[發明專利]一種光催化-微生物-吸附一體化工藝處理含酚廢水的方法

在審

• 申請號: 201910990529.5
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110776110A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 邢子鵬;修語晨;朱琦
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F101/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明將吸附劑、光催化劑、微生物同時負載在一塊玻璃纖維布上，來更加有效的處理含酚廢水。酚類廢水的排放所導致的環境問題越來越受到人們的重視。納米級TiO₂顆粒有難以聚集、分散度高、重復使用性低，且難以回收利用等弊端。單獨的TiO₂光催化劑難以將大分子酚類有機物降解徹底，而微生物的參與可以將大分子有機物降解成小分子有機物，光催化劑再對小分子有機物進行更有效的光降解，并且由于有吸附劑的參與，使整個處理過程更加高效。玻璃纖維布是一種透光性良好、耐高溫、耐腐蝕的無機非金屬材料，是理想的光催化劑載體。然而，目前關于將吸附劑、光催化劑、微生物同時負載在同一個器件上，進行高效的污水處理的報到甚少，因此在處理含酚廢水時，制備一種高催化活性且利用率高的器件，對于研究廢水處理的方法有著廣闊的前景。

技術領域

本發明涉及光催化領域，將吸附劑、光催化劑、微生物同時負載在一塊玻璃纖維布上來有效利用光催化劑降解水中酚類污染物。

背景技術

隨著工業生產的快速發展，和人們對化學用品的需求日益增加，導致大量的含酚廢水排入水環境中。傳統放法處理水中酚類方法弊端諸多，很難利用微生物降解徹底，需要采用高級氧化技術即光催化技術，然而傳統的光催化技術又存在一些弊端，如光催化劑易脫落、難以回收、與污水接觸面積小等，機制單一，效果不佳。本發明則將微生物、光催化劑、吸附劑同時負載到同一塊玻璃纖維布上，有利于提高光催化劑的利用率，三項功能結合使廢水降解更加高效。玻璃纖維布是一種優良的無機非金屬材料，玻璃纖維布具有耐酸堿，抗腐蝕，透光性能好等優點，材質輕易于漂浮，并且具有比玻璃更高的比表面積。吸附劑可先將水中的酚類物質吸收到玻璃纖維布的周圍，在水中有足夠溶解氧條件下，經過微生物的處理可先將大分子有機物處理成小分子類，而后再經過光催化的處理，達到高效降解的目的。如何將三項功能同時牢固的負載在載體上來提高光催化劑的利用率是一項技術難點。目前關于光催化協同微生物與吸附劑的研究甚少，通過文獻調研與實際操作，合成了一種三項聯合處理廢水的方法，對污水處理效率更高。因此在處理含酚廢水時，制備一種多功能相結合，利用載體有效去除水中酚類的器件有著非常值得研究的意義。

發明內容

本發明是要解決傳統工藝中光催化性低、處理含酚廢水方法單一、難以回收循環利用、不能更加有效處理等問題。

一種光催化-微生物-吸附一體化工藝處理含酚廢水的方法，制備方法，所述方法如下步驟：

a、光催化劑和吸附劑的負載：將玻璃纖維布裁剪成邊長為6cm的正方形，將玻璃布進行預處理，將所制得的黑色TiO₂粉末和生物炭溶入乙醇中進行超聲震蕩，得到懸漿液。將磷酸鋁溶于硝酸中進行超聲震蕩作為膠體分散液，將預處理后的玻璃纖維布浸入膠體分散液中30min～40min，使玻璃纖維布表面對TiO₂和生物炭具有膠黏性，隨后將浸過膠體分散液的玻璃纖維布取出，刷涂上述懸漿，取出放入烘箱于80℃～100℃干燥后，記錄其質量。接著重復上述步驟，直到干燥后玻璃纖維布質量保持不變為止；

b、微生物的接種：將步驟a得到的玻璃纖維布的其中一面懸放在活性污泥水面上，水溫為 16～22℃，曝氣量為1～3mg/L，水里停留時間為24h，間歇式曝氣7～14d，內部出現絮狀均勻黑色污泥，得到負載光催化劑、吸附劑與微生物的玻璃纖維布；

c、污染物的降解：將步驟b得到的玻璃纖維布置于含有苯酚的廢水中，苯酚的濃度為 5～15mg/L，在光源下照射0.5～1.5h并持續攪拌，得到處理后溶液。

本發明的有益效果主要體現在：

1.本發明所用的光催化劑為黑色二氧化鈦，在肉眼中呈現黑色的原因是帶隙窄，能吸收大部分可見光，很大程度提升了光催化活性；

2.本發明使用的吸附劑為秸稈生物炭，生物質碳具有成本效益低和食品安全等優點，生物廢料被廣泛用于生物炭生產中，實現了資源再利用、可持續循環的良好優勢；