[发明专利]一种应用于污水处理的光催化氧化膜系统及污水处理方法

权利要求书

1.一种应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，包括：

光催化氧化反应单元，所述光催化反应单元用于废水的光催化氧化处理，包括反应池以及布置于所述反应池内的ZnO纳米催化剂、紫外光源、曝气管路和搅拌器；

重力沉淀单元，所述重力沉淀单元用于ZnO纳米催化剂的回收与排泥，包括沉淀池以及布置于所述沉淀池内的若干分隔组件；所述若干分隔组件在沉淀池内沿其横向布置，将沉淀池分为若干分隔区，且各分隔组件的底部与沉淀池之间留有间隙，分隔组件的顶部之间呈阶梯状下落；同时，每个所述分隔组件还分别包括一组纵向排布的平板陶瓷膜，每个平板陶瓷膜分别接入机械振动设施，同组平板陶瓷膜之间分别布置一组UVC灯。

2.根据权利要求1所述的应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，所述光催化氧化反应单元中：所述ZnO纳米催化剂具体为ZnO纳米颗粒，呈双节棒状结构，直径100nm，在紫外线区域最强吸收峰388nm；ZnO纳米颗粒的加入浓度为0.5～2g/L，当加入ZnO纳米催化剂后，反应池pH 5.2～6.6。

3.根据权利要求2所述的应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，所述ZnO纳米颗粒采用微波法制备：将硝酸锌溶于去离子水配制硝酸锌水溶液；将浓度0.8M的六次甲基四胺滴加到上述硝酸锌水溶液中，边滴加边搅拌，搅拌速度100～300r/min；之后，将混合溶液移至微波反应器中，微波反应1h后取出，自然冷却至室温；最后，通过离心作用从溶液中分离出沉淀物，用去离子水和乙醇洗涤多次后，置于干燥室中干燥。

4.根据权利要求1所述的应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，所述光催化氧化反应单元中：所述曝气管路设置于反应池底部，用于防止ZnO纳米催化剂沉淀；所述搅拌器沿反应池顶部向下延伸至反应池内，用于搅拌废水和ZnO纳米催化剂混合；所述紫外光源设置于搅拌器四周，用于发射紫外光。

5.根据权利要求1所述的应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，所述重力沉淀单元的进水口与光催化氧化反应单元的出水口相连，以接收来自光所述催化氧化反应单元处理后的反应产物。

6.根据权利要求1所述的应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，所述重力沉淀单元中：所述分隔组件之间等间距布置，且各分隔组件底部距离池底不低于30cm，高度依次为池体深度的1/3、1/5、1/10，利用重力完成ZnO纳米催化剂阶段回收及分类排泥。

7.根据权利要求1所述的应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，所述重力沉淀单元中：所述分隔组件的各平板陶瓷膜尺寸长高比为(1.5～2)：1，同组平板陶瓷膜之间间距14cm，中间插入UVC灯；所述UVC灯距相应平板陶瓷膜表面10～30cm，且UVC灯之间间距不低于30cm；同时，各平板陶瓷膜接入的机械振动设施，其振动频率为60～600次/min，每平方米膜的振动力为10～200N，连接电源电压为220V，电流为0～20A。

8.根据权利要求1～7任一所述的应用于污水处理的光催化氧化膜系统，其特征在于，分隔后的所述沉淀池各区域还分别连接催化剂回流管道以及排泥管道；其中，所述催化剂回流管道的末端连接所述反应池，所述排泥管道末端连接系统之外。