[發明專利]可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的方法及聯合反應器

無效

• 申請號: 201310480145.1
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103508638A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 董亞梅;王婷;金彩虹;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.?一種可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的方法，經過光催化降解處理廢水，其特征在于：廢水經過光催化降解處理后，再流入固定化微生物流化床進行后續生化處理，對廢水中的污染物進行進一步降解去除，經過生化處理的廢水再反復進行光催化降解和固定化微生物流化床生化的聯合處理，實現對廢水進行多次循環深度處理，最終使經過處理廢水達到回用標準，在光催化降解處理過程中，通過液體傳送系統的輸送，在光催化劑載體基底表面上，使廢水形成流過光催化劑載體基底表面的一層薄的廢水液膜，在可見光照射下，廢水液膜經光催化反應對大分子污染物進行降解，在固定化微生物流化床生化處理過程中，廢水經過前序光催化降解處理后，廢水流入固定化微生物流化床進行生化處理，對固定化微生物流化床附近的廢水進行曝氣處理，使廢水與流化床內的固定化微生物顆粒充分混合，形成液體-固體-氣體三相循環傳質體系。

2.?根據權利要求1所述的可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的方法，其特征在于：所述光催化劑載體基底表面和固定化微生物流化床皆為斜面設置，通過液體傳送系統的輸送，廢水沿著斜面式光催化劑載體基底表面的從高處向低處流動，從斜面式光催化劑載體基底表面滑落，廢水繼續沿著斜板式固定化微生物流化床的從高處向低處流動，到達固定化微生物流化床底部上方，在靠近斜板式固定化微生物流化床低處對廢水進行曝氣，使在斜板式固定化微生物流化床上方的水域形成了水體、氣泡和固定化顆粒內循環混合流場。

3.根據權利要求2所述的可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的方法，其特征在于：調整斜面式光催化劑載體基底表面的傾斜角度，使流經斜面式光催化劑載體基底表面的水流方向與光照方向垂直。

4.根據權利要求1～3中任意一項所述的可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的方法，其特征在于：處理一批次廢水，在光催化降解處理過程中，利用太陽光照累計控制在6~18小時。

5.一種利用權利要求1所述的可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的方法的可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的聯合反應器，主要包括裝載待處理的廢水的儲液容器（8）和聯合反應器的反應腔，其特征在于：在所述反應腔中設置斜板式光催化反應裝置和斜板式固定化微生物流化床，所述反應腔中設置斜板式光催化反應裝置的底部與所述斜板式固定化微生物流化床的頂部連通，所述的斜板式光催化裝置包括負載了光催化劑的不銹鋼斜面基板（3）和液體傳送系統，所述液體傳送系統由潛水泵（1）和液體分布器（2）構成，所述斜板式固定化微生物流化床主要包括固定化微生物顆粒和曝氣系統，所述曝氣系統依次由曝氣石（6）、氣體控制閥（5）和空氣壓縮機（4）串聯而成，所述曝氣石（6）設置于所述聯合反應器的反應腔內底部，所述儲液容器（8）內裝載待處理的廢水通過所述潛水泵（1）向上輸送到設置于所述不銹鋼斜面基板（3）上方的液體分布器（2）中，通過所述液體分布器（2），在所述不銹鋼斜面基板上，使廢水形成從高處向低處流過所述不銹鋼斜面基板（3）表面的一層薄的廢水液膜，在可見光照射下，廢水液膜經光催化反應對大分子污染物進行降解，經過斜板式光催化反應裝置后的廢水流入所述不銹鋼斜面基板（3）下方的斜板式固定化微生物流化床，并沿著斜板式固定化微生物流化床到達所述聯合反應器的反應腔底部，在所述聯合反應器的反應腔底部，廢水再經所述曝氣系統曝氣后，使在斜板式固定化微生物流化床上方的水域形成了水體、氣泡和固定化顆粒內循環混合流場，從而使廢水與流化床內的固定化微生物顆粒充分混合并因斜面作用形成內部循環，對廢水中污染物的進一步降解去除，儲液容器（8）和聯合反應器的反應腔之間通過格柵（7）連通，經過所述斜板式固定化微生物流化床進行生物處理過的廢水通過所述格柵（7）進入所述儲液容器（8），再經由所述潛水泵（1）進入下一輪水處理循環，使處理后的廢水達到排放要求或回用標準。

6.根據權利要求5所述的可見光催化與固定化微生物聯合處理廢水的聯合反應器，其特征在于，用溶膠凝膠法將碳氮硫共摻雜改性二氧化鈦光催化劑負載在不銹鋼片基底上制成所述不銹鋼斜面基板（3），具體為：將鈦酸酯與有機溶劑按照體積比1:2～1:10混合均勻后，緩慢滴加到質量百分比濃度為5%~25%的硫脲溶液中攪拌6~10小時，至溶液變為透明凝膠，涂覆在基底表面，并在50～80℃下低溫烘干8~25小時，然后在馬弗爐中250～450℃焙燒3～15?小時。