[发明专利]一种多相光催化结合膜生物反应器处理高浓度有机废水的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体地说是一种多相光催化结合膜生物反应器处理高浓度有机废水的装置和方法。 

背景技术

化工、医药、液晶等工业过程中产生的有机胺液废水中含有大量的甲胺、甲醇、环氧氯丙烷、甲苯、苯酚、碳酸钠、甲醇钠等数十种有机物和盐．该类高浓度有机废水一直以来是水处理领域的老大难问题．水处理工作者经过多年探索，目前在工业上运用的主要有曝气吹脱、蒸馏及预处理方法．但曝气吹脱法虽然能有效去除COD，却会造成环境的二次污染，简单的说，是将有毒有害的有机物从水中转移到大气中，未从根本上解决问题；精馏法虽然避免了环境的二次污染，但却是高耗能的一种预处理方法，运行费用之高，致使很多生产企业望而却步．自从1972年发现在电解水的过程中TiO₂电极具有光敏作用以来，TiO₂半导体就受到人们的关注并得到广泛的运用，1976年，CAREY等发现在紫外线照射下，纳米TiO₂可使难降解有机化合物多氯联苯脱氯，开创了半导体纳米材料催化降解应用的新篇章。 

发明内容

本发明的目的是充分利用TiO₂光催化降解的原理，开发了利用光催化反应器并结合膜生物反应器的处理方法，应用范围为处理难降解有机废水，COD含量可以高达10000-50000mg/L，组分可以达到数十种，如同时含四氢呋喃、乙醇、三苯基磷、叔丁醇、二氯甲烷、甲苯、1,4对苯二酚、石油醚、甲基及丁基醚、碳酸钠等。有效的解决了高浓度有机胺废水的处理问题，既无二次污染，又大大地降低了传统该类废水处理成本高的问题。 

本发明是一种多相光催化结合膜生物反应器处理高浓度有机废水的装置，包括：过滤器，一级光催化剂反应器，二级光催化剂反应器，酸化水解池，膜生物反应器；上述器、池之间用管道连通。 

所述的过滤器，包括：过滤器体，过滤器体内设置有絮凝剂加药罐A、混合罐B、沉淀分离罐C、过滤器罐D。上述设备依次用管道连接，并形成一撬块结构。其中过滤器中内构件为活性碳或石英砂或陶瓷滤芯中的一种。 

所述的一级光催化剂反应器，包括：反应器体E1，反应器体内设置有隔板G1、TiO2光催化剂载体F1、紫外光源H1。其中隔板采用折流板式，折流板形式为矩形、圆形、弓形；优选矩形。光催化剂载体形式为规整填料、散装填料、板式；优选散装填料。填料材料材质为SiO₂玻璃、304L不锈钢板、316L不锈钢、陶瓷、碳化硅、聚四氟乙烯。 

所述的二级光催化剂反应器，包括：反应器体E2，反应器体E2内设置有隔板G2、TiO2光催化剂载体F2、紫外光源H2。其中隔板采用折流板式，折流板形式为矩形、圆形、弓形；优选矩形。光催化剂载体形式为规整填料、散装填料、板式；优选散装填料。填料材料材质为SiO₂玻璃、304L不锈钢板、316L不锈钢、陶瓷、碳化硅、聚四氟乙烯。 

所述的酸化水解池，包括：酸化水解池体Q（池体为混凝土结构），酸化水解池体内设置有隔墙S和隔墙T。酸化水解池由隔墙分解为①区、②区、③区。①区为进水区，内设置有多个水流推进器R。②区为水解酸化区。③区为出水区，由泵将处理水抽出。①区、②区、③区通过隔墙低部的孔洞U和孔洞W连接。 

所述的膜生物反应器，包括：反应器体O，反应器体内设置有膜组件I和K、曝气射流装置L和M。其中膜组件为浸没式中空纤维，材料优选PVDF或PP，孔径优选0.04～0.2um。膜生物反应器为MBR，型式可为整体撬装或池内安装，可并联或串联。 

本发明一种多相光催化结合膜生物反应器处理高浓度有机废水的方法，其步骤如下： 

(1)高浓度有机废水经过预处理后进入到高效一体化过滤器，有机废水经高效一体化过滤器撬块结构去除浊度后，经计量泵送到一级光催化剂反应器中。在一体化过滤器撬块结构中预处理后的有机废水与来自絮凝剂罐的水絮凝剂在混合罐中充分混合，并经沉淀分离罐分离后，进入到过滤器罐，经过过滤后出水浊度小于1NTU；

(2)在一级光催化剂反应器中，在催化剂、氧化剂H₂O₂及紫外线的作用下，将绝大部分的含碳有机物分解为CO₂和H₂O,废水COD得到显著降低，可生化性显著增强，其中氧化剂H₂O₂的加入量为10～20kg/t水；