專利名稱：一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，屬于污廢水處理設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在污廢水處理中，處理設(shè)備與技術(shù)至關(guān)重要，處理設(shè)備的好壞與處理技術(shù)的優(yōu)劣直接影響了污廢水處理的效果，目前使用的各種水處理設(shè)備與技術(shù)，均是對(duì)于特定的污廢水來說的，其處理效果基本上能達(dá)到排放要求，但這些水處理設(shè)備在使用過程中具有一定的局限性，如需推廣使用則必須進(jìn)行較大改迸。而且使用現(xiàn)有水處理器對(duì)于較為復(fù)雜的、難生物降解的污廢水進(jìn)行處理還需要針對(duì)所含雜質(zhì)調(diào)配各種化學(xué)試劑，成本偏高，而且在添加時(shí)稍有不當(dāng)還會(huì)對(duì)水資源造成二次污染。因此采用ー種非添加劑的水處理方式來處理難生物降解污水成為污廢水處理界的主要研究?jī)?nèi)容。利用光催化技術(shù)處理難降解的有機(jī)廢水是現(xiàn)有技術(shù)中正在探尋的新工藝如中國(guó)專利CN201762164U公開了ー種懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，是由光催化反應(yīng)筒、紫外光源和分離器組成。光催化反應(yīng)筒下端蓋上設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣ロ，在下封蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有氣體整流罩，其管口上設(shè)分布器，氣體整流罩上部同心安裝導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒外部為光催化反應(yīng)筒，與分離器相聯(lián)接。石英管從分離器頂部穿過，直接深入導(dǎo)流筒內(nèi)，并通過紫外光燈管固定板固定。紫外光燈管安裝于石英管內(nèi)，導(dǎo)線伸出外部。本實(shí)用新型懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，通過氣提作用使顆粒活性炭處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在ー個(gè)裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)固體催化劑和紫外光協(xié)同催化臭氧生成羥基自由基(0H )，反應(yīng)器效率高；升降流區(qū)密度差形成的液體循環(huán)，增強(qiáng)了臭氧化氣體和液體間的傳質(zhì)作用，同時(shí)降流區(qū)的液體向下流運(yùn)動(dòng)形成臭氧化氣體的夾帶效應(yīng)，増加了臭氧化氣體在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間，極大地提高了臭氧的利用率。雖然該專利是結(jié)合臭氧和光催化處理難降解的有機(jī)廢水，但是曝氣過程需要臭氧，增加了生產(chǎn)成本；催化過程還會(huì)產(chǎn)出臭氧，臭氧的收集和儲(chǔ)存也會(huì)増加處理的安全系數(shù)。而且該專利中僅針對(duì)難降解的廢水進(jìn)行處理，并未提及和涉及處理廢水中有機(jī)物的技術(shù)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循 環(huán)水處理器，包括反應(yīng)筒、在反應(yīng)筒的軸向位置自上而下設(shè)置有三相分離器和氣提筒，在反應(yīng)筒的頂部設(shè)置有出氣管與所述的三相分離器相連，在反應(yīng)筒上部的筒壁上設(shè)置有出水ロ，在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有進(jìn)水管與氣提筒的底端相対，在氣提筒底部環(huán)繞設(shè)置有曝氣盤，曝氣盤上具有供污水下流的微孔，所述曝氣盤將反應(yīng)筒分成沉降區(qū)和回流區(qū)兩個(gè)部分；在氣提筒內(nèi)設(shè)置有紫外光光源和ニ氧化鈦的輕質(zhì)顆粒；在反應(yīng)筒的沉降區(qū)填充有好氧活性污泥。[0007]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述氣提筒與曝氣盤相連的部位內(nèi)徑是氣提筒上部?jī)?nèi)徑的1/2。此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過減小的氣提筒下部的內(nèi)徑增加廢水流注入的水壓，使污水與二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒充分混合。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述反應(yīng)筒的回流區(qū)為漏斗形，在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有支架。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述三相分離器包括自上而下設(shè)置的導(dǎo)流筒和傘狀導(dǎo)流罩，在傘狀導(dǎo)流罩的外邊緣設(shè)置有向內(nèi)翻折的導(dǎo)流沿，導(dǎo)流沿的內(nèi)徑與氣提筒上部的內(nèi)徑相適應(yīng)。此處設(shè)計(jì)的目的在于，當(dāng)污水沿氣提筒上升至傘狀導(dǎo)流罩時(shí)，污水被擋，沿氣提筒與導(dǎo)流沿之間的縫隙回流至反應(yīng)筒的回流區(qū)，而二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒則被擋回至所述的氣提筒內(nèi)，繼續(xù)與污水進(jìn)行光催化反應(yīng)。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述反應(yīng)筒內(nèi)放置的二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒總體積為氣提筒體積的1/15-1/8。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述反應(yīng)筒的沉降區(qū)放置的好氧活性污泥總體積為反應(yīng)筒體積的1/15-1/8。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述反應(yīng)筒還包括筒狀分離區(qū)，所述筒狀分離區(qū)的內(nèi)徑大于所述沉降區(qū)的內(nèi)徑，所述筒狀分離區(qū)和沉降區(qū)之間設(shè)置有傾斜沉降沿。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，所述水流沿較小內(nèi)徑的氣提筒上升至筒狀分離區(qū)，所述污水中的沉淀物被傘狀導(dǎo)流罩擋回至反應(yīng)筒底部，其反應(yīng)筒內(nèi)徑的逐步增大，降低筒內(nèi)污水的擾流效應(yīng)，防止沉淀物四散，加速沉淀效果，有助于反應(yīng)筒上部呈現(xiàn)清液。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述的傾斜沉降沿的水平位置低于所述導(dǎo)流沿的水平位置。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于本實(shí)用新型將光催化與生物法相結(jié)合，既可以實(shí)現(xiàn)易生物降解污水的有效處理，又可以實(shí)現(xiàn)難生物降解廢水的有效處理。本實(shí)用新型采 用了光催化技術(shù)對(duì)難生物降解物質(zhì)的良好降解率以及生物處理技術(shù)對(duì)小分子可生物降解物質(zhì)的降解徹底性，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水更有效率的處理，并且還可以實(shí)現(xiàn)各種難生物降解物質(zhì)(比如染料廢水)的有效去除。具有較寬的處理范圍，達(dá)到多種水處理技術(shù)的耦合，采用雙重內(nèi)循環(huán)的結(jié)構(gòu)，使污水充分降解，不僅提高的水處理效果，又達(dá)到了節(jié)約資源，降低維護(hù)和保養(yǎng)成本的目的。同時(shí)本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于裝卸，應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型所述水處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；在圖1中，1、反應(yīng)筒；1_1、沉降區(qū)；1_2、回流區(qū)；1_3、筒狀分離區(qū)；1_4、傾斜沉降沿；2、三相分離器；2_1、導(dǎo)流筒；2_2、傘狀導(dǎo)流罩；2_3、導(dǎo)流沿；3、氣提筒；3_1、氣提筒與曝氣盤相連的部位；4、出氣管；5、出水口 ；6、進(jìn)水管；7、曝氣盤；8、紫外光光源；9、二氧化鈦輕質(zhì)顆粒；10、好氧活性污泥；11、支架。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖1和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說明，但不限于此。以下實(shí)施例中所用的ニ氧化鈦輕質(zhì)顆粒為負(fù)載有ニ氧化鈦的活性炭顆粒，所述ニ氧化鈦輕質(zhì)顆粒的堆積密度為0. 3-0. 5kg/L、比表面為1500-2000m2/g，粒徑范圍2_4mm，吸水率為300-450% ;所述ニ氧化鈦的輕質(zhì)顆粒按重量百分比包括如下原料活性炭顆粒90份；ニ氧化鈦6份。所述ニ氧化鈦輕質(zhì)顆粒的制備方法，包括步驟如下(I)使用磁力恒溫?cái)嚢杵髟?5°C下將分析純的鈦酸丁酷、分析純的冰こ酸依次加入無(wú)水こ醇中，攪拌15 20min，得到均勻透明的淡黃色溶液；所述鈦酸丁酷、冰こ酸和無(wú)水こ醇的體積份數(shù)分別為鈦酸丁酯5份；冰こ酸I份；無(wú)水こ醇15份；(2)繼續(xù)攪拌，加入占步驟(I)中得到的淡黃色溶液體積百分比27-28%的HNO3-こ醇溶液；所述HNO3-こ醇溶液包括以下體積份數(shù)比的原料 濃度為65_68wt%的HNO3溶液I份；無(wú)水こ醇20份；去離子水2份；所述HNO3-こ醇溶液的配制方法為在無(wú)水こ醇中依次加入上述體積份數(shù)的去離子水和濃硝酸，并持續(xù)攪拌至充分溶解。(3)滴加此HNO3-こ醇溶液后，繼續(xù)攪拌1-1. 5h得到ニ氧化鈦溶膠；(4)將活性炭顆粒浸入步驟(3)制備的ニ氧化鈦溶膠中，充分浸潰，然后提拉出來后在烘箱中于105°C下烘干2-3h，即為鍍膜一次；再重復(fù)步驟(3) 2次，即為鍍膜三次；(5)將鍍膜三次的活性炭顆粒置于石英管式爐中，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在500-600°C條件下恒溫煅燒4_5h，使ニ氧化鈦牢固附著于活性炭顆粒之上，即得ニ氧化鈦輕質(zhì)顆粒。在對(duì)廢水進(jìn)行處理前，將所述ニ氧化鈦輕質(zhì)顆粒進(jìn)行生物膜培養(yǎng)，包括步驟如下(I)將上述制備的ニ氧化鈦的輕質(zhì)顆粒與好氧污泥以體積比1:4混合加入反應(yīng)筒，關(guān)閉紫外光光源，以待處理廢水為培養(yǎng)基質(zhì)；(2)在待處理廢水中下馴化I個(gè)月，實(shí)現(xiàn)ニ氧化鈦輕質(zhì)顆粒表面和內(nèi)部空隙掛膜。然后將紫外光光源打開，其他條件不變，繼續(xù)運(yùn)行水處理器，在紫外光光源的作用下，廢水中難降解的有機(jī)物得以降解，同時(shí)顆粒表面的微生物逐漸失活，僅由內(nèi)部好氧微生物膜實(shí)現(xiàn)可生化降解有機(jī)物的降解。掛膜后，ニ氧化鈦輕質(zhì)顆粒中微生物(干重)占2%-10%。實(shí)施例1、一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，包括反應(yīng)筒1、在反應(yīng)筒的軸向位置自上而下設(shè)置有三相分離器2和氣提筒3，在反應(yīng)筒I的頂部設(shè)置有出氣管4與所述的三相分尚器2相連,在反應(yīng)筒I上部的筒壁上設(shè)置有出水ロ 5,在反應(yīng)筒I的底部設(shè)置有進(jìn)水管6與氣提筒3的底端相對(duì)，在氣提筒3底部環(huán)繞設(shè)置有曝氣盤7，曝氣盤7上具有供污水下流的微孔，所述曝氣盤7將反應(yīng)筒I分成沉降區(qū)1-1和回流區(qū)1-2兩個(gè)部分；在氣提筒3內(nèi)設(shè)置有紫外光光源8和二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒9 ;在反應(yīng)筒I的沉降區(qū)1-1填充有好氧活性污泥10。所述氣提筒I與曝氣盤7相連的部位內(nèi)徑是氣提筒3上部?jī)?nèi)徑的1/2。所述反應(yīng)筒的回流區(qū)為漏斗形，在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有支架11。所述三相分離器·包括自上而下設(shè)置的導(dǎo)流筒2-1和傘狀導(dǎo)流罩2-2，在傘狀導(dǎo)流罩2-2的外邊緣設(shè)置有向內(nèi)翻折的導(dǎo)流沿2-3，導(dǎo)流沿2-3的內(nèi)徑與氣提筒3上部的內(nèi)徑相適應(yīng)。所述反應(yīng)筒I內(nèi)放置的二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒9總體積為氣提筒3體積的1/10。所述反應(yīng)筒I的沉降區(qū)1-1放置的好氧活性污泥10總體積為反應(yīng)筒I體積的1/8。所述反應(yīng)筒I還包括筒狀分離區(qū)1-3，所述筒狀分離區(qū)1-3的內(nèi)徑大于所述沉降區(qū)1-1的內(nèi)徑，所述筒狀分離區(qū)1-3和沉降區(qū)1-1之間設(shè)置有傾斜沉降沿1-4。所述的傾斜沉降沿1-4的水平位置低于所述導(dǎo)流沿2-3的水平位置。利用如實(shí)施例1所述水處理器處理山東地區(qū)某紡織廠的廢水方法，包括步驟如下(I)打開紫外光光源8、將污水沿進(jìn)水管泵入所述的氣提筒3 ；(2)所述污水在氣提筒3內(nèi)與二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒9混合均勻，在紫外光光源照射下、二氧化鈦催化作用下，污水中的難生物降解有機(jī)物降解為可生化降解化合物；污水上升至三相分離器所述氣體沿出氣管排出；所述二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒被三相分離器擋回氣提筒3內(nèi)；所述污水回流至反應(yīng)筒的沉降區(qū)1-1 ；(3)污水在沉降區(qū)1-1經(jīng)曝氣處理，與好氧活性污泥10充分混合，污水中的可生化降解化合物被降解；(4)污水沿曝氣盤上的微孔流入反應(yīng)筒的回流區(qū)1-2，重復(fù)步驟(2)- (3)，直至污水達(dá)到排放指標(biāo)；(5)處理完畢的污水沿出水管排出反應(yīng)筒。利用實(shí)施例1所述的水處理器處理后的紡織廠的廢水，廢水中難降解的物質(zhì)偶氮基團(tuán)的去除率達(dá)80%以上。
權(quán)利要求1.一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，其特征在于，該水處理器包括反應(yīng)筒、在反應(yīng)筒的軸向位置自上而下設(shè)置有三相分離器和氣提筒，在反應(yīng)筒的頂部設(shè)置有出氣管與所述的三相分離器相連，在反應(yīng)筒上部的筒壁上設(shè)置有出水口，在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有進(jìn)水管與氣提筒的底端相對(duì)，在氣提筒底部環(huán)繞設(shè)置有曝氣盤，曝氣盤上具有供污水下流的微孔，所述曝氣盤將反應(yīng)筒分成沉降區(qū)和回流區(qū)兩個(gè)部分；在氣提筒內(nèi)設(shè)置有紫外光光源和二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒；在反應(yīng)筒的沉降區(qū)填充有好氧活性污泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，其特征在于，所述氣提筒與曝氣盤相連的部位內(nèi)徑是氣提筒上部?jī)?nèi)徑的1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，其特征在于，所述反應(yīng)筒的回流區(qū)為漏斗形，在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有支架。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，其特征在于，所述三相分離器包括自上而下設(shè)置的導(dǎo)流筒和傘狀導(dǎo)流罩，在傘狀導(dǎo)流罩的外邊緣設(shè)置有向內(nèi)翻折的導(dǎo)流沿，導(dǎo)流沿的內(nèi)徑與氣提筒上部的內(nèi)徑相適應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，其特征在于，所述反應(yīng)筒內(nèi)放置的二氧化鈦的輕質(zhì)顆?？傮w積為氣提筒體積的1/15-1/8。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，其特征在于，所述反應(yīng)筒的沉降區(qū)放置的好氧活性污泥總體積為反應(yīng)筒體積的1/15-1/8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，其特征在于，所述反應(yīng)筒還包括筒狀分離區(qū)，所述筒狀分離區(qū)的內(nèi)徑大于所述沉降區(qū)的內(nèi)徑，所述筒狀分離區(qū)和沉降區(qū)之間設(shè)置有傾斜沉降沿；所述的傾斜沉降沿的水平位置低于所述導(dǎo)流沿的水平位置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光催化與好氧生物結(jié)合的雙重內(nèi)循環(huán)水處理器，包括反應(yīng)筒、在反應(yīng)筒的軸向位置自上而下設(shè)置有三相分離器和氣提筒，在反應(yīng)筒的頂部設(shè)置有出氣管與所述的三相分離器相連，在反應(yīng)筒上部的筒壁上設(shè)置有出水口，在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有進(jìn)水管與氣提筒的底端相對(duì)，在氣提筒底部環(huán)繞設(shè)置有曝氣盤，曝氣盤上具有供污水下流的微孔，所述曝氣盤將反應(yīng)筒分成沉降區(qū)和回流區(qū)兩個(gè)部分；在氣提筒內(nèi)設(shè)置有紫外光光源和二氧化鈦的輕質(zhì)顆粒；在反應(yīng)筒的沉降區(qū)填充有好氧活性污泥。本實(shí)用新型采用了光催化技術(shù)和雙重內(nèi)循環(huán)的結(jié)構(gòu)，不僅提高的水處理效果，又達(dá)到了節(jié)約資源，降低維護(hù)和保養(yǎng)成本的目的。
文檔編號(hào)C02F3/12GK202849150SQ20122056521
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者王燕, 閆晗, 馬德方, 韓綺, 高寶玉, 岳欽艷, 李倩 申請(qǐng)人:山東大學(xué)