[發明專利]光催化反應器與人工濕地污水處理方法

在審

• 申請號: 202210234579.2
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114890610A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 沈怡薇;荊肇乾
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/30;C02F101/38
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本發明公開了一種光催化反應器與人工濕地污水處理方法，該系統包括光催化反應器(1)、垂直流人工濕地系統(2)、平行流人工濕地系統(3)、強化除磷氧化塘系統(4)；所述光催化反應器(1)內設有負載二氧化鈦的泡沫鎳網(5)、紫外燈(6)、石英管(7)、溢流板(8)；所述垂直流人工濕地系統(2)底部設有曝氣管(13)外部連接鼓風機(12)；所述平行流人工濕地系統(3)填充礫石填料、聚己酸內酯復合碳源和石灰石混合填料、生態土壤；所述強化除磷氧化塘系統(4)底部混合栽種沉水植物。本發明將光催化反應器與人工濕地組合串聯，通過光催化反應提高尾水可生化性，提升濕地脫氮除磷效率，實現對尾水的深度處理。

技術領域

本發明屬于環境保護水處理技術領域，具體涉及一種光催化反應器與人工濕地系統及污水處理方法。

背景技術

城市污水處理廠尾水具有水量大、有機物濃度較低且成分復雜、氮磷含量較高等特點。同時隨著工業發展，尾水中的難降解有機物的數量和種類不斷增加，傳統的處理工藝已無法滿足逐漸提高的出水排放要求。光催化氧化技術對難降解有機污染物有著較好的降解效果，能有效提高處理水的可生化性，并具有反應條件溫和、能耗低、無二次污染和應用范圍廣等優點。

人工濕地技術通過模擬天然濕地的結構和功能，利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用吸收或分解污水中的有機物、氮、磷等污染物質，實現對水體的凈化。人工濕地技術處理尾水具有投資維護費用較低，二次污染小等特點，符合現代水處理發展的需求。但傳統潛流人工濕地的含氧量不高，反硝化缺少碳源，導致氮的去除率較低。

因此針對現有技術的不足，將光催化氧化技術與多種人工濕地組合，在提高尾水深度處理效果的同時還能起到美化景觀的作用。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種光催化反應器與人工濕地系統，以有效去除尾水中的難降解有機物、氮、磷等污染物質。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種光催化反應器與人工濕地污水處理方法，包括光催化反應器(1)、垂直流人工濕地系統(2)、平行流人工濕地系統(3)、強化除磷氧化塘系統(4)，在所述的光催化反應器(1)內設有負載二氧化鈦的泡沫鎳網(5)、紫外燈(6)、石英管(7)、溢流板(8)，反應器內部被溢流板(8)分割為第一催化反應區(9)、第二催化反應區(10)，所述垂直流人工濕地系統(2)上分布有濕地植物、迎水面下部設有進水口(11)、底部設有曝氣管(13)外部連接鼓風機(12)，所述強化除磷氧化塘系統(4)上部設有出水口(15)；尾水通過光催化反應器(1)提高了其可生化性，經進水口(11)進入垂直流人工濕地系統(2)中，通過微曝氣裝置向垂直流人工濕地系統(2)中提供充足的氧，然后經過布水器依次進入平行流人工濕地系統(3)和強化除磷氧化塘系統(4)，平行流人工濕地系統(3)中聚己酸內酯復合碳源為反硝化作用提供碳源，經過微生物、植物、基質的共同作用實現有機物、氮、磷及無機物的去除。

所述光催化反應器(1)由有機玻璃制成，溢流板(8)將反應器分為兩個反應區，水在溢流過程中含氧量增加，溢流板(8)兩側及反應器壁上裝有負載二氧化鈦的泡沫鎳網(5)，鎳網的孔徑為0.50mm，二氧化鈦作為催化劑促進紫外光對有機污染物的氧化和分解，紫外燈(6)外套有石英管(7)防止產生的熱燒壞燈管和影響反應環境。

所述垂直流人工濕地系統(2)填料由下至上依次為10-20mm礫石、5-10mm沸石和石灰石混合填料、生態土壤，厚度分別為30cm、20cm、20cm，填料區底部設有曝氣管連接外部鼓風機，填料可以有效切割氣泡，提高氧的轉移速率和利用率，使整個垂直流人工濕地系統(2)全富氧。

所述平行流人工濕地系統(3)填料由下至上依次為10-20mm礫石、5-10mm聚己酸內酯復合碳源和石灰石混合填料、生態土壤，厚度均為20cm，其中聚己酸內酯復合碳源為固態緩釋碳源，能夠有效增強人工濕地反硝化脫氮效果。