二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】一種二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置，包括反應器本體，進水管、出水管、內筒、紫外燈、擋板、多孔板、隔板、曝氣裝置，隔板傾斜布置，位于內筒下方并與內筒下端密封連接，進水管位于隔板內，使得污水首先進入內筒進行處理，多孔板位于內筒頂端，內筒處理后的污水經多孔板流入內筒與反應器本體之間的反應區，曝氣裝置位于隔板上方，紫外燈固定于內筒外壁，內筒為不透光材料，反應器內上部設有傾斜布置擋板，處理后的排水從擋板頂部流出，經出水管排出反應器，二氧化鈦光觸媒材料位于內筒與反應器本體之間。利用上述裝置進行的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法。該方法處理效率高，并且有效回收光觸媒材料。
【專利說明】
二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法和裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及屬水處理技術領域，具體涉及一種光催化方法和裝置在污水處理方面 的應用，特別是高氨氮污水方面上的應用。
【背景技術】
[0002] 隨著工農業的迅速發展，水體污染成為國際社會共同面對的危機。水中的污染物， 尤其是一些難生物降解的污染物，種類多、危害大，在自然界中的積累轉化必會嚴重影響到 人類的生存環境。由于這些污染物難以被生物降解，且對生化反應有抑制和毒害作用，單純 生物處理無法使其得到降解，于是人們采用一些高級氧化技術對其進行處理。高級氧化技 術Α0Ρ又稱深度氧化技術，是20世紀80年代開始形成的處理難降解有機物污水的技術。該技 術運用光、電、氧化劑、催化劑等在反應中產生活性極強的羥基自由基，羥基自由基可與污 水中的化合物進行反應，從而將廢水中難降解的污染物直接降解，達到排放標準。
[0003] 光催化氧化技術是水處理領域常見的Α0Ρ技術的一種，是指污染物在光照下，通過 催化劑實現分解。利用光催化降解手段消除污染物是近年發展起來的一項新技術，在常溫 常壓下即可進行，不會產生二次污染，應用范圍相當廣泛，因其具有其它處理方法難以比擬 的優越性，該技術也已成為國際上環境治理的前沿性研究課題，備受世界各國重視，并嘗試 用于飲用水和廢水的深度處理研究。二氧化鈦由于其獨特的光催化特性，作為新一代的最 有開發前途的綠色環保型催化劑在水環境凈化處理、大氣污染治理、抗菌材料中有著廣泛 的應用而成為研究的熱點。但是，目前將光催化技術用于高濃度氨氮廢水處理的較少，其效 率較低，并且難以回收粉狀二氧化鈦。
【發明內容】
[0004] 發明的目的在于提供一種結構緊湊、處理效率高的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢 水的裝置。
[0005] 本發明的又一目的在于提供一種利用微生物法與高級氧化聯合處理高氨氮廢水 的方法。為實現上述目的，本發明提供的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置，包括反應 器本體，進水管、出水管、內筒、紫外燈、擋板、多孔板、隔板、曝氣裝置，隔板傾斜布置，位于 內筒下方并與內筒下端密封連接，進水管位于隔板內，使得污水首先進入內筒進行處理，多 孔板位于內筒頂端，內筒處理后的污水經多孔板流入內筒與反應器本體之間的反應區，曝 氣裝置位于隔板上方，紫外燈固定于內筒外壁，內筒為不透光材料，反應器內上部設有傾斜 布置擋板，處理后的排水從擋板頂部流出，經出水管排出反應器，二氧化鈦光觸媒材料位于 內筒與反應器本體之間。
[0006] 優選地，所述隔板截面為V字型。
[0007] 本發明還提供一種利用上述裝置進行的二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法， 包括進行厭氧處理和二氧化鈦高級氧化處理，廢水經反應器內筒厭氧微生物降解后，進行 紫外光照射的光催化氧化反應，凈化后水從反應器上方排出。
[0008] 所述二氧化鈦光觸媒材料采用如下方法制備：（1)將納米二氧化鈦加入乙醇中，于 超聲頻率10-15kHz、功率100W下超聲處理4-6min;(2)在氮氣保護活化爐中在溫度為800-900°C下處理市售活性碳顆粒載體；（3)將步驟(1)制得的溶液噴灑于步驟(2)處理后的活性 碳顆粒載體表面，并將所述載體浸于步驟（1)制得的溶液中30-60min; (4)浸漬完畢后送入 冷凍干燥機進行干燥，干燥后放入飽和硼酸溶液中浸泡20_30h后取出，（5)經干燥后，球磨 至細度小于〇. 1_，然后過120-140目篩即可得到高負載量的二氧化鈦光觸媒材料。
[0009] 本發明的有益效果：
[0010] (1)高氨氮廢水一直是水處理領域難以有效處理的污水，本發明通過厭氧和好氧 的多次循環處理，高效地除去廢水中的氨氮和其他難降解污染物。
[0011] (2)傳統的光催化法處理廢水時處理廢水的整個過程中二氧化鈦的損失嚴重，而 本發明將光催化劑二氧化鈦負載在載體上，不易脫落，并且采用多孔板、擋板、隔板的設置 使得二氧化鈦光觸媒材料易于回收和重復利用。
[0012] (3)本發明可以廣泛用于湖泊、海洋、城市污水或工業廢水等水處理領域。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置主視圖。
[0014] 附圖標記：1進水管，2出水管，3內筒，4紫外燈，5擋板，6多孔板，7出水口，8隔板，9 曝氣裝置，10出水閥，11反應器本體
【具體實施方式】
[0015] 下面通過實施例對本發明進一步闡釋，但并不限制本發明。
[0016] 本發明所用的污水水質：C0D 500~800,氨氮25~45，pH8.0~8.5。利用本發明裝 置進行污水處理的過程:污水經進水管1進入隔板8區域內，向上進入內筒3進行厭氧/缺氧 處理，內筒3內具有厭氧微生物對污水進行降解，污水經多孔板6流出內筒3,進入內筒3與反 應器本體11之間的反應區，二氧化鈦光觸媒材料位于反應區內，反應區內具有好氧微生物 菌群，曝氣裝置9對該反應區進行曝氣，固定于內筒3外壁的紫外燈4照射紫外光，對污水進 行凈化，污水可沿反應器本體11與隔板8之間的縫隙流過，進入內筒3進行循環處理，凈化后 的排水從擋板5頂部流出，經出水管2排出反應器。二氧化鈦光觸媒材料由擋板進行阻截，并 在曝氣停止時沉積于V字形隔板底部，將二氧化鈦光觸媒材料進行回收。
【主權項】
1. 一種二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的裝置，包括反應器本體，進水管、出水管、內 筒、紫外燈、擋板、多孔板、隔板、曝氣裝置，隔板傾斜布置，位于內筒下方并與內筒下端密封 連接，進水管位于隔板內，使得污水首先進入內筒進行處理，多孔板位于內筒頂端，內筒處 理后的污水經多孔板流入內筒與反應器本體之間的反應區，曝氣裝置位于隔板上方，紫外 燈固定于內筒外壁，內筒為不透光材料，反應器內上部設有傾斜布置擋板，處理后的排水從 擋板頂部流出，經出水管排出反應器，二氧化鈦光觸媒材料位于內筒與反應器本體之間。2. 如權利要求1所述的裝置，所述隔板截面為V字型。3. -種二氧化鈦光觸媒降解高氨氮廢水的方法，包括進行厭氧處理和二氧化鈦高級氧 化處理，廢水經反應器內筒厭氧微生物降解后，進行紫外光照射的光催化氧化反應，凈化后 水從反應器上方排出。4. 如權利要求3所述的方法，采用如權利要求1或2所述的裝置進行處理。5. 如權利要求4所述的方法，所述二氧化鈦光觸媒材料采用如下方法制備：（1)將納米 二氧化鈦加入乙醇中，于超聲頻率10_15kHz、功率100W下超聲處理4-6min; (2)在氮氣保護 活化爐中在溫度為800-900°C下處理市售活性碳顆粒載體；（3)將步驟（1)制得的溶液噴灑 于步驟（2)處理后的活性碳顆粒載體表面，并將所述載體浸于步驟（1)制得的溶液中30-60min; (4)浸漬完畢后送入冷凍干燥機進行干燥，干燥后放入飽和硼酸溶液中浸泡20-30h 后取出，（5)經干燥后，球磨至細度小于0.1mm，然后過120-140目篩即可得到高負載量的二 氧化鈦光觸媒材料。
【文檔編號】C02F1/72GK106044934SQ201610511578
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】程昊, 白大偉, 郝光明, 史智鵬, 黃彩幸
【申請人】柳州若思納米材料科技有限公司