二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】一種二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置，包括反應(yīng)器本體，進(jìn)水管、出水管、內(nèi)筒、紫外燈、擋板、多孔板、隔板、曝氣裝置，隔板傾斜布置，位于內(nèi)筒下方并與內(nèi)筒下端密封連接，進(jìn)水管位于隔板內(nèi)，使得污水首先進(jìn)入內(nèi)筒進(jìn)行處理，多孔板位于內(nèi)筒頂端，內(nèi)筒處理后的污水經(jīng)多孔板流入內(nèi)筒與反應(yīng)器本體之間的反應(yīng)區(qū)，曝氣裝置位于隔板上方，紫外燈固定于內(nèi)筒外壁，內(nèi)筒為不透光材料，反應(yīng)器內(nèi)上部設(shè)有傾斜布置擋板，處理后的排水從擋板頂部流出，經(jīng)出水管排出反應(yīng)器，二氧化鈦光觸媒材料位于內(nèi)筒與反應(yīng)器本體之間。利用上述裝置進(jìn)行的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法。該方法處理效率高，并且有效回收光觸媒材料。
【專利說明】
二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及屬水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光催化方法和裝置在污水處理方面 的應(yīng)用，特別是高氨氮污水方面上的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，水體污染成為國際社會共同面對的危機(jī)。水中的污染物， 尤其是一些難生物降解的污染物，種類多、危害大，在自然界中的積累轉(zhuǎn)化必會嚴(yán)重影響到 人類的生存環(huán)境。由于這些污染物難以被生物降解，且對生化反應(yīng)有抑制和毒害作用，單純 生物處理無法使其得到降解，于是人們采用一些高級氧化技術(shù)對其進(jìn)行處理。高級氧化技 術(shù)Α0Ρ又稱深度氧化技術(shù)，是20世紀(jì)80年代開始形成的處理難降解有機(jī)物污水的技術(shù)。該技 術(shù)運(yùn)用光、電、氧化劑、催化劑等在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的羥基自由基，羥基自由基可與污 水中的化合物進(jìn)行反應(yīng)，從而將廢水中難降解的污染物直接降解，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 光催化氧化技術(shù)是水處理領(lǐng)域常見的Α0Ρ技術(shù)的一種，是指污染物在光照下，通過 催化劑實(shí)現(xiàn)分解。利用光催化降解手段消除污染物是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，在常溫 常壓下即可進(jìn)行，不會產(chǎn)生二次污染，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，因其具有其它處理方法難以比擬 的優(yōu)越性，該技術(shù)也已成為國際上環(huán)境治理的前沿性研究課題，備受世界各國重視，并嘗試 用于飲用水和廢水的深度處理研究。二氧化鈦由于其獨(dú)特的光催化特性，作為新一代的最 有開發(fā)前途的綠色環(huán)保型催化劑在水環(huán)境凈化處理、大氣污染治理、抗菌材料中有著廣泛 的應(yīng)用而成為研究的熱點(diǎn)。但是，目前將光催化技術(shù)用于高濃度氨氮廢水處理的較少，其效 率較低，并且難以回收粉狀二氧化鈦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、處理效率高的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢 水的裝置。
[0005] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用微生物法與高級氧化聯(lián)合處理高氨氮廢水 的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置，包括反應(yīng) 器本體，進(jìn)水管、出水管、內(nèi)筒、紫外燈、擋板、多孔板、隔板、曝氣裝置，隔板傾斜布置，位于 內(nèi)筒下方并與內(nèi)筒下端密封連接，進(jìn)水管位于隔板內(nèi)，使得污水首先進(jìn)入內(nèi)筒進(jìn)行處理，多 孔板位于內(nèi)筒頂端，內(nèi)筒處理后的污水經(jīng)多孔板流入內(nèi)筒與反應(yīng)器本體之間的反應(yīng)區(qū)，曝 氣裝置位于隔板上方，紫外燈固定于內(nèi)筒外壁，內(nèi)筒為不透光材料，反應(yīng)器內(nèi)上部設(shè)有傾斜 布置擋板，處理后的排水從擋板頂部流出，經(jīng)出水管排出反應(yīng)器，二氧化鈦光觸媒材料位于 內(nèi)筒與反應(yīng)器本體之間。
[0006] 優(yōu)選地，所述隔板截面為V字型。
[0007] 本發(fā)明還提供一種利用上述裝置進(jìn)行的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法， 包括進(jìn)行厭氧處理和二氧化鈦高級氧化處理，廢水經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)筒厭氧微生物降解后，進(jìn)行 紫外光照射的光催化氧化反應(yīng)，凈化后水從反應(yīng)器上方排出。
[0008] 所述二氧化鈦光觸媒材料采用如下方法制備：（1)將納米二氧化鈦加入乙醇中，于 超聲頻率10-15kHz、功率100W下超聲處理4-6min;(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)活化爐中在溫度為800-900°C下處理市售活性碳顆粒載體；（3)將步驟(1)制得的溶液噴灑于步驟(2)處理后的活性 碳顆粒載體表面，并將所述載體浸于步驟（1)制得的溶液中30-60min; (4)浸漬完畢后送入 冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后放入飽和硼酸溶液中浸泡20_30h后取出，（5)經(jīng)干燥后，球磨 至細(xì)度小于〇. 1_，然后過120-140目篩即可得到高負(fù)載量的二氧化鈦光觸媒材料。
[0009] 本發(fā)明的有益效果：
[0010] (1)高氨氮廢水一直是水處理領(lǐng)域難以有效處理的污水，本發(fā)明通過厭氧和好氧 的多次循環(huán)處理，高效地除去廢水中的氨氮和其他難降解污染物。
[0011] (2)傳統(tǒng)的光催化法處理廢水時(shí)處理廢水的整個(gè)過程中二氧化鈦的損失嚴(yán)重，而 本發(fā)明將光催化劑二氧化鈦負(fù)載在載體上，不易脫落，并且采用多孔板、擋板、隔板的設(shè)置 使得二氧化鈦光觸媒材料易于回收和重復(fù)利用。
[0012] (3)本發(fā)明可以廣泛用于湖泊、海洋、城市污水或工業(yè)廢水等水處理領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置主視圖。
[0014] 附圖標(biāo)記：1進(jìn)水管，2出水管，3內(nèi)筒，4紫外燈，5擋板，6多孔板，7出水口，8隔板，9 曝氣裝置，10出水閥，11反應(yīng)器本體
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步闡釋，但并不限制本發(fā)明。
[0016] 本發(fā)明所用的污水水質(zhì)：C0D 500~800,氨氮25~45，pH8.0~8.5。利用本發(fā)明裝 置進(jìn)行污水處理的過程:污水經(jīng)進(jìn)水管1進(jìn)入隔板8區(qū)域內(nèi)，向上進(jìn)入內(nèi)筒3進(jìn)行厭氧/缺氧 處理，內(nèi)筒3內(nèi)具有厭氧微生物對污水進(jìn)行降解，污水經(jīng)多孔板6流出內(nèi)筒3,進(jìn)入內(nèi)筒3與反 應(yīng)器本體11之間的反應(yīng)區(qū)，二氧化鈦光觸媒材料位于反應(yīng)區(qū)內(nèi)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)具有好氧微生物 菌群，曝氣裝置9對該反應(yīng)區(qū)進(jìn)行曝氣，固定于內(nèi)筒3外壁的紫外燈4照射紫外光，對污水進(jìn) 行凈化，污水可沿反應(yīng)器本體11與隔板8之間的縫隙流過，進(jìn)入內(nèi)筒3進(jìn)行循環(huán)處理，凈化后 的排水從擋板5頂部流出，經(jīng)出水管2排出反應(yīng)器。二氧化鈦光觸媒材料由擋板進(jìn)行阻截，并 在曝氣停止時(shí)沉積于V字形隔板底部，將二氧化鈦光觸媒材料進(jìn)行回收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置，包括反應(yīng)器本體，進(jìn)水管、出水管、內(nèi) 筒、紫外燈、擋板、多孔板、隔板、曝氣裝置，隔板傾斜布置，位于內(nèi)筒下方并與內(nèi)筒下端密封 連接，進(jìn)水管位于隔板內(nèi)，使得污水首先進(jìn)入內(nèi)筒進(jìn)行處理，多孔板位于內(nèi)筒頂端，內(nèi)筒處 理后的污水經(jīng)多孔板流入內(nèi)筒與反應(yīng)器本體之間的反應(yīng)區(qū)，曝氣裝置位于隔板上方，紫外 燈固定于內(nèi)筒外壁，內(nèi)筒為不透光材料，反應(yīng)器內(nèi)上部設(shè)有傾斜布置擋板，處理后的排水從 擋板頂部流出，經(jīng)出水管排出反應(yīng)器，二氧化鈦光觸媒材料位于內(nèi)筒與反應(yīng)器本體之間。2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，所述隔板截面為V字型。3. -種二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法，包括進(jìn)行厭氧處理和二氧化鈦高級氧 化處理，廢水經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)筒厭氧微生物降解后，進(jìn)行紫外光照射的光催化氧化反應(yīng)，凈化后 水從反應(yīng)器上方排出。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，采用如權(quán)利要求1或2所述的裝置進(jìn)行處理。5. 如權(quán)利要求4所述的方法，所述二氧化鈦光觸媒材料采用如下方法制備：（1)將納米 二氧化鈦加入乙醇中，于超聲頻率10_15kHz、功率100W下超聲處理4-6min; (2)在氮?dú)獗Ｗo(hù) 活化爐中在溫度為800-900°C下處理市售活性碳顆粒載體；（3)將步驟（1)制得的溶液噴灑 于步驟（2)處理后的活性碳顆粒載體表面，并將所述載體浸于步驟（1)制得的溶液中30-60min; (4)浸漬完畢后送入冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后放入飽和硼酸溶液中浸泡20-30h 后取出，（5)經(jīng)干燥后，球磨至細(xì)度小于0.1mm，然后過120-140目篩即可得到高負(fù)載量的二 氧化鈦光觸媒材料。
【文檔編號】C02F1/72GK106044934SQ201610511578
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】程昊, 白大偉, 郝光明, 史智鵬, 黃彩幸
【申請人】柳州若思納米材料科技有限公司