[发明专利]一种基于可见光催化与生物降解近场耦合的污水处理工艺

说明书

本发明公开了一种基于可见光催化与生物降解近场耦合的污水处理工艺，包括以下步骤：(1)制备可见光催化与生物降解的耦合体系；(2)构建近场耦合反应器；(3)在近场耦合反应器中进行污水的降解处理。本发明通过可见光催化材料在光激发下产生的活性物种将污水中的难降解有机污染物转化为易生物降解的中间产物，中间产物被微生物进一步降解矿化，光催化和生物降解在近场耦合反应器中同时同步进行，在去除污染物的同时，能够同步削减毒性。本发明解决了现有技术中生物处理降解效率低，高级氧化处理毒性削减效果差，而高级氧化串联生物处理会导致高级氧化产生生物抑制性产物，从而抑制后续生物处理的技术问题。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于可见光催化与生物降解近场耦合的污水处理工艺。

背景技术

众所周知，市政污水处理厂常用的二级生化处理工艺主要是为去除常量有机物、氮和磷而设计的，以满足最低排放标准，而对于高毒性难降解污染物，由于其生物降解难，可能对活性污泥微生物产生相当大的毒性或抑制作用，导致去除效率较低。因此二级出水中仍然残留一定浓度的难降解污染物，进入水环境后由于其持久性、毒性和生物活性等可能会对人类的健康乃至整个生态环境存在潜在的风险，需要进一步的深度处理以消除其不利影响。污水深度处理与再生利用是世界各国缓解水资源短缺的重要举措，随着再生水市场的不断发展，水质安全保障和风险控制成为核心目标。因此，探索其经济高效的深度去除技术成为领域的前沿热点和行业内的重大需求。

高级氧化、生物强化处理是目前污水中难降解污染物常用的深度处理方法，根据以往的研究，高级氧化具有速度快、效率高等优势。但是高级氧化的降解产物可能比原始化合物毒性更大。生物强化由于成本低、安全性高、无二次污染、可持续性强、能够削减毒性等优点是强化去的理想工艺，但由于难降解污染物的生物抑制性导致降解效率低，单独生化处理的效果并不理想。基于高级氧化与生物降解联合净化技术可以充分利用两者的优点，能够达到深度去除难降解污染物并削减风险的目的，是一种经济高效的处理方法。而目前常用的是高级氧化与生物处理顺序处理的方式，但是高级氧化可能会产生毒性更高的生物抑制性产物，从而抑制后续生物处理的问题，此外顺序处理会增加基建费用和占地面积。高级氧化和生物降解近场耦合工艺，使高级氧化和生物降解在同一反应器中同时同步进行，在去除污染物的同时，能够同步削减毒性，在集合二者优势的同时能够节省占地面积，提高降解效率，目前使用近场耦合工艺对难降解污染物的去除尚无系统的研究。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的技术问题，本发明旨在提供一种经济实用、降解效率高、出水毒性小、稳定性好、可持续性发展的基于可见光催化与生物降解近场耦合的污水处理工艺。

技术方案：本发明所述的基于可见光催化与生物降解近场耦合的污水处理工艺包括以下步骤：

(1)制备可见光催化与生物降解的耦合体系；

(2)构建近场耦合反应器；

(3)在近场耦合反应器中进行污水的降解处理。

进一步地，步骤(1)中，所述可见光催化与生物降解的耦合体系的制备方法为：

(11)先将可见光催化材料负载于载体上，得到负载可见光催化材料的载体；

(12)再将负载可见光催化材料的载体置于活性污泥中，依次在低溶解氧条件和高溶解氧条件下进行挂膜驯化，将厌氧微生物负载于载体内部的里层，将好氧微生物负载于载体内部的外层。