[发明专利]用于生化尾水深度处理的光催化装置及其光催化工艺

说明书

本发明涉及水处理领域，具体是一种用于生化尾水深度处理的光催化装置及其光催化工艺，其中用于生化尾水深度处理的光催化装置包括两段式光催化反应，第一段为直接光催化氧化，在降解毒害有机污染物的同时使尾水中的氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，第二段在催化剂作用下进行COD和TN的去除，出水满足城镇污水处理厂污染物排放标准。本发明提供的工艺通过两段光催化反应，实现生化尾水的同步降碳脱氮和解毒，提高出水水质。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及生化尾水深度处理，尤其涉及用于生化尾水深度处理的光催化装置及其光催化工艺。

背景技术

目前，工业生化尾水中组分复杂，含有生物降解有机中间体、天然有机质、痕量毒害物质等有机物以及氨氮、硝态氮等含氮化合物，难以进一步生化降解，需要进行深度处理。常规生化尾水深度处理方法主要包括芬顿氧化法、臭氧氧化法、膜分离法，然而这些处理方法存在毒害有机物、TN去除不彻底、存在二次污染等缺陷，难以满足生化尾水提标要求。因此，亟需开发绿色、高效的生化尾水深度处理技术。

光催化技术作为一种清洁、矿化率高的水处理技术，利用产生的羟基自由基等强氧化性活性物种，将水中毒害有机物彻底矿化为二氧化碳和水，削减废水生物毒性；同时结合光催化剂，将硝酸盐等含氮化合物选择性地转化为安全无害的氮气，实现同步降碳脱氮。现有技术对毒害有机物和含氮化合物去除不彻底而导致的生化尾水不达标。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种用于生化尾水深度处理的光催化装置及其光催化工艺，通过两段式光催化反应，提升了净化性能，以及净化效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于生化尾水深度处理的光催化装置，包括：两段式光催化反应腔，两段式光催化反应腔包括直接光催化氧化区，以及与直接光催化氧化区连接的光催化剂组合反应区；直接光催化氧化区内嵌设有若干根紫外灯，以及排布在直接光催化氧化区内的若干个水流扩散器，水流扩散器的扩散入口通过内循环泵与直接光催化氧化区连接；光催化剂组合反应区内设置有若干个分隔设置并通过衔接部连通的催化剂反应槽，催化剂反应槽中设置有催化剂以及嵌设入催化剂反应槽内的若干根紫外灯。

本发明一个较佳实施例中，水流扩散器的扩散入口通过扩散管与射流器的射流出口连接，且射流器的引入口分别与内循环泵的循环出口以及氧化剂入口连接。

本发明一个较佳实施例中，内循环泵通过内循环管与直接光催化氧化区内的生化尾水连接并引入射流器中；射流器能将引入的生化尾水与氧化剂入口中引入的水氧化剂混合。

本发明一个较佳实施例中，光催化剂组合反应区的出水侧还设置有出水槽；出水槽通过回流泵与光催化剂组合反应区连接；回流泵从出水槽抽吸的生化尾水通过回流泵泵入催化剂反应槽的底部。

本发明一个较佳实施例中，回流泵泵入的水流上升流速在0.002～0.006m/s。

本发明一个较佳实施例中，光催化剂组合反应区由多个催化剂反应槽串联而成，催化剂反应槽的高比宽比长为2:1:1，催化剂反应槽中催化剂填充体积为30～60％；

或/和，相邻设置的催化剂反应槽通过衔接部衔接，且相邻的衔接部分别设置对应的催化剂反应槽的侧壁的上部区域和下部区域。

本发明一个较佳实施例中，用于生化尾水深度处理的光催化装置的光催化工艺，包括以下步骤：

步骤一，将生化尾水引入第一段光催化反应中的直接光催化氧化区进行直接光催化氧化，在降解毒害有机污染物的同时使尾水中的氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮；

步骤二，将进行直接光催化氧化后的生化尾水引入第二段光催化反应中的光催化剂组合反应区内，通过光催化剂和紫外灯的组合作用下进行COD和TN的去除。