一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，该系统包括曝气装置和反应器，所述反应器包含光催化处理段和微生物处理段，所述光催化处理段内可供放置光催化剂的多孔载体，所述微生物处理段内可供放置微生物载体；所述反应器被设置为：通入污水后，使污水先进入所述光催化处理段经历光催化反应之后，再流入所述微生物处理段经历微生物处理，以同步去除重金属、有机物和营养元素；其中，所述曝气装置从反应器入口向反应器内曝气增加水体中溶解氧，以提供光催化反应和微生物处理所需的氧气。处理所需的氧气。处理所需的氧气。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统


[0001]本技术涉及污水处理
，具体涉及一种光催化联合微生物处理技术同步去除污水中重金属、有机物和营养元素的污水处理系统。

技术介绍

[0002]伴随着人类活动的不断增加，水污染日益严重，例如重金属污染、有机物污染、氮磷超标等一系列问题出现，污水中往往存在着多种污染物混合污染。近年来光催化技术由于其直接将太阳能转化为化学能，具有节能绿色环保等效果，受到广泛关注，被广泛应用于污水处理领域，但是纳米光催化剂存在的固定与回收受困难，在实际使用过程中造成大量纳米催化剂的损失。也有大多数污水处理厂运用微生物同化和异化作用处理污水中的污染物。在中国污水处理中大多数采用活性污泥法来处理生活污水，然而到目前为止暂未发现采用光催化技术与微生物处理技术相结合的装置来同步去除水中重金属、有机物和氮磷等营养元素的污水处理方法。

技术实现思路

[0003]本技术针对现有技术的不足，提出一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，采用该系统可以同步去除污水中重金属、有机物和氮磷等营养元素，达到高效协同净化的目的，同时，减小了处理系统的占地面积。
[0004]一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，包括曝气装置和反应器，所述反应器包含光催化处理段和微生物处理段，所述光催化处理段内可供放置光催化剂，所述微生物处理段内可供放置微生物载体；所述反应器被设置为：通入污水后，使污水先进入所述光催化处理段经历光催化反应之后，再流入所述微生物处理段经历微生物处理，以同步去除重金属、有机物和营养元素；其中，所述曝气装置从反应器入口向反应器内曝气增加水体中溶解氧，以提供光催化反应和微生物处理所需的氧气。
[0005]更进一步地，在所述反应器内，采用可渗水和可透气的阻隔部件阻隔形成所述光催化处理段和所述微生物处理段，且所述光催化处理段和所述微生物处理段的两端均设置有所述阻隔部件，以实现：将所述光催化剂截留在所述光催化处理段，将所述微生物载体截留在所述微生物处理段。
[0006]更进一步地，通过所述光催化处理段两端的所述阻隔部件，将承载有所述光催化剂的催化剂载体截留在所述光催化处理段；通过所述微生物处理段两端的所述阻隔部件，将已完成微生物挂膜和驯化的所述微生物载体截留在所述微生物处理段。
[0007]更进一步地，所述阻隔部件可拆卸地安装于所述反应器内。
[0008]更进一步地，所述阻隔部件为具有多孔的阻隔板，所述阻隔板上的孔被设置为可供气体和污水流通，但可拦截所述催化剂载体和所述微生物载体。
[0009]更进一步地，所述反应器被设置为环状管道，以节省处理空间。
[0010]更进一步地，还包括设于曝气口上方的布气板，用以均匀布气，并产生微气泡，通
过微气泡破裂释放能量以促进有机物降解。
[0011]本技术上述提供的光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，可以在同一反应器内联合使用光催化和微生物处理技术，实现物理(光催化剂物理吸附、催化剂载体物理吸附、微气泡氧化吸附)
‑
化学(光催化反应生成重金属沉淀物、生成自由基氧化有机物，芬顿体系降解有机物)
‑
生物(微生物吸收氮磷等营养元素)连用，实现一次循环即可同步去除污水中重金属、有机物和营养元素，克服了现有技术中重金属、有机物和营养元素分为三个池子来净化所存在的去除效率低、系统占地面积大的问题，达到以更简化的系统高效净化污水的技术效果。
附图说明
[0012]图1是本技术实施例一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统的结构示意图；
[0013]图2是本技术实施例的催化剂载体的微观形貌图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和具体的实施方式对本技术作进一步说明。
[0015]本技术的具体实施方式提出一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，利用该系统可以在一次循环过程中实现重金属、有机物和氮磷等营养元素的协同去除。如图1所示为本技术实施例一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统的结构示意图，可参照图1来对本技术的所述污水处理系统的结构及其工作原理进行说明。
[0016]参考图1，一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，包括曝气装置10和反应器20，反应器20包含光催化处理段21和微生物处理段22，光催化处理段21内可供放置光催化剂，微生物处理段22内可供放置微生物载体2；所述反应器20被设置为：通入污水后，使污水先进入光催化处理段21经历光催化反应，再流入微生物处理段22经历微生物处理，实现同步去除重金属、有机物和营养元素；其中，曝气装置10从反应器的入口处向反应器内曝气，以提供光催化反应和微生物处理所需的氧气。
[0017]曝气装置10位于反应器20下方，通过皮管与鼓风机连接，主要功能是向反应器中提供氧气，促进微生物的有氧呼吸；为光催化反应提供氧气，促进超氧自由基的生成；为整个系统提供促进污水在反应器内循环流动的动力。
[0018]在一些优选的实施例中，反应器20是管道，成环形布置(以减小系统占地面积)，最好是圆筒管状，可采用薄壁石英玻璃器制作；并在管内设置四个阻隔部件3、4、5、6，其中阻隔部件3和4阻隔形成光催化处理段21，阻隔部件5和6阻隔形成微生物处理段22。在一种示例性的实施方案中，光催化处理段21的管径为40cm，而微生物处理段22的管径为30cm，但这只是示例，可以根据污水处理量的变化来调节管径。使用系统时，将承载有光催化剂的催化剂载体1放置于光催化处理段21内，将微生物载体2放置于微生物处理段22内。阻隔部件应被设置为可以让气体和污水通过，但应尽可能阻止微生物载体和催化剂载体通过，以将微生物载体2截留在微生物处理段22内，将催化剂载体1截留在光催化处理段21内。
[0019]在具体的实施例中，阻隔部件3～6可为具有多孔的塑料阻隔板，可拆卸地安装在反应器管道内，以便于定期拆卸冲洗或者更换载体。所述阻隔板上的孔被设置为可供气体
和污水流通，但可拦截所述催化剂载体和所述微生物载体。
[0020]用于照射光催化剂的光源8设置在光催化处理段21的外侧(图中右侧)，如图1所示，光源8可以是紫外灯，也可以是其它可见光源，本技术对此不作限制。为了更进一步地提高光源利用率，可以在光催化处理段21的另一侧(图中左侧)设置凹形反光镜。如果用紫外灯，可以选择500W左右的汞灯。另外，还可以在光催化处理段21的外周设置冷水浴，防止水温过高造成微生物处理段内的微生物损伤，影响污水处理效果。
[0021]在一些实施例中，在反应器20的曝气口上方设置有布气板9，用于使爆气装置实现更加均匀的布气，并为污水处理提供溶解氧。布气板9例如是一块带有多孔结构的塑料板，气体经过布气板9之后，产生分布均匀的微小气泡，实现均匀布气，同时微小气泡伴随着上升会变大，然后破裂，在破裂一瞬间会放出大量的能量，促进有机物的降解。
[0022]下面通过一个例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，包括曝气装置和反应器，其特征在于：所述反应器包含光催化处理段和微生物处理段，所述光催化处理段内可供放置光催化剂，所述微生物处理段内可供放置微生物载体；所述反应器被设置为：通入污水后，使污水先进入所述光催化处理段经历光催化反应之后，再流入所述微生物处理段经历微生物处理，以同步去除重金属、有机物和营养元素；其中，所述曝气装置从反应器入口向反应器内曝气增加水体中溶解氧，以提供光催化反应和微生物处理所需的氧气。2.如权利要求1所述的光催化联合微生物处理技术的污水处理系统，其特征在于：在所述反应器内，采用可渗水和可透气的阻隔部件阻隔形成所述光催化处理段和所述微生物处理段，且所述光催化处理段和所述微生物处理段的两端均设置有所述阻隔部件，以实现：将所述光催化剂截留在所述光催化处理段，将所述微生物载体截留在所述微生物处理段。3.如权利要求2所述的光催化联合微生物处理技术的污水处理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：管运涛，毛伟，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：新型
国别省市：