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        技术研发Technical Patent

        光催化氧化污水处理技术

        在自然界中有一部分紫外光(190~400nm)易被有机污染物吸收,在有活性物质存在时会发生光化学反应使有机物降解太阳成集团tyc1050。天然水体中存在大量活性物质太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,如氧气、亲核剂?OH及有机还原物质太阳成集团tyc1050,因此河水太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050、海水发生着复杂的光化学反应太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。光降解即指有机物在光作用下,逐步氧化成CO2太阳成集团tyc1050、H2O及NO3-、PO43-、Cl-等太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。光化学反应经常有催化剂参与反应,这就是光催化氧化。由于可利用自然光做能源解决污染治理,这一技术一开始就受到广泛关注,并获得迅速发展,近十几年应用于水处理领域太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。

        我们通过将光催化氧化技术应用到MBR污水处理装置中,既能保证水处理过程中的稳定运行太阳成集团tyc1050,又可以达到更高标准的处理效果太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。我司研发的污水处理装置包括水质监测装置太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,膜分离装罝以及光催化氧化装置太阳成集团tyc1050,能够报据进口污水水质的不同太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,选择合适的污水处理装置,从而降低装置使用的能耗和成本太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,并且提高分离膜的使用寿命。

        一太阳成集团tyc1050、技术背景

        1972年,Fujishima和Honda在TiO2半导体单晶电极上发现水的光解反应,发现了半导体材料的“本田——藤岛效应”,才真正开始了多相半导体光催化的研究,并掀起了光催化分解水以解决能源翁舫杉舤yc1050;娜瘸?。1977年Bard提出利用半导体光催化反应处理工业废水中的有害物质以后在半导体微粒悬浮体系中进行光催化消除污染物的研究日益活跃起来太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。A.L.Pruden等人进行了十几种常见优先有机物的去除研究,主要包括三氯乙烯太阳成集团tyc1050、三氯甲烷太阳成集团tyc1050、二氯乙烯、二氯甲烷、二溴甲烷太阳成集团tyc1050、氯苯等。国内外大量的研究报告表明太阳成集团tyc1050,光催化氧化法对水中的烃卤代物太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050、羧酸太阳成集团tyc1050、表面活性剂太阳成集团tyc1050、染料太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050、含氮有机物太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050、有机磷杀虫剂等均有很好的去除效果太阳成集团tyc1050,即使通常情况下较难降解的有机污染物,一般经过持续反应可到达完全矿化太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。光催化过程采用半导体材料作为光催化剂,在常温常压下进行太阳成集团tyc1050,如果利用太阳光作为光源则可大大降低污水处理费用太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。更主要的是光催化氧化技术可将污染物降解为无毒的无机小分子物质及各种相应的无机离子而实现无害化太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,为治理水污染提供了一条新的、有潜力的途径太阳成集团tyc1050。

        我国是水资源短缺的国家太阳成集团tyc1050,水资源的循环再利用是一项非常有发展前景的事业,水资源的循环再利用即是将污水及工业污水进行净化处理太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,使之达到再利用的目的太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,可节省大量的水资源太阳成集团tyc1050。随着我过经济的高速发展太阳成集团tyc1050,我过污水排放量逐年上升太阳成集团tyc1050,其中包括生活污水太阳成集团tyc1050、工业污水等。如果随意排放太阳成集团tyc1050,将造成地下水体的污染,并导致富营养化,因此太阳成集团tyc1050,迫切需要一种快速高效的装置和方法,使这种废水达到污水综合排放标准的要求太阳成集团tyc1050。

        膜生物反应器(MBR)是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污废水处理装置太阳成集团tyc1050,其将脱分离组件直接浸没于反应器内太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,通过泵抽吸出水太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技水带来的优点。超太阳成集团tyc1050、微滤膜组件作为泥水分离单元太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,取代了二沉池太阳成集团tyc1050。超太阳成集团tyc1050、微滤脱截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物太阳成集团tyc1050,使之停留在反应器内太阳成集团tyc1050,使反应器内获得高生物浓度太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,并延长有机固体停留时间,极大地提高 了微生物对对有机物的氧化率太阳成集团tyc1050。同时太阳成集团tyc1050,经超、微滤膜处理后,出水水质高太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,可以直接作为中水回用。系统所排剩于污泥极少,且具有较高的抗冲击能力太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。

        二、技术内容

        光催化氧化法是将紫外光辐射(UV)和氧化剂结合使用的方法太阳成集团tyc1050。其利用紫外光激发纳米二氧化钛(TiO2)半导体催化剂,半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上,使得在导带上产生带负电的高活性的电子,在价带上产生带正电荷的空穴太阳成集团tyc1050,形成氧化-还原体 系太阳成集团tyc1050。通过破链断键太阳成集团tyc1050,将污染物氧化成为二氧化碳太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050、水太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,部分物质直接矿化成为盐太阳成集团tyc1050,而不会产生二次污染。

        我司在研发中提出了一种集中光催化和MBR的内循环反应器太阳成集团tyc1050,通过在装置内设置两组不同应用功能膜组件,一组为光催化氧化内部循环太阳成集团tyc1050,另一组为实际产水太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。 将光催化氧化与生物降解协同作用,使得难降解物质得到充分降解,提高废水降解效率,且运行自动控制。但是在实际的污水处理中太阳成集团tyc1050,污水的污染程度各不相同太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,对于污染程度较低的污水太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,多个膜生物反应器和光催化氧化装置的净化程度提高有限太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,并且多个膜生物反应器同时使用可能具有高耗能太阳成集团tyc1050、高成本太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,膜生物反应器长时间使用导致膜污染,降低净化性能太阳成集团tyc1050。

        该装置包括进水泵太阳成集团tyc1050、第一反应器太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050、 循环泵、第二反应器太阳成集团tyc1050、风机、出水泵太阳成集团tyc1050、水质监测元件等。当该装置运行时太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,水质监测元件对处理污水进行监测太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,污水的水污染程度超过特定阀值时,关闭第一阀门太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,开启第二阀门,并且开启分离隔板太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,使第一膜组件和第二膜组件之间可以相通太阳成集团tyc1050,所述污水经过进入第一反应器进行生物降解太阳成集团tyc1050,第一膜组件作为内循环的产水膜组件太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,通过循环泵产水到第二反应器太阳成集团tyc1050,第二反应器进行光催化氧化后的产水回到第一反应器,第二膜组件通过产水泵将产水外排太阳成集团tyc1050;当污水的水污染程度低于特定阀值时太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,关闭第二阀门太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,开启第一阀门太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,并且关闭分离隔板太阳成集团tyc1050,使第一膜组件和笫二膜组件之间互相隔开,污水经过进入第一反应器进行生物降解太阳成集团tyc1050,产水通过循环泵到达第二反应器,第二反应器进行光催化氧化后的产水通过产水泵外排太阳成集团tyc1050。

        具体如下图:

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        图  光催化氧化膜生物反应器污水处理装置

        三、技术优势

        1太阳成集团tyc1050、该装置可以根据污水的污染物浓度进行自动控制,选择是否需要启用光催化氧化进行深度处理太阳成集团tyc1050,对出水指标可以控制太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050;

        2、该装置通过分析污染物浓度自控调整运行太阳成集团tyc1050,不但可以节约能耗和成本,也能提高膜的使用寿命太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050;

        3、该装置不但可以通过光催化氧化对污水进行深度处理而且还具备膜生物反应器的优点太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050,如抗冲击能力强,剩余污泥量小等太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050太阳成集团tyc1050。

        发明专利证书:

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        太阳成集团tyc1050

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