一种光催化抑藻脱氮一体式反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光催化抑藻脱氮一体式反应器。水体中藻类迅速繁殖，导致水体含氧量和透明度下降，造成水生生物大量死亡；本实用新型专利技术包括反应池、催化剂填充层、脱氮微生物层和光催化灯。所述的反应池上设置有进水口和出水口。所述的脱氮微生物层设置在反应池的中部。所述脱氮微生物层的两侧均设置有分隔滤膜。脱氮微生物层的两侧均设置有催化剂填充层。催化剂填充层用于填充Pd

【技术实现步骤摘要】
一种光催化抑藻脱氮一体式反应器


[0001]本技术属于水体治理
，具体涉及一种光催化抑藻脱氮一体式反应器，适用于江河和湖泊等含藻水域中抑制或阻止藻类生长。

技术介绍

[0002]近几十年来，由于人类活动导致水体富营养化日趋严重，蓝藻水华事件频频发生，已引起人们广泛关注。湖泊、河口、海湾等缓流水体富含丰富的氮、磷等营养物质，水体中藻类迅速繁殖，导致水体含氧量和透明度下降，造成水生生物大量死亡，水质污染较为严重，对城市饮用水源危害巨大。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种光催化抑藻脱氮一体式反应器，以克服现有抑藻技术的不足，通过光照射水体中的催化剂，以此促进催化剂对藻类生长的抑制效果。
[0004]本技术包括反应池、催化剂填充层、脱氮微生物层和光催化灯。所述的反应池上设置有进水口和出水口。所述的脱氮微生物层设置在反应池的中部。所述脱氮微生物层的两侧均设置有分隔滤膜。脱氮微生物层的两侧均设置有催化剂填充层。催化剂填充层用于填充Pd-TiO2光催化剂。反应池的两端均设置有光催化灯。反应池的两端端壁均为透明面。
[0005]作为优选，所述的脱氮微生物层内设置有温度监测装置。所述的光催化灯和温度监测装置形成负反馈温度调节系统。
[0006]作为优选，本技术还包括叶绿素a传感器。所述的叶绿素a传感器设置在反应池的出水口处。
[0007]作为优选，本技术还包括曝气泵。所述的曝气管位于脱氮微生物层的底部。
[0008]作为优选，所述分隔滤膜的孔径为0.45μm。
[0009]作为优选，所述反应池的进水口与提升泵连接，出水口设置有通断阀。
[0010]本技术具有的有益效果是：
[0011]1、本技术是一体化全自动反应器，通过光催化进行抑藻，效果显著，既适用于江河、湖泊的水体净化，也适用于景观池塘的水体净化。
[0012]2、藻类的污染多出现于富营养化水域，而富营养化水域的氮磷含量过高；因此本技术在反应器中加入脱氮微生物层，能够在抑制藻类的同时降低含藻水体的氨氮含量，提高水处理效果。
[0013]3、本技术通过温度监测装置与光催化灯相配合，能够使得水体温度保持温度，避免水温过高对脱氮微生物造成伤害。
附图说明
[0014]图1为本技术实施例1的结构示意图。
[0015]图2为本技术增设脱氮微生物层前后的效果对比柱状图；
[0016]图3为本技术实施例2的结构示意图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图对本技术作进一步说明。
[0018]实施例1
[0019]如图1所示，一种光催化抑藻脱氮一体式反应器，包括反应池、催化剂填充层4、脱氮微生物层9、光催化灯6、曝气泵7和控制器。反应池一端的顶部开设有进水口1，另一端的底部开设有出水口8。脱氮微生物层9设置在反应池的中部，并将反应池的进水口1与出水口8隔开。用于设置脱氮微生物的脱氮微生物层9内设置有曝气管7。曝气管7位于脱氮微生物层9的底部。脱氮微生物层9的两侧均设置有分隔滤膜5。分隔滤膜5的孔径为0.45μm，分隔滤膜5能够透过水体，但能阻挡脱氮微生物离开脱氮微生物层9，从而避免脱氮微生物的流失，降低脱氮微生物的投放频率，降低成本。
[0020]脱氮微生物层9的两侧均设置有催化剂填充层4。催化剂填充层4用于填充光催化剂。光催化剂的颗粒直径大于催化剂填充层4两侧面的隔网孔径，使得光催化剂被限制在催化剂填充层4内。反应池的两端均设置有光催化灯6。反应池的两端端壁均为透明面，采用石英光学玻璃，使得光催化灯发出的光线能够照射到催化剂填充层4上，从而配合光催化剂形成光催化反应，从而破坏经过催化剂填充层4的水体中的藻类的细胞结构，影响其光合活性，达到除藻目的。
[0021]叶绿素a传感器3及温度监测装置2的信号输出线均与控制器连接。光催化灯6与控制器通过IGBT管连接，使得控制器能够通过PWM波控制光催化灯的亮度。由于光催化灯6的照射过程中会影响反应池内水体的温度，若水体温度过高将降低脱氮微生物的活性或导致脱氮微生物死亡；因此，通过温度监测装置2与光催化灯6相配合保持脱氮微生物层9内的水温恒定。反应池的进水口与提升泵连接，出水口设置有通断阀；提升泵和通断阀均由控制器控制。叶绿素a传感器能够检测反应池出水口8处水体中的叶绿素a含量是否达到可排放标准，从而据此控制反应池的进出水，无需手动操作进出水。
[0022]作为一种优选的技术方案，光催化剂采用F-Ce-TiO2/膨胀珍珠岩(EP)漂浮光催化剂。
[0023]本技术的工作原理如下：
[0024]向反应池的进水口中注入被处理的水体，日光灯启动发光，曝气泵开始曝气；催化剂填充层4内发生光催化反应，消灭经过催化剂填充层4的水体中的藻类。当水体中的叶绿素a含量低于0.04mg/L时达到排放标准；水体经过脱氮微生物层9时，脱氮微生物对水体中的有机氮进行生物降解，实现脱氮。处理完成后的水体从反应池的出水口输出。
[0025]本技术将去除脱氮微生物层9作为空白组与本技术作对比试验，所得对废水中氨氮的处理效果对比情况如图2所示；可以看出，设置脱氮微生物层9后，含藻废水中的氨氮的含量显著降低，从初始的5.1mg/L经过24小时后降至0.17mg/L，去除率高达96.67％。
[0026]实施例2
[0027]本实施例与实施例1的区别在于：
[0028]如图3所示，一种光催化抑藻脱氮一体式反应器还包括叶绿素a传感器3和温度监测装置2。反应池的出水口8处设置有型号为S600-C的叶绿素a传感器3。S600-C叶绿素a传感器3能够实时检测反应池输出的水体中的叶绿素a的含量，从而向工作人员反馈本技术的抑藻的效果。温度监测装置2设置在脱氮微生物层9中；温度监测装置2能够检测脱氮微生物层9内的温度，从而配合光催化灯来使得脱氮微生物层9内保持适宜脱氮微生物的温度，保证脱氮微生物保持较高的脱氮效率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化抑藻脱氮一体式反应器，包括反应池、催化剂填充层和光催化灯；其特征在于：还包括脱氮微生物层；所述的反应池上设置有进水口和出水口；所述的脱氮微生物层设置在反应池的中部；所述脱氮微生物层的两侧均设置有分隔滤膜；脱氮微生物层的两侧均设置有催化剂填充层；催化剂填充层用于填充Pd-TiO2光催化剂；反应池的两端均设置有光催化灯；反应池的两端端壁均为透明面。2.根据权利要求1所述的一种光催化抑藻脱氮一体式反应器，其特征在于：所述的脱氮微生物层内设置有温度监测装置；所述的光催化灯和温度监测装置形成负反...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杭君，卢诗焕，丁佳锋，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：新型
国别省市：