[发明专利]一种碳酸铋复合TiO2/PP悬浮梯级生物膜反应器

权利要求书

1.一种碳酸铋复合TiO₂/PP悬浮梯级生物膜反应器，包括反应器主体(5)，连通反应器主体(5)的进水管(3)、出水管(13)和空气管(10)，其特征在于：所述的该反应器主体(5)分为三层，第一层为厌氧反应层(6)，第二层为兼氧反应层(7)、第三层为光催化反应层(8)，在反应器主体(5)顶部装有紫外灯(11)，空气管(10)和压缩机(9)相连，进水管(3)和潜水泵(2)连接，潜水泵(2)安装在储水池(1)底部，在进水管(3)上还装有进水阀门(4)，出水管(13)上装有出水阀门(12)，反应器主体(5)的三层反应层中都装填有悬浮复合填料(14)。

2.根据权利要求1所述的一种碳酸铋复合TiO₂/PP悬浮梯级生物膜反应器，其特征在于：所述的厌氧反应层(6)、兼氧反应层(7)和光催化反应层(8)的高度比为2:4:1。

3.根据权利要求1所述的一种碳酸铋复合TiO₂/PP悬浮梯级生物膜反应器，其特征在于：所述的悬浮复合填料(14)为碳酸铋复合TiO₂/PP生物膜填料。

4.根据权利要求1所述的一种碳酸铋复合TiO₂/PP悬浮梯级生物膜反应器，其特征在于：所述的反应器主体(5)顶部安装的紫外灯(11)可以旋转，具有杀菌作用，实现了光催化反应层(8)的光照供给。

5.根据权利要求1所述的一种碳酸铋复合TiO₂/PP悬浮梯级生物膜反应器，其特征在于：所述的潜水泵(2)采用自吸式水泵，流量为30～35L/min，扬程为30～35m。

6.根据权利要求1所述的一种碳酸铋复合TiO₂/PP悬浮梯级生物膜反应器，其特征在于：所述的压缩机(9)通过空气管(10)向反应器主体(5)曝入空气，曝气量为10L/min。

7.根据权利要求1所述的一种碳酸铋复合TiO₂/PP悬浮梯级生物膜反应器，其特征在于：所述的厌氧反应层(6)中悬浮复合填料(14)体积占比为70％，兼氧反应层(7)中悬浮复合填料(14)体积占比为50％，光催化反应层(8)中悬浮复合填料(14)体积占比为20％。

8.根据权利要求3所述的碳酸铋复合TiO₂/PP生物膜填料的制备方法为：

(1)按质量比为1:8将四氯化钛和质量分数为30％的氨水混合后装入反应釜中，加热升温至60～70℃，以300～400r/min的转速搅拌反应1～2h，反应结束后降低反应釜内温度至4～6℃，静置晶化10～12h；

(2)待上述晶化结束后，过滤分离得到滤渣，再将滤渣放入马弗炉中，以10℃/min的速率程序升温至300～400℃，保温烧结1～2h，烧结结束后，将炉中产物随炉冷却至室温，得到纳米二氧化钛；

(3)将硝酸铋和碳酸铵以及水按质量比为1:1:8混合后，用搅拌器以300～400r/min的转速搅拌反应30～40min，过滤分离得到滤渣，将滤渣和纳米二氧化钛以及乙烯基三乙氧基硅烷按质量比为1:1:2混合，放入研钵中研磨1～2h，得到研磨混合物；

(4)将聚丙烯与上述研磨混合物按质量比7:1混合，加入到双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的螺杆温度为230～240℃，挤出造粒，将得到的颗粒浸入质量分数为50％的污水处理厂活性污泥悬浮液中，室温下曝气充氧2～4天后，继续静置挂膜15～20天，即得碳酸铋复合TiO₂/PP生物膜填料。