[發(fā)明專利]一種高效異相光芬頓與膜生物反應(yīng)器耦合工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010548703.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN111718062A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮小義;劉義;吳曉峰;樓旭軍;秦磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)義烏科學(xué)技術(shù)研究院有限公司;浙江華川實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14;C02F101/30
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

本發(fā)明公開了一種高效異相光芬頓與膜生物反應(yīng)器耦合工藝，包括：(1)無(wú)機(jī)多孔材料的預(yù)處理；(2)光芬頓催化劑的制備；(3)光芬頓處理高濃度有機(jī)廢水；(4)光芬頓催化劑的回收；(5)膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行。本發(fā)明基于異相光芬頓與膜生物反應(yīng)器對(duì)高濃度有機(jī)廢水中的物質(zhì)處理效果的差異性，具有互補(bǔ)作用的特點(diǎn)，因此具有以下優(yōu)勢(shì)：在膜生物反應(yīng)器之前去除其難降解物質(zhì)，降低了廢水對(duì)活性污泥的毒性，同時(shí)保證了催化劑的回收再利用，提高了對(duì)廢水的處理效率，不僅降低了膜污染，而且延長(zhǎng)了膜壽命，從而解決了傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理效率低，膜污染嚴(yán)重以及膜壽命短暫的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高效異相光芬頓與膜生物反應(yīng)器耦合工藝。

背景技術(shù)

均相芬頓不僅反應(yīng)條件苛刻，而且存在著芬頓試劑難以分離回收的缺點(diǎn)，并需要添加大量的酸和堿來(lái)調(diào)節(jié)廢水中的PH值，增加了運(yùn)行成本。反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生了大量難處理的鐵泥，造成二次污染。異相光芬頓是針對(duì)均相芬頓中芬頓試劑無(wú)法回收利用的問題出現(xiàn)的處理高濃度有機(jī)廢水的新興技術(shù)，其反應(yīng)PH范圍較寬，避免了添加大量酸和堿調(diào)節(jié)廢水中的PH，同時(shí)不產(chǎn)生鐵泥，避免了二次污染。

膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor，簡(jiǎn)稱MBR)是一種結(jié)合生物處理與膜分離過程強(qiáng)化的高效廢水處理技術(shù)。膜生物反應(yīng)器基本能將泥水混合液體中所有的污泥顆粒及細(xì)菌截留在反應(yīng)器內(nèi)，使得生物反應(yīng)池內(nèi)活性污泥不隨出水流出，活性污泥具有較長(zhǎng)的停留時(shí)間和較高的濃度。基于膜生物反應(yīng)器容積負(fù)荷高、出水水質(zhì)好、占地面積小、污泥產(chǎn)率低等特點(diǎn)，至今已成為工業(yè)化應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。但是MBR技術(shù)處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)，仍存在微生物分解效率低和膜污染嚴(yán)重等問題，阻礙了其在工業(yè)廢水處理中的廣泛應(yīng)用。

均相芬頓與膜生物反應(yīng)器的耦合處理高濃度有機(jī)廢水，一定程度上解決了其難處理的問題，但是均相芬頓反應(yīng)后產(chǎn)生了大量鐵泥，造成了二次污染，并且催化劑不能回收重復(fù)利用，增大了運(yùn)行成本。其催化劑大量進(jìn)入膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)使生物分解效率降低，并且極大地加速了膜污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，從而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅避免了均相芬頓中產(chǎn)生的大量鐵泥，同時(shí)提高了高濃度有機(jī)廢水的處理效果，降低了膜生物反應(yīng)器中的膜污染，長(zhǎng)期運(yùn)行，對(duì)生物沒有明顯影響，膜污染速率始終保持在較低水平的高效異相光芬頓與膜生物反應(yīng)器耦合工藝。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種高效異相光芬頓與膜生物反應(yīng)器耦合工藝，包括光芬頓催化劑、攪拌器、濾網(wǎng)、原水箱、光芬頓反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器、空氣泵、紫外燈、膜組件、溫度計(jì)、蠕動(dòng)泵、微孔曝氣系統(tǒng)、真空壓力表和控制閥，所述紫外燈和攪拌器分別設(shè)置于光芬頓反應(yīng)器內(nèi)，所述光芬頓反應(yīng)器與蠕動(dòng)泵相連，所述蠕動(dòng)泵另一端連接濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)另一端連接膜生物反應(yīng)器，所述膜生物反應(yīng)器還連接有溫度計(jì)、膜組件和微孔曝氣系統(tǒng)，所述膜組件另一端連接真空壓力表，所述真空壓力表另一端連接有隔膜泵。

進(jìn)一步地，所述的光芬頓催化劑代替均相芬頓中的Fe²⁺，采用無(wú)機(jī)多孔材料作為負(fù)載物，具有比表面積大，可吸附的優(yōu)點(diǎn)，煅燒后其中的鐵牢固地負(fù)載在無(wú)機(jī)多孔材料上，可以重復(fù)回收利用。

進(jìn)一步地，所述光芬頓催化劑采用無(wú)機(jī)多孔材料用濃硝酸進(jìn)行酸化處理，增大其比表面積，從而使鐵負(fù)載量增大，提高了催化效果。

進(jìn)一步地，所述攪拌器可以使光芬頓催化劑與高濃度有機(jī)廢水混合均勻，提高處理效率。

進(jìn)一步地，所述濾網(wǎng)可以有效截留異相光芬頓反應(yīng)后的催化劑，保持系統(tǒng)穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。

進(jìn)一步地，所述微孔曝氣系統(tǒng)是在生物反應(yīng)器內(nèi)安裝有曝氣管進(jìn)行穿孔曝氣，其與空壓機(jī)相連，按曝氣形式分為中心曝氣或圓形曝氣管，通過曝氣增強(qiáng)生物反應(yīng)器內(nèi)流體的湍流程度，增強(qiáng)對(duì)膜表面污染物的剪切沖刷。