專利名稱：一種光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及一種光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，屬于水處理設(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)，對(duì)于特定的污廢水來(lái)說(shuō)，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(guò)程中具有一定的局限性僅對(duì)單一的易被生物降解的污水污染物進(jìn)行處理，然而對(duì)污水中難以被微生物降解的物質(zhì)卻沒(méi)有任何效果，為此需要向污廢水中加入其它處理藥劑以達(dá)到更高的處理效果。以上處理方法還需要基于污廢水處理前期和后期的檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整需要添加的處理藥劑，其處理流程繁瑣、處理成本較高，針對(duì)性單一，應(yīng)用范圍較窄。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)以上的技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供一種光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，包括反應(yīng)筒和紫外光光源，在所述反應(yīng)筒的軸向位置設(shè)置有紫外光光源；在反應(yīng)筒內(nèi)裝填有包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒；在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有進(jìn)水口和曝氣盤(pán)，所述進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)水管、進(jìn)水泵與進(jìn)水槽相連通，所述曝氣盤(pán)與曝氣風(fēng)機(jī)相連；在反應(yīng)筒的上部設(shè)置有膜組件，所述膜組件通過(guò)出水管和真空泵和集液槽相連。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述所填裝的包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒總體積占反應(yīng)筒體積的1/15-1/8。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述的紫外光光源設(shè)置在反應(yīng)筒下部1/3-1/2處，紫外光光源的功率為100-125W。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，在反應(yīng)筒的軸向位置設(shè)置有透明有機(jī)玻璃管或石英玻璃管，所述紫外光光源設(shè)置在透明有機(jī)玻璃管或石英玻璃管內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，在反應(yīng)筒外設(shè)置有電子液位計(jì)，用來(lái)計(jì)量反應(yīng)筒內(nèi)液面的高度，當(dāng)電子液位計(jì)檢測(cè)到反應(yīng)筒內(nèi)液面低于所述的膜組件時(shí)，控制所述的進(jìn)水泵啟動(dòng)向進(jìn)水口進(jìn)水。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述的膜組件中的膜為中空纖維超濾膜，膜孔徑為0. 01 u m.根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述反應(yīng)筒，包括由上而下設(shè)置的筒狀分離區(qū)和筒狀升降區(qū)，所述筒狀分離區(qū)的內(nèi)徑大于所述筒狀升降區(qū)的內(nèi)徑，所述筒狀分離區(qū)和筒狀升降區(qū)之間設(shè)置有傾斜沉降沿。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，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，減少污水對(duì)膜組件的污染。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，反應(yīng)筒的高度范圍0. 8-2m;所述筒狀分離區(qū)的高度范圍0. 4-lm，內(nèi)徑范圍0. 7-1. 8m ;筒狀升降區(qū)的高度范圍0. 4_lm，內(nèi)徑范圍0. 6-1. 5m。本實(shí)用新型的整體尺寸具有運(yùn)行穩(wěn)定、占地面積小，基建投資少，便于操作管理等突出優(yōu)點(diǎn)，整體結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，堵塞問(wèn)題可以得到有效緩解。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)光催化反應(yīng)與好氧膜生物反應(yīng)的有機(jī)結(jié)合，與單純使用MBR(膜生物反應(yīng)器)的不同之處在于引入了光催化反應(yīng)及包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒，利用二氧化鈦光催化反應(yīng)將廢水中難生物降解物質(zhì)進(jìn)行降解，打斷其大分子鏈，形成小分子易生物降解物質(zhì)，最后交由載體顆粒內(nèi)部生長(zhǎng)的好氧微生物進(jìn)行進(jìn)一步分解，并且由于二氧化鈦的光催化作用，可以將微生物殘?bào)w、代謝廢物進(jìn)行分解。綜上，本實(shí)用新型對(duì)于含有難生物降解物質(zhì)的污水(如印染廢水)具有較好的去除效果。不僅可以提高難生物降解物質(zhì)的水處理效果，并且可以有效減少剩余污泥的排放，達(dá)到節(jié)約資源的目的；而且本實(shí)用新型專利還具有結(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為本實(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、筒狀升降區(qū)；1_2、筒狀分離區(qū)；2、包覆二氧化鈦的活性炭顆粒；3、膜組件；4、真空泵；5、進(jìn)水口 ；6、電子液位計(jì)；7、曝氣盤(pán)；8、曝氣風(fēng)機(jī)；9、石英玻璃管；10、紫外光光源。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。以下實(shí)施例中所使用的包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒是按照以下原料配比及方法制備的所述包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒，按重量百分比包括如下原料粒徑范圍為l_2mm的活性炭顆粒85_95份；納米二氧化鈦5-8份；好氧微生物(干重)2-5份；所述包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒的堆積密度為0. 3-0. 5g/ml,比表面積為1500-2000m2/g，吸水率為 300-450%。所述包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒的具體制備步驟如下(1)使用磁力恒溫?cái)嚢杵髟?5°C下將分析純的鈦酸丁酯、分析純的冰乙酸依次加入無(wú)水乙醇中，攪拌15 20min，得到均勻透明的淡黃色溶液；所述鈦酸丁酯、冰乙酸和無(wú)水乙醇的體積份數(shù)分別為鈦酸丁酯5份；冰乙酸1份；無(wú)水乙醇15份；[0029](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-乙醇溶液；所述HNO3-乙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)水乙醇20份；去離子水2份；所述HNO3-乙醇溶液的配制方法為在無(wú)水乙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-乙醇溶液后，繼續(xù)攪拌1-1. 5h，得到二氧化鈦溶膠；(4)將活性炭顆粒浸入步驟(3)制備的二氧化鈦溶膠中，充分浸潰，然后提拉出來(lái)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，使二氧化鈦牢固附著于活性炭顆粒之上，即得二氧化鈦輕質(zhì)顆粒。(6)將步驟(5)中制備的二氧化鈦輕質(zhì)顆粒置于好氧活性污泥中，此處所選的活性污泥為濟(jì)南光大污水一廠的活性污泥，在遮光、投加養(yǎng)料、曝氣攪拌的條件下培養(yǎng)20-30天，或定期取樣，直到微生物穩(wěn)定生長(zhǎng)在活性炭顆粒的內(nèi)部，即得包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒。實(shí)施例1、一種光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，包括反應(yīng)筒I和紫外光光源10，在所述反應(yīng)筒I的軸向位置、且在反應(yīng)筒下部1/2處設(shè)置有125W的紫外光光源10，所述紫外光光源10設(shè)置在石英玻璃管9內(nèi)；在反應(yīng)筒I內(nèi)裝填有包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒2，所述所填裝的包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒總體積占反應(yīng)筒體積的1/10 ;在反應(yīng)筒I的底部設(shè)置有進(jìn)水口 5和曝氣盤(pán)7，所述進(jìn)水口 5通過(guò)進(jìn)水管、進(jìn)水泵與進(jìn)水槽相連通，所述曝氣盤(pán)7與曝氣風(fēng)機(jī)8相連；在反應(yīng)筒I的上部設(shè)置有膜組件3，所述的膜組件中的膜為中空纖維超濾膜，膜孔徑為0. 01 u m，所述膜組件3通過(guò)出水管和真空泵4和集液槽相連。在反應(yīng)筒外設(shè)置有電子液位計(jì)，用來(lái)計(jì)量反應(yīng)筒內(nèi)液面的高度，當(dāng)電子液位計(jì)檢測(cè)到反應(yīng)筒內(nèi)液面低于所述的膜組件時(shí)，控制所述的進(jìn)水泵啟動(dòng)向進(jìn)水口進(jìn)水。所述反應(yīng)筒，包括由上而下設(shè)置的筒狀分離區(qū)1-2和筒狀升降區(qū)1-1，所述筒狀分離區(qū)的內(nèi)徑大于所述筒狀升降區(qū)的內(nèi)徑，所述筒狀分離區(qū)和筒狀升降區(qū)之間設(shè)置有傾斜沉降沿。所述反應(yīng)筒的高度1. Sm ;所述筒狀分離區(qū)1-2的高度0. 6m,內(nèi)徑1. 3m ;筒狀升降區(qū)1-1的高度1. 2m,內(nèi)徑lm。利用如實(shí)施例1所述水處理器處理某染料廢水進(jìn)行處理，該廢水在處理前所含COD :500mg/L，處理方法包括步驟如下(I)開(kāi)啟進(jìn)水泵、曝氣風(fēng)機(jī)和紫外光光源，污水沿進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)筒底部，注入污水的流速范圍l 3L/h ;曝氣盤(pán)對(duì)污水進(jìn)行曝氣處理，通過(guò)曝氣盤(pán)注入空氣流速范圍2飛L/h;在反應(yīng)筒內(nèi)填裝包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒的總體積占反應(yīng)筒總體積的1/10 ；(2)所述的污水與反應(yīng)筒內(nèi)包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒在曝氣的作用下充分混合，在紫外光光源照射下、二氧化鈦與廢水中的難生物降解物質(zhì)發(fā)生光催化反應(yīng)；[0045](3)經(jīng)過(guò)步驟(2)光催化及生化反應(yīng)處理后的污水上升，經(jīng)膜組件過(guò)濾，再經(jīng)真空泵、出水管排出。利用實(shí)施例1所述一種光 催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器對(duì)某染料廢水處理，其廢水中COD :〈100mg/L，其中偶氮基團(tuán)的消除率達(dá)到了 80%以上。
權(quán)利要求1.一種光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，其特征在于，該水處理器包括反應(yīng)筒和紫外光光源，在所述反應(yīng)筒的軸向位置設(shè)置有紫外光光源；在反應(yīng)筒內(nèi)裝填有包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒；在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有進(jìn)水口和曝氣盤(pán)，所述進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)水管、進(jìn)水泵與進(jìn)水槽相連通，所述曝氣盤(pán)與曝氣風(fēng)機(jī)相連；在反應(yīng)筒的上部設(shè)置有膜組件，所述膜組件通過(guò)出水管和真空泵和集液槽相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，其特征在于，所述所填裝的包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒總體積占反應(yīng)筒體積的I/15-1/8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，其特征在于，所述的紫外光光源設(shè)置在反應(yīng)筒下部1/3-1/2處，紫外光光源的功率為100-125W ;在反應(yīng)筒的軸向位置設(shè)置有透明有機(jī)玻璃管或石英玻璃管，所述紫外光光源設(shè)置在透明有機(jī)玻璃管或石英玻璃管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，其特征在于，在反應(yīng)筒外設(shè)置有電子液位計(jì)，用來(lái)計(jì)量反應(yīng)筒內(nèi)液面的高度，當(dāng)電子液位計(jì)檢測(cè)到反應(yīng)筒內(nèi)液面低于所述的膜組件時(shí)，控制所述的進(jìn)水泵啟動(dòng)向進(jìn)水口進(jìn)水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，其特征在于，所述的膜組件中的膜為中空纖維超濾膜，膜孔徑為0. 01 u m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，其特征在于，所述反應(yīng)筒，包括由上而下設(shè)置的筒狀分離區(qū)和筒狀升降區(qū)，所述筒狀分離區(qū)的內(nèi)徑大于所述筒狀升降區(qū)的內(nèi)徑，所述筒狀分離區(qū)和筒狀升降區(qū)之間設(shè)置有傾斜沉降沿；所述反應(yīng)筒的高度范圍0. 8-2m ;所述筒狀分離區(qū)的高度范圍0. 4-lm,內(nèi)徑范圍0. 7-1. 8m ;筒狀升降區(qū)的高度范圍0. 4-lm,內(nèi)徑范圍0. 6-1. 5m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光催化與好氧生物法結(jié)合的水處理器，包括反應(yīng)筒和紫外光光源，在所述反應(yīng)筒的軸向位置設(shè)置有紫外光光源；在反應(yīng)筒內(nèi)裝填有包覆二氧化鈦的好氧微生物顆粒；在反應(yīng)筒的底部設(shè)置有進(jìn)水口和曝氣盤(pán)，所述進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)水管、進(jìn)水泵與進(jìn)水槽相連通，所述曝氣盤(pán)與曝氣風(fēng)機(jī)相連；在反應(yīng)筒的上部設(shè)置有膜組件，所述膜組件通過(guò)出水管和真空泵和集液槽相連。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)光催化反應(yīng)與好氧膜生物反應(yīng)的有機(jī)結(jié)合，不僅可以提高難生物降解物質(zhì)的水處理效果，并且可以有效減少剩余污泥的排放，達(dá)到節(jié)約資源的目的；而且本實(shí)用新型專利還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于裝卸，應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK202849217SQ20122056087
公開(kāi)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)