[發明專利]一種吸附和原位光再生協同處理低濃度有機廢水的方法

有效

• 申請號: 202110938294.2
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113666450B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 沈意;朱超;宋爽;王軍良
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學;浙江工業大學紹興研究院
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/30;H02J7/35;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/34;C02F101/30
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發明公開了一種吸附和原位光再生協同處理低濃度有機廢水的方法，在低濃度有機廢水的處理過程中，循環水池內通入廢水，廢水將水車轉鼓底部浸沒，水車轉鼓的側壁外表面附著有作為吸附?光催化基底的“污染物餌”，“污染物餌”包括光催化劑，光催化劑為共價三嗪骨架CTFs作為光催化劑負載在二維碳納米片上構筑的復合材料；水車轉鼓上浸沒在廢水中的“污染物餌”吸附廢水中的有機物，并隨著水車轉鼓的旋轉，吸附有機物的“污染物餌”轉到水面以上并暴露在陽光下，實現有機物的光催化下的礦化降解，以及“污染物餌”吸附位點的再生。本發明的方法能對低濃度的有機廢水進一步降解處理，廢水的處理成本低，且能有效回用水資源，工業應用前景較好。

技術領域

本發明涉及一種吸附和原位光再生協同處理低濃度有機廢水的方法。

背景技術

近年來，我國城市化進程不斷加快，城市污水、工業廢水等大量涌入污水廠中，導致污水廠的負荷不斷加大，由于污水廠原有的處理能力有限，再加上出水指標更加嚴格，導致污水廠不堪重負，污泥問題也很難處理。同時，部分污水管道年久失修，堵塞嚴重，排水能力有限。

對常規工業廢水通常采用的處理工藝為預處理+活性污泥法+深度處理，處理后廢水達標排放或回用。現有技術中對廢水的處理通常包括一級處理和二級處理，一級處理主要是去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，經過一級處理的污水BOD一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。而二級處理主要是去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD，COD物質)，BOD、COD等指標的去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。

污水深度處理是指城市污水或工業廢水經二級處理后，為了達到一定的回用水標準使污水作為水資源回用于生產或生活的進一步水處理過程，常用于去除水中的微量COD和BOD有機污染物質。根據城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）：一級標準的A標準和一級標準的B標準其適用條件和環境要求如下：

1.?一級標A標準（COD值在50?mg/L），是城鎮污水處理廠出水作為回用水的基本要求(深度處理后達到回用水的標準)；

2.城鎮污水處理廠出水排入地表水Ⅲ類功能水域和湖、庫等封閉或半封閉水域時，執行一級標準的?B?標準(COD值在60?mg/L，二級處理后達到的標準)。

也就是說廢水的深度處理，需要將二級出水COD值50-60?mg/L的廢水降低到50mg/L以下，這個過程雖然COD值降低的不多，但需要消耗的成本巨大，原因就是低濃度廢水很難處理。目前的污水處理主流工藝有：膜分離技術、活性炭濾池、電解處理、催化氧化法、蒸發濃縮法等，是廢水處理行業的難點，處理費用昂貴、管理較復雜，處理每噸水的費用約為一級處理費用的4-5倍以上，處理成本太高，難以工業上應用。

在對廢水進行降解處理中，吸附作為降解反應的關鍵過程，起到預先富集的作用，從而避免了低濃度引起的反應條件限制（比如：慢傳質速率、低反應速率）。因此，吸附法可望被用于有效處理水中低濃度的微污染有機物。但常規吸附材料如活性炭、碳納米管等均無法在吸附后實現污染物的有效礦化，吸附劑再生的難操作和高成本使其在實際應用中受到很大限制。光催化法能夠利用可再生能源（太陽光能）礦化有機物，能成為理想的吸附劑再生手段。但現有技術中，往往是將“吸附過程”與“光催化降解反應過程”同時進行，令吸附平衡受光催化的干擾，又無法發揮吸附的快速動力學之優勢。

發明內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種吸附和原位光再生協同處理低濃度有機廢水的方法。本發明方法能夠高效率地處理低濃度有機廢水，廢水處理過程的高效率得益于吸附過程的快速動力學和高能再生位點的開發，它允許在極短的時間內對水中有機污染物進行富集，一旦吸附劑的吸附位點耗盡，可以暴露在陽光下進行光催化降解反應，同時實現“污染物餌”的再生，從而適用于工業廢水處理應用的流化過程裝置。