[发明专利]紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法

权利要求书

1.一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：该方法是将有机废气送入喷淋塔预处理后进入光催化器进行催化，然后经过生物滤塔过滤，得到去除VOCs的有机废气。

2.根据权利要求1所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述光催化器中的光催化剂为纳米Na₂Ti₆O₁₃/TiO₂，其用量按下述方式计算：当VOCs的浓度为300～1000mg/m³，流量为1.5～5m³/min时，纳米Na₂Ti₆O₁₃/TiO₂的用量为10.0～40.0g；所述光催化器采用30～100W的紫外灯进行催化；所述有机废气在光催化器中的停留时间为30s～240s。

3.根据权利要求2所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述纳米Na₂Ti₆O₁₃/TiO₂的制备过程为：取90～100mL正己醇与8.1～9.0g十六烷基三甲基溴化铵搅拌混合均匀后，滴加3～4mL去离子水，搅拌30～40min，然后在搅拌条件下滴加14～15g钛酸四丁酯，搅拌45～50min后得到悬浮液，离心分离后得到沉淀物，沉淀物用无水乙醇洗涤后干燥，得到前驱物；将前驱物、无水碳酸钠和氯化钠按(10～15)∶1∶(20～25)的质量比混合，研磨后于850～875℃煅烧3～3.5h，冷却后用去离子水清洗，干燥后再研磨，然后过200目筛，得到纳米Na₂Ti₆O₁₃/TiO₂催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述沉淀物用无水乙醇洗涤后的干燥条件为于105～110℃干燥11～12h；所述将前驱物、无水碳酸钠和氯化钠混合后研磨的时间为0.5～1h；所述用去离子水清洗后干燥的温度为105～110℃。

5.根据权利要求1所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述生物滤塔中填料的体积为1～3m³；所述填料为多孔生物膜载体，载体为生物陶瓷，基本参数为：粒径5～7mm、比重1.0±0.5、孔隙率90±3％、比表面积200～300m²/m³，挂膜后载体表面生长有生物膜。

6.根据权利要求1所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述生物滤塔中的生物菌种包含假单细胞杆菌、脱氮硫杆菌、副球菌和变形杆菌。

7.根据权利要求1所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述生物滤塔与微生物活性维持系统连接；所述微生物活性维持系统由营养液容器和循环泵组成，营养液容器的营养液由泵送至生物滤塔顶部，使营养液以雾状喷入生物滤塔内，自上而下与有机废气和塔内填料层接触后，在生物滤塔下部汇集，流出后又流回营养液容器；所述营养液的回流流量为3.5～4.5L/h。

8.根据权利要求7所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述营养液容器中气压为0.80～1.10atm，温度为25～40℃；所述营养液为含下述浓度的溶质的水溶液：葡萄糖2.5～9.5g/L，NaCl 2～8g/L，Na₂HPO₄0.0098～0.0144mol/L，NaH₂PO₄0.0056～0.0102mol/L，FeCl₂·4H₂O19～21mg/L，MgSO₄·7H₂O 196～204mg/L，无水CaCl₂18.0～22mg/L。

9.根据权利要求1所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：所述有机废气在生物滤塔中的停留时间为30～600s。

10.根据权利要求1所述的一种紫外光催化氧化协同生物过滤去除VOCs的方法，其特征在于：该方法用于去除机械、塑胶、家电、人工革、涂料、石油化工、制药工业、印刷工业和食品包装行业所产生废气中的VOCs。