專利名稱：膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及廢水處理裝置，尤其是一種膜生物反 應器與納米固定態(tài)光催化反應相結(jié)合的處理裝置。
背景技術(shù)：
市政污水、工業(yè)廢水、垃圾滲濾水及中水回用等廢水以往所使用的處理 技術(shù)有物化方法如混凝、沉淀、氣浮等，生化方法如活性污泥法、接觸氧 化(生物膜)法等，后續(xù)殺菌消毒(二氧化氯消毒、臭氧消毒等)。這些傳統(tǒng) 方法存在流程較長、能耗較高、占地面積大等缺點。近年來膜生物反應器
(MBR)發(fā)展迅速，在許多領(lǐng)域替代了傳統(tǒng)的活性污泥法和生物膜法。在膜
生物反應器中，污泥停留時間和水力停留時間相分離，泥齡長，污泥濃度高， 具有對污染物去除效率高、脫氮效果好、設(shè)備緊湊、占地面積小、剩佘污泥 少等優(yōu)點。但尚存在膜較易污染、能耗較高，某些難降解有機物較難去除等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，將一體化膜生物反應器和 納米固定態(tài)光催化反應技術(shù)有效結(jié)合，提供一種流程短、能將許多水中難生 物降解的有機物質(zhì)徹底礦化，除凈度高，無二次污染，易于操作的高效節(jié)能 污水治理裝置。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案， 一種膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝
置，包括帶格柵或過濾器的調(diào)節(jié)池和膜生物反應器，并用管道連接；膜生 物反應器上連接有風機或氧罐，其特征是在膜生物反應器后通過抽吸泵或 真空源連接有納米固定態(tài)光催化反應器，所述的納米固定態(tài)光催化反應器為 納米Ti02固定態(tài)光催化反應器或摻雜納米Ti02固定態(tài)光催化反應器；所述
的膜生物反應器中使用的膜元件為中空纖維膜元件或沉浸式平片膜元件，膜
材料是聚偏二氟乙烯(PVDF)為主的有機材料。納米固定態(tài)光催化反應器 在紫外線(UV)照射時用以Ti02為主的光催化反應材料；在太陽光照射時 用納米Ti02摻雜金屬離子光催化反應材料。
本發(fā)明的膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝置由工控電腦PLC程序 自動控制。本發(fā)明將膜生物反應器和納米固定態(tài)光催化反應器相結(jié)合，使廢水在膜 生物反應器的停留時間短，還由于膜生物反應器出水濁度小，光透過率高， 使納米固定態(tài)光催化反應效果更好，能將許多水中難生物降解的有機物質(zhì)徹 底礦化，除凈度高，同時還具有流程短，設(shè)備緊湊，占地面積小等優(yōu)點。
本發(fā)明裝置可以使用于重力環(huán)境下處理廢水(使用風機供氧；使用抽吸 泵作為流體流動的推動力)；也可以使用于太空失重環(huán)境下處理宇航員產(chǎn)生的 廢水(用氧罐供氧；利用太空的真空源造成的壓差作為流體流動的推動力)。


圖1是膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝置示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖所示1-帶格柵或過濾器的調(diào)節(jié)池、2-膜生物反應器、3-納米固定 態(tài)光催化反應器、4-風機或氧罐、5-抽吸泵或真空源、6-回用水罐。
將帶過濾器的調(diào)節(jié)池l、膜生物反應器2、抽吸泵5、納米固定態(tài)光催化 反應器3和回用水罐6依次用管道連接；在膜生物反應器2下部連接有風機 4，用來提供所需的氧氣；膜生物反應器2采用的膜元件為中空纖維膜元件(也 可用沉浸式平片膜元件)，膜材料為聚偏二氟乙烯，膜生物反應器2用活性污 泥(也可用菌液)啟動；納米固定態(tài)光催化反應器3在紫外線(也可為太陽 光)照射下工作。廢水首先進入帶過濾器的調(diào)節(jié)池1，去除懸浮物，然后進 入膜生物反應器2，經(jīng)生物反應脫除絕大部分有機污染物和氮后，利用抽吸 泵5抽進納米固定態(tài)光催化反應器3，在紫外線照射下，納米Ti02光催化反 應產(chǎn)生光生空穴h+和光生電子e',光生空穴和吸附在催化劑粒子表面的OH— (氫氧根)或&0 (水)發(fā)生作用生成'OH (羥基自由基)，能夠氧化有機 物并將有機物礦化。光生電子e-能夠與02發(fā)生作用生成 OOH、 (V等活性 氧類，這些活性氧自由基也能參與氧化還原反應。納米粒子光催化反應氧化 對水中鹵代烴、表面活性劑、含氮有機物、有機磷殺蟲劑、三氯甲垸(CHC13)、 四氯化碳(CCU)、六六六(C6H6C16)等能有效地光解，使污染物質(zhì)和難生 物降解有機物有效去除，出水不存在持久性有機物，同時出水被消毒，增加 了溶解氧，最后進入回用水罐6。出水好于中水回用標準，濁度0 1， BOD5 <2mg/L， CODcr<10mg/L， NHrN<lmg/L，大腸桿菌<3個/L。
本裝置由工控電腦PLC程序自動控制。
權(quán)利要求
1、一種膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝置，包括帶格柵或過濾器的調(diào)節(jié)池(1)、膜生物反應器(2)并用管道連接；膜生物反應器(2)上連接有風機或氧罐(4)，其特征是在膜生物反應器后通過抽吸泵或真空源(5)連接有納米固定態(tài)光催化反應器(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝置，其 特征在于所述納米固定態(tài)光催化反應器(3)為納米Ti02固定態(tài)光催化反應 器或摻雜納米Ti02固定態(tài)光催化反應器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應器-納米固定態(tài)光催化反應裝置， 其特征在于所述的膜生物反應器(2)中使用的膜元件為中空纖維膜元件或沉 浸式平片膜元件。
全文摘要
一種膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝置，包括帶格柵或過濾器的調(diào)節(jié)池和膜生物反應器，膜生物反應器上連接有風機或氧氣瓶，其特征是在膜生物反應器后通過抽吸泵或真空源連接有納米固定態(tài)光催化反應器。所述的納米固定態(tài)光催化反應器使用的光催化反應固定態(tài)材料是以TiO₂為主的納米材料，膜生物反應-納米固定態(tài)光催化反應裝置由工控電腦PLC程序自動控制。本發(fā)明將膜生物反應器和納米固定態(tài)光催化反應器相結(jié)合，使廢水在膜生物反應器的停留時間縮短，還由于膜生物反應器出水濁度小，光透過率高，使納米固定態(tài)光催化反應效果更好。裝置不但污染物去除效率高，脫氮效果好，剩余污泥少，而且能將許多水中難生物降解的有機物質(zhì)徹底礦化，除凈度高。同時還具有流程短、設(shè)備緊湊、易于操作、占地面積小等優(yōu)點。
文檔編號C02F9/14GK101659503SQ20091018406
公開日2010年3月3日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者劉立忠, 錢盤生 申請人:江蘇中科膜技術(shù)有限公司