畜禽養殖廢水的光催化處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及畜禽養殖廢水處理、殺菌消毒的方法。
技術背景
[0002]我國人口眾多，隨著生活質量的提高，對于肉畜、禽、蛋的需求也日益增大，從而使得我國集約化畜禽養殖場得到迅猛的發展，畜但是禽飼養的生態環境惡化、病原微生物污染嚴重，給養殖業造成了巨大的經濟損失，同時雖然畜禽排泄物可用于肥料，但由養殖場帶來的畜禽廢棄物的排放和污染也越來越嚴重，這些污染物相當一部分未經凈化處理直接通過地表徑流進入江河湖海，導致氮、磷超標，加劇了富營養化。更為嚴重的是，一些患病畜禽排泄物中不可避免地帶有一些病毒或細菌如、大腸桿菌、腸炎沙門氏菌、鼠傷寒沙門氏菌、空腸彎曲桿菌、彎曲桿菌大腸菌、紅嘴鷗彎曲桿菌和以生物膜形式的例如單核細胞增多性李氏桿菌、熒光極毛桿菌、綠膿桿菌、屎腸球菌和金黃色葡萄球菌及寄生蟲蟲卵等，若不加處理直接進人環境，不僅會直接威脅畜禽自身的生存，還會嚴重危害人體健康。近年來人畜共患疾病如沙門氏菌和血吸蟲病的肆虐，已讓人們清醒地認識到，對畜禽養殖廢水不能再等閑視之。目前，國內外畜禽養殖廢水的殺菌消毒方法主要有氯化消毒法(液氯、次氯酸鈉、漂白粉、二氧化氯等)、紫外線消毒法和臭氧消毒法。這些殺菌消毒方法都有各自明顯的局限性:紫外線等物理方法沒有后續的殺毒作用、處理成本高;臭氧基建投資高、耗電量大、運行費用較高，而且易產生嚴重的腐蝕;液氯消毒對某些病毒、芽孢無效、易產生臭味，其消毒效果易受水質、水溫、接觸時間、PH值的影響，而且隨著時間的推移，水中病毒對液氯消毒產生較大的抗性，另外液氯的投加設備結構復雜，易被腐蝕，危險性較大;次氯酸鈉消毒電耗、鹽耗相對較大，運行費用高，而且其消毒能力弱，處理過程中易帶來廢渣;漂白粉消毒在操作過程中產生強烈的刺激性氣體，不利于操作人員的健康，消毒液濃度不便于控制，且反應后殘渣堆積于污水池內易造成下水道的堵塞;二氧化氯消毒成本較高，所產生的C102-、C103-對健康有害，安全性有待進一步研究；另外，幾乎所有的氯化消毒劑均可與水中的腐殖質等多種有機物作用，產生眾多致癌、致畸、致突變的鹵代烴類有機物。
[0003]而非均相光催化用于氧化還原過程目前已有較多研究。在光照條件下，光觸媒材料吸收等于或大于其帶隙的光輻照時，會產生光生載流子一電子-空穴對，隨后光生載流子發生分離形成電子和空穴，并迀移到光觸媒半導體的表面，被表面捕獲的電子容易與體系中氧反應，形成氧負離子，氧負離子繼續與水或質子反應形成氧自由基、羥基自由基，還可以與體系中有機物發生反應形成活性氧自由基;而表面捕獲的空穴可與體系中電子給體反應生成自由基，或與水反應使羥基氧化形成活性氧自由基，從而產生殺菌、殺病毒、除有害物質的有益作用。理論上，可以將幾乎所有有機物氧化成COdPH2O，即幾乎可氧化一切有機污染物。
[0004]
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于針對目前畜禽養殖廢水各種消毒方法存在的不足，結合非均相光催化作用提供一種快速、高效、廣譜、廉價、對環境及水質沒有二次污染、安全性能高的畜禽養殖廢水處理方法。
[0006]
本發明涉及畜禽養殖廢水處理方法，包括將畜禽養殖廢水通入光催化處理裝置，光催化處理裝置包括進水口、處理池和出水口，在所述處理池中設置有光源和光觸媒材料。
[0007]其中光觸媒材料為負載有納米二氧化鈦的多孔載體。利用多孔載體的吸附作用及納米二氧化鈦的光催化作用以獲得優良的殺菌效果。
[0008]多孔載體可選擇為分子篩如沸石或具有層狀結構的鋁硅酸鹽礦物如蒙脫石。由于分子篩及具有層狀結構的鋁硅酸鹽礦物的表面特殊物理化學性質，具有很強的吸附、離子交換能力，對各種病毒，如輪狀病毒、冠狀病毒、以及各種病原菌，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等有優良的吸附能力，同時也是抗菌劑的理想載體。
[0009]典型的負載型光觸媒材料的制備方法為，以沸石作為載體為例，將沸石分子篩浸漬在可溶性鈦鹽中，在空氣中焙燒而成。可溶性鈦鹽可為金屬鈦鹵化物、硫酸鹽、醇鹽類等。具體制備方法可為:將可溶性鈦鹽溶解在相應的溶劑中(水、醇類等)，然后將加入氨水，然后將沸石分子篩浸漬于該溶液中，烘干后焙燒獲得。也可通過本領域中其他常規方法制得所述負載型光觸媒材料。
[0010]在光催化處理過程中，光源根據實際需要可以選用不同功率的紫外光源及光照時間。當廢水中有機污染物濃度低則光源可選功率較低功率或縮短光輻照時間，反之，則選用較大功率的光源，延長光輻照時間。
[0011]本發明所述方法簡單，殺菌作用強，并且本身無毒，對環境沒有二次污染、人體無害，操作使用簡單，易于推廣。
[0012]當然，本發明的廢液處理方法能以任何順序與任何已知的廢液處理方法組合，SP也可使用其他現有各種殺菌消毒方法，它們混合的順序對于發明并不重要。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]秤取硅鋁比20的ZSM-5沸石，加入適量5%稀氨水，攪勻室溫靜置I小時，加入正鈦酸乙酯溶液(15% )，攪勻，80度烘干，于馬福爐內550°C焙燒2小時以獲得負載有納米二氧化鈦的光觸媒材料。
[0015]
將廢水通入光催化處理裝置，在處理裝置的處理池中設置有紫外光源和上述負載有納米二氧化鈦的多孔載體，所述廢水與所述光觸媒接觸，廢水中各種細菌及病毒被沸石分子篩吸附，同時在紫外光能作用下，分子篩所負載的納米二氧化鈦低能價帶電子發生躍迀，變成激發態，躍迀至高能價帶生成光生電子，具有強還原性，而低能價帶則因此出現光生空穴，具有強氧化能力，在水中形成強氧化還原作用的自由基，可進行殺菌、消毒，對所述廢水進行處理。
【主權項】
1.一種畜禽養殖廢水處理方法，包括將畜禽養殖廢水通入光催化處理裝置，在所述裝置中使廢水在光照的條件下流經光觸媒表面，進行所謂的非均相光催化。2.如權利要求1所述方法，光源是紫外光源，光觸媒是負載有納米二氧化鈦的多孔載體。3.如權利要求1或2所述方法，多孔載體可為分子篩如沸石或具有層狀結構的鋁硅酸鹽礦物如蒙脫石。
【專利摘要】本發明在于提供一種快速、高效、廣譜、廉價、對環境及水質沒有二次污染、安全性能高的畜禽養殖廢水處理方法。所述方法包括將畜禽養殖廢水通入光催化處理裝置，在所述裝置中使廢水在光照的條件下流經光觸媒表面，進行所謂的非均相光催化，其中光觸媒材料是負載有納米二氧化鈦的多孔載體。
【IPC分類】C02F1/72, C02F1/32, C02F1/70, C02F1/28, C02F1/30, C02F1/50
【公開號】CN105540730
【申請號】CN201511011964
【發明人】唐偉
【申請人】唐偉
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月30日