[发明专利]可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法及联合反应器

权利要求书

1. 一种可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法，经过光催化降解处理废水，其特征在于：废水经过光催化降解处理后，再流入固定化微生物流化床进行后续生化处理，对废水中的污染物进行进一步降解去除，经过生化处理的废水再反复进行光催化降解和固定化微生物流化床生化的联合处理，实现对废水进行多次循环深度处理，最终使经过处理废水达到回用标准，在光催化降解处理过程中，通过液体传送系统的输送，在光催化剂载体基底表面上，使废水形成流过光催化剂载体基底表面的一层薄的废水液膜，在可见光照射下，废水液膜经光催化反应对大分子污染物进行降解，在固定化微生物流化床生化处理过程中，废水经过前序光催化降解处理后，废水流入固定化微生物流化床进行生化处理，对固定化微生物流化床附近的废水进行曝气处理，使废水与流化床内的固定化微生物颗粒充分混合，形成液体-固体-气体三相循环传质体系。

2. 根据权利要求1所述的可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法，其特征在于：所述光催化剂载体基底表面和固定化微生物流化床皆为斜面设置，通过液体传送系统的输送，废水沿着斜面式光催化剂载体基底表面的从高处向低处流动，从斜面式光催化剂载体基底表面滑落，废水继续沿着斜板式固定化微生物流化床的从高处向低处流动，到达固定化微生物流化床底部上方，在靠近斜板式固定化微生物流化床低处对废水进行曝气，使在斜板式固定化微生物流化床上方的水域形成了水体、气泡和固定化颗粒内循环混合流场。

3.根据权利要求2所述的可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法，其特征在于：调整斜面式光催化剂载体基底表面的倾斜角度，使流经斜面式光催化剂载体基底表面的水流方向与光照方向垂直。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法，其特征在于：处理一批次废水，在光催化降解处理过程中，利用太阳光照累计控制在6~18小时。

5.一种利用权利要求1所述的可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法的可见光催化与固定化微生物联合处理废水的联合反应器，主要包括装载待处理的废水的储液容器（8）和联合反应器的反应腔，其特征在于：在所述反应腔中设置斜板式光催化反应装置和斜板式固定化微生物流化床，所述反应腔中设置斜板式光催化反应装置的底部与所述斜板式固定化微生物流化床的顶部连通，所述的斜板式光催化装置包括负载了光催化剂的不锈钢斜面基板（3）和液体传送系统，所述液体传送系统由潜水泵（1）和液体分布器（2）构成，所述斜板式固定化微生物流化床主要包括固定化微生物颗粒和曝气系统，所述曝气系统依次由曝气石（6）、气体控制阀（5）和空气压缩机（4）串联而成，所述曝气石（6）设置于所述联合反应器的反应腔内底部，所述储液容器（8）内装载待处理的废水通过所述潜水泵（1）向上输送到设置于所述不锈钢斜面基板（3）上方的液体分布器（2）中，通过所述液体分布器（2），在所述不锈钢斜面基板上，使废水形成从高处向低处流过所述不锈钢斜面基板（3）表面的一层薄的废水液膜，在可见光照射下，废水液膜经光催化反应对大分子污染物进行降解，经过斜板式光催化反应装置后的废水流入所述不锈钢斜面基板（3）下方的斜板式固定化微生物流化床，并沿着斜板式固定化微生物流化床到达所述联合反应器的反应腔底部，在所述联合反应器的反应腔底部，废水再经所述曝气系统曝气后，使在斜板式固定化微生物流化床上方的水域形成了水体、气泡和固定化颗粒内循环混合流场，从而使废水与流化床内的固定化微生物颗粒充分混合并因斜面作用形成内部循环，对废水中污染物的进一步降解去除，储液容器（8）和联合反应器的反应腔之间通过格栅（7）连通，经过所述斜板式固定化微生物流化床进行生物处理过的废水通过所述格栅（7）进入所述储液容器（8），再经由所述潜水泵（1）进入下一轮水处理循环，使处理后的废水达到排放要求或回用标准。

6.根据权利要求5所述的可见光催化与固定化微生物联合处理废水的联合反应器，其特征在于，用溶胶凝胶法将碳氮硫共掺杂改性二氧化钛光催化剂负载在不锈钢片基底上制成所述不锈钢斜面基板（3），具体为：将钛酸酯与有机溶剂按照体积比1:2～1:10混合均匀后，缓慢滴加到质量百分比浓度为5%~25%的硫脲溶液中搅拌6~10小时，至溶液变为透明凝胶，涂覆在基底表面，并在50～80℃下低温烘干8~25小时，然后在马弗炉中250～450℃焙烧3～15 小时。