一種光催化氧化與生物降解一體化的氣升式內循環反應器的製作方法
2024-04-07 22:53:05 3
專利名稱：一種光催化氧化與生物降解一體化的氣升式內循環反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型系環境工程、環境化學、環境生物技術和水處理技術領域裡的 一種反應器，特別是涉及一種採用光催化氧化與生物降解一體化的水處理反應 器。
(二)
背景技術：
本技術屬於環境工程、生化反應工程、環境生物技術和水處理技術的一種 裝置。隨著工農業生產的不斷發展和人們生活水平的不斷提高，各種工農業廢 水及生活汙水的大量排放，導致許多天然河流、湖泊、景觀水域的水體、甚至 飲用水源都受到了汙染。其主要原因是氮和磷含量嚴重超標。有些地表水中甚 至還含有大量的難降解有毒有害的有機汙染物，表現為複合汙染的特徵。這些 汙染物導致河流、湖泊及景觀水域等天然水體的諸多功能受到了破壞，尤其是 飲用水源水受到的汙染對人們正常生產和生活都造成了極大的危害。因此採用 一種好的技術方法或開發一套先進的水處理裝置對含有難降解有機汙染物的 工業廢水進行有效的處理和對天然水體進行治理或修復便迫在眉睫。
對於含有難降解有機廢水進行生物處理時，有時因為有些有機物對微生物 的抑制作用，導致處理效果不佳。為此，普遍採用高級氧化技術對這一類廢水 進行處理是一種行之有效的方法，例如採用光催化氧化對這一類水進行處理 後，可以破壞有機物的分子結構，再利用生物方法進行後續處理，可以使這些 有機化合物得到礦化，轉變為無毒無害的物質。這是因為有些有機化合物經過 光催化氧化降解之後，轉變為容易被生物降解的產物。但是，目前國內外通常 是將兩項技術進行串聯組合，即在一個工藝內將光催化氧化與生物降解分別設 在兩個反應單元進行，取得了一定的成效。
但這裡的問題是，難降解有機廢水通過光催化氧化降解到什麼程度再進行 生物降解，才可以提高廢水處理的效率，仍是需要解決的問題。若先通過光催化氧化長時間處理，則效率下降。反之，若光催化氧化時間不夠，則微生物降 解不能有效進行。
因此，將光催化氧化與生物降解組合為一體，是解決這一問題的有效方法。 這是因為，難降解有機物一旦被光催化氧化為可被生物降解的物質後，則可立 即被微生物降解，而沒有氧化到一定程度時，則可繼續被光催化氧化。為此， 本實用新型專利技術則是針對該內容所開發的一種一體化的反應器。
實用新型內容
本實用新型的目的在於克服現有技術利用光催化氧化和生物降解技術存 在的上述不足，提供一種新型的光催化氧化與生物降解緊密結合為一體的反應 器，提高水處理的效率。
本實用新型的目的是由如下結構實現的。
一種光催化氧化與生物降解一體化的氣升式內循環反應器，其特徵在於 呈筒形的立式反應器上部設有出水口，反應器軸向設置一塊光催化板將反應器 分隔為左右縱向兩個工作區，即一半為光催化氧化區和一半為生物反應區；
在光催化氧化區內設置紫外光源；
在生物反應區內放置生物膜載體，在生物反應區的下部開設進水口；
在反應器下部設置曝氣器；
在反應器的底部開設剩餘汙泥排放口 。
在所述光催化氧化區內，在紫外光源外側依次重複設置光催化板和間隔的 紫外光源，最外側，即靠近反應器內壁不限是光催化板或是紫外光源。
在所述光催化板的上端部，生物反應區一側架設格柵，防止生物膜在曝氣 上升過程中被帶走。
所述生物膜載體為比重小於1的輕質多孔材料。
所述曝氣器設置在光催化氧化區的下部。
所述曝氣器設置在生物反應區的下部。
所述呈筒形的立式反應器的橫截面為圓形。
所述呈筒形的立式反應器的橫截面為方形。本技術方案設計了一種光催化氧化與生物降解一體化的反應器。採用其中 一塊光催化板居中將反應器分為光催化氧化區和生物反應區。由於該隔離板的 作用，可使生物反應區內微生物免受紫外照射而保持生物活性。下部曝氣器的 曝氣，可使水在反應器內形成內循環，待處理水不斷通過生物反應區和光催化 氧化區，從而提高水處理的效率。視光催化氧化區的大小，根據需要在紫外光 源外側可以依次重複再設置若干光催化板和間隔的紫外光源，最外側，即靠近 反應器內壁不限是光催化板或是紫外光源。
本實用新型的優點和有益效果
本實用新型提供了一種光催化氧化與生物降解一體化的反應器，在本反應 器中難降解有機廢水通過光催化氧化降解後在內部自然循環再進行生物降解， 可以提高廢水處理的效率。
本反應器裝置結構緊湊，完全改變了現有反應器的結構，提供了一種高效 快速節能的水處理技術，對保護環境，"節能減排"都具有十分重要的意義。
圖1是一種光催化氧化與生物降解一體化的反應器示意圖 圖2是圖1的俯視圖。
圖中，l一出水口、 2—光催化板、3—紫外光源、4一曝氣器、5—進水口、 6—生物膜載體、7—格柵、8—光催化氧化區、9一生物反應區、IO—排汙口
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型做詳細說明
實施例
對於一個光催化氧化與生物降解一體化氣升式內循環反應器用於難降解
有機廢水處理時其操作使用方法為
光催化板的製作和反應器的安裝採用陶瓷或玻璃材料，並在其表面塗覆
Ti02。利用光催化板2居中置於反應器中間將其分隔為光催化氧化區8和生物 反應區9 。將比重小於1的輕質生物膜載體6置於反應器的生物反應區9 ，並 在光催化板2的上端部，生物反應區9一側架設格柵7，以防止生物膜載體6進入光催化氧化區8 。
生物膜的形成將馴化好的活性汙泥溶液加入反應器中浸沒生物膜載體 6，通過吸附接種後，經過2-3天後可形成成熟的生物膜。
反應器的運行待生物膜形成之後，通過曝氣器4使待處理的水在反應器 內形成內循環，同時開啟紫外光源3，並將待處理的水經由水泵，按一定的流
量將水連續輸入反應器內。難降解有機廢水在曝氣的驅動下，循環往復地經過
光催化氧化區8和生物反應區9，在光催化劑和生物膜的協同作用下，難降解 有機廢水得到有效降解。
權利要求1. 一種光催化氧化與生物降解一體化的氣升式內循環反應器，其特徵在於呈筒形的立式反應器上部設有出水口(1)，反應器軸向設置一塊光催化板(2)將反應器分隔為左右縱向兩個工作區，即一半為光催化氧化區(8)和一半為生物反應區(9)；在光催化氧化區(8)內設置紫外光源(3)；在生物反應區(9)內放置生物膜載體(6)，在生物反應區(9)的下部開設進水口(5)；在反應器下部設置曝氣器(4)；在反應器的底部開設剩餘汙泥排放口(10)。
2. 根據權利要求1所述的一體化的反應器，其特徵是在所述光催化氧化區 (8)內，在紫外光源(3)外側依次重複設置光催化板和間隔的紫外光源(3)，最外 側，即靠近反應器內壁不限是光催化板或是紫外光源(3)。
3. 根據權利要求1所述的一體化的反應器，其特徵是在所述光催化板(2) 的上端部，生物反應區(9)一側架設格柵(7)。
4. 根據權利要求1所述的一體化的反應器，其特徵是所述生物膜載體(6) 為比重小於l的輕質多孔材料。
5. 根據權利要求1所述的一體化反應器，所述曝氣器設置在光催化氧化區 (8)的下部。
6. 根據權利要求1所述的一體化反應器，所述曝氣器設置在生物反應區(9) 的下部。
7. 根據權利要求1所述的一體化反應器，所述呈筒形的立式反應器的橫 截面為圓形。
8. 根據權利要求1所述的一體化反應器，所述呈筒形的立式反應器的橫 截面為方形。
專利摘要本實用新型系環境工程、環境化學、環境生物技術和水處理技術領域裡的一種反應器。一種光催化氧化與生物降解一體化的氣升式內循環反應器，其特徵在於呈筒形的立式反應器上部設有出水口(1)，反應器軸向設置一塊光催化板(2)將反應器分隔為左右縱向兩個工作區，即一半為光催化氧化區(8)和一半為生物反應區(9)；在光催化氧化區(8)內設置紫外光源(3)；在生物反應區(9)內放置生物膜載體(6)，在生物反應區(9)的下部開設進水口(5)；在反應器下部設置曝氣器(4)；在反應器的底部開設剩餘汙泥排放口(10)。在本反應器中難降解有機廢水通過光催化氧化降解後在內部自然循環再進行生物降解，可以提高廢水處理的效率。
文檔編號C02F9/14GK201264955SQ200820058879
公開日2009年7月1日 申請日期2008年7月21日 優先權日2008年7月21日
發明者虹 劉, 孫偉華, 張永明, 寧 閻 申請人:上海師範大學