反應筒內放置的二氧化鈦的輕質顆粒總體積為氣提筒體積的1/15-1/8。

8.根據權利要求1所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述反應筒的沉降區放置的好氧活性污泥總體積為反應筒體積的1/15-1/8。

9.根據權利要求1所述的一種光催化與好氧生物結合的雙重內循環水處理器，其特征在于，所述反應筒還包括筒狀分離區，所述筒狀分離區的內徑大于所述沉降區的內徑，所述筒狀分離區和沉降區之間設置有傾斜沉降沿；所述的傾斜沉降沿的水平位置低于所述導流沿的水平位置。

10.一種利用如權利要求1所述水處理器處理污水的方法，其特征在于，該方法包括步驟如下：

（1）打開紫外光光源、將污水沿進水管泵入所述的氣提筒；

（2）所述污水在氣提筒內與二氧化鈦的輕質顆粒混合均勻，在紫外光光源照射下、二氧化鈦催化作用下，污水中的難生物降解有機物降解為可生化降解化合物；污水上升至三相分離器：所述氣體沿出氣管排出；所述二氧化鈦的輕質顆粒被三相分離器擋回氣提筒內；所述污水回流至反應筒的沉降區；

（3）污水在沉降區經曝氣處理，與好氧活性污泥充分混合，污水中的可生化降解化合物被降解；

（4）污水沿曝氣盤上的微孔流入反應筒的回流區，重復步驟（2）-（3），直至污水達到排放指標；

（5）處理完畢的污水沿出水管排出反應筒。