[发明专利]一种光催化耦合生物转筒

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对污废水进行处理，净化水质的生物和光催化处理装置，属于水处理技术领域。

背景技术

在污废水处理中，处理设备与技术至关重要。目前广泛使用的生物转盘水处理设备即是一种高效的污废水生物膜水处理设备，它由水槽和一组圆盘构成，圆盘下部浸没在水中，圆盘上部暴露在空气中，圆盘表面生长有生物群落，转动的转盘周而复始地吸附和生物氧化有机污染物，使污废水得到净化。生物转盘盘片上的生物膜交替地与水和空气接触，从而形成了一个连续的覆氧、吸附、传质和氧化降解的好氧生物处理全过程。生物转盘技术特别适宜于可生化性良好的污废水处理，但无法对难降解有机污废水进行有效处理。因此，寻求一种经济高效的难降解有机物去除技术与之相结合，在实现优势互补的基础上彻底去除水中各类有机物，业已成为普适性水处理设备研究与开发的重点。

中国专利文献CN101935134B公开的《一种生物转盘污水处理设备》，包括好氧生物转盘处理装置、厌氧生物转盘处理装置和过滤装置；所述好氧生物转盘处理装置的出水口与厌氧生物转盘处理装置的进水口连接，厌氧生物转盘处理装置末端设置过滤装置。该设备将好氧生物转盘处理装置、厌氧生物转盘处理装置及过滤装置有机组合，通过对污水分段进行好氧、厌氧和沉淀过滤处理，同时实现去除有机污染物、脱氮、沉淀、过滤等多项功能。但是该设备仍然是以现有的好氧、厌氧和沉淀过滤等常规处理工艺净化水质，流程复杂且不适用于难降解有机污废水的净化处理。净化效果和净化效率有待进一步提高。

光催化技术可简单高效地氧化乃至矿化水中的难降解有机物且无选择性，常用的光催化剂二氧化钛具有活性高、成本低、稳定性好、降解效率高及无二次污染等特点，从而成为深度水处理新技术的研究热点。但常规的二氧化钛纳米微粉存在着易凝聚、难回收及透光率低等固有缺陷，极大地限制了这项技术走向实用。基于二氧化钛纳米基质的水处理功能化纤维，也即二氧化钛纤维的出现为全面解决上述瓶颈问题提供了可能：在不降低纳米二氧化钛光催化性能的前提下，使用中可大幅提高光量子效率，使用后可直接分离催化剂。然而，二氧化钛纤维在实际应用中还缺少简便适配的光催化水处理装置。

综上，研制开发出一种能够将生物转盘与光催化这两种技术组合一体的水处理装置，实现包括难降解物质在内的水中各类有机物的同步高效降解，具有良好的开发应用前景。

发明内容

本发明针对现有生物转盘存在的局限性（无法处理水中难降解有机物），提供一种净化效

果好、效率高的好氧生物处理和光催化技术优势互补的光催化耦合生物转筒。

本发明的光催化耦合生物转筒，采用下述技术方案：

该转筒，包括生物转盘和光催化网筒，生物转盘由转轴和生物转轮组成，各个生物转轮间隔地排布并连接在转轴上，在所有生物转轮的外围套装有一个光催化网筒，光催化网筒由内网筒和外网筒构成，内网筒套装在外网筒内，内网筒的外壁上均匀分布有突刺，并在内网筒的外壁上围裹有三维二氧化钛纤维层。

所述生物转轮由内环、外环、隔板和筋片组成，内环和外环同轴，内环和外环之间设置有与其轴线垂直的隔板，隔板两侧在内环和外环之间设置有筋片。整个生物转轮为高分子塑料制成。

所述三维二氧化钛纤维层为二氧化钛连续纤维（光催化剂）构成。

所述光催化网筒的内网筒和外网筒均为不锈钢材质，内网筒外壁上的突刺长度可设定为5cm。

上述转筒运行时，在光催化网筒的上方通过支架设置紫外灯，在白天日光充足时可直接采集太阳光作为自然光源；当日光不足或当遇有阴雨天或在夜晚时，开启紫外灯为光催化网筒上的光催化剂提供光源。转轴带动生物转轮和光催化网筒一起转动，微生物可挂在生物转轮的内外环内壁、隔板及各个筋片上，紫外灯开启且正常工作时，由于生物转轮外环的阻挡，光线不会照射到生物转轮内壁、隔板及筋片上，因此，生物转轮内壁、隔板及筋片上的微生物不会因紫外线照射而失活，故而可实现好氧生物法与光催化法的有效组合。

本发明具有以下优点：

1.本发明实现了光催化氧化与好氧膜生物反应的有机结合，生物转轮上的微生物因受到生物转轮外环的保护，不会因紫外线照射而失活，可实现自身的繁殖，同时在不降低生物作用的前提下，光催化网筒上的二氧化钛纤维可利用紫外光或太阳光对水中的污染物进行光催化降解，充分发挥了光催化与生物降解的协同作用，可实现对污废水中难生物降解物质的高效降解；