[發明專利]用于生化尾水深度處理的光催化裝置及其光催化工藝

在審

• 申請號: 202211221135.1
• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN116282462A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 陳利芳;仇鑫;王煉;鄭海洋;何習寶;單捷;王津南;李愛民
• 申請（專利權）人: 南京大學鹽城環保技術與工程研究院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/32;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 鹽城盈禾知識產權代理事務所(普通合伙) 32428
• 代理人: 任越

1.一種用于生化尾水深度處理的光催化裝置，其特征在于，包括：兩段式光催化反應腔，所述兩段式光催化反應腔包括直接光催化氧化區，以及與所述直接光催化氧化區連接的光催化劑組合反應區；

所述直接光催化氧化區內嵌設有若干根紫外燈，以及排布在所述直接光催化氧化區內的若干個水流擴散器，所述水流擴散器的擴散入口通過內循環泵與所述直接光催化氧化區連接；

所述光催化劑組合反應區內設置有若干個分隔設置并通過銜接部連通的催化劑反應槽，所述催化劑反應槽中設置有催化劑以及嵌設入所述催化劑反應槽內的若干根紫外燈。

2.根據權利要求1所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置，其特征在于：所述水流擴散器的擴散入口通過擴散管與射流器的射流出口連接，且所述射流器的引入口分別與內循環泵的循環出口以及氧化劑入口連接。

3.根據權利要求2所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置，其特征在于：所述內循環泵通過內循環管與所述直接光催化氧化區內的生化尾水連接并引入所述射流器中；所述射流器能將引入的所述生化尾水與所述氧化劑入口中引入的所述水氧化劑混合。

4.根據權利要求3所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置，其特征在于：所述光催化劑組合反應區的出水側還設置有出水槽；所述出水槽通過回流泵與所述光催化劑組合反應區連接；所述回流泵從所述出水槽抽吸的所述生化尾水通過回流泵泵入催化劑反應槽的底部。

5.根據權利要求4所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置，其特征在于：所述回流泵泵入的水流上升流速在0.002～0.006m/s。

6.根據權利要求5所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置，其特征在于：所述光催化劑組合反應區由多個所述催化劑反應槽串聯而成，催化劑反應槽的高比寬比長為2:1:1，所述催化劑反應槽中催化劑填充體積為30～60％；

或/和，相鄰設置的所述催化劑反應槽通過銜接部銜接，且相鄰的銜接部分別設置在對應的催化劑反應槽的側壁的上部區域和下部區域。

7.一種如權利要求1～6中任一權利要求所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置的光催化工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將生化尾水引入第一段光催化反應中的直接光催化氧化區進行直接光催化氧化，在降解毒害有機污染物的同時使尾水中的氨氮轉化為亞硝態氮和硝態氮；

步驟二，將進行直接光催化氧化后的生化尾水引入第二段光催化反應中的光催化劑組合反應區內，通過光催化劑和紫外燈的組合作用下進行COD和TN的去除。

8.根據權利要求7所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置的光催化工藝，其特征在于：第一段光催化反應所用UV波長為254nm或185nm，光強為2000-5000uw/cm²；第二段光催化反應所用UV波長為365nm，光強為1000-3000uw/cm²；

或/和，所述第一段光催化反應時間分別為10-30min和20-60min；所述第二段光催化反應時間分別為10-30min和20-60min。

9.根據權利要求7所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置的光催化工藝，其特征在于：第一段光催化氧化反應中投加雙氧水、臭氧中的一種或多種；

或/和，光催化劑為表面修飾強給電子基團且具有負導帶電位的金屬基或非金屬基催化劑；

所述光催化劑為空心的殼狀結構，密度為0.9～1.5g/cm³。

或/和，第二段光催化反應中控制C/N質量比為6-10。

10.根據權利要求7所述的用于生化尾水深度處理的光催化裝置的光催化工藝，其特征在于：光催化劑包括ZnS-NH₂、Cu₂O-NHR、TiO₂-NR₂中的一種或多種。