[发明专利]一种光生耦合技术废水处理反应装置

说明书

本发明提供了一种光生耦合技术废水处理反应装置，包括壳体；所述壳体内从左至右依次设有若干组并排设置的水处理单元，水处理单元的上方空间设有喷淋管，水处理单元的下方空间一侧设有射流器，相邻的2个水处理单元之间设有上下交错设置的紫外灯；所述射流器通过连接管连接循环泵的出水管，循环泵的入水管与壳体连通；所述喷淋管通过连接管与循环泵的出水管连通；所述水处理单元包括2个复合聚氨酯材料层和贴附在复合聚氨酯材料层其中一面上的负载TiO₂碳纤维板，且贴附有负载TiO₂碳纤维板的一面朝外。本发明所述的装置可以去除水中难降解有机污染物，兼具光催化降解开链和微生物矿化作用，适用于各种中低浓度废水的深度处理，环保无二次污染。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其是涉及一种光生耦合技术废水处理反应装置。

背景技术

随着水中各种新型污染物的出现，以活性污泥法为代表的传统污水处理技术由于难以降解高浓度、结构复杂的难降解污染物而面临困境。以光催化氧化技术为代表的高级氧化(AOPs)技术作用快，但其依赖自由基反应的无选择性降解会导致一系列过度氧化问题。传统技术难以在同一反应器中进行光催化反应和生物处理的原因主要是由于光催化反应快速且无选择性，光催化采用的紫外光具有杀菌作用，微生物暴露在紫外光下，紫外光会将微生物杀死，从而不利于生化处理。光催化与生物降解直接耦合（Intimate couplingofphotocatalysis and biodegradation，ICPB）技术是结合了光催化技术和生物处理的新型废水处理技术，具有低成本、环境友好和可持续等优点，在废水处理领域具有良好的应用前景。现有的ICPB技术应用的装置对抑制性废水的处理效能较低，处理效果比较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种光生耦合技术废水处理反应装置，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种光生耦合技术废水处理反应装置，包括壳体、循环泵、射流器、紫外灯、水处理单元、支架和喷淋管；

所述壳体内从左至右依次设有若干组并排设置的水处理单元，壳体内部设有用于支撑水处理单元的支架，水处理单元与壳体的顶部和底部之间均留有空间，水处理单元的上方空间设有喷淋管，水处理单元的下方空间一侧设有射流器，相邻的2个水处理单元之间设有上下交错设置的紫外灯；所述射流器通过连接管连接循环泵的出水管，循环泵的入水管与壳体连通；所述喷淋管通过连接管与循环泵的出水管连通；所述壳体的下部设有泄空管，壳体中上部设有收水管，且收水管位于喷淋管的下方；

所述水处理单元包括2个复合聚氨酯材料层和贴附在复合聚氨酯材料层其中一面上的负载TiO₂碳纤维板，且贴附有负载TiO₂碳纤维板的一面朝外。

进一步，所述负载TiO₂碳纤维板由如下步骤制备得到：

步骤1）将无水醇溶液、水与过量的稀土元素溶液混合均匀后得到溶液A，调节溶液A的pH值；

步骤2）将酯类钛源缓慢的加入到无水醇溶液中得到溶液B，溶液B继续搅拌1-3h后，将剪裁好的碳纤维浸泡在溶液B中，溶液B再继续搅拌；

步骤3）之后在搅拌的条件下，溶液A缓慢滴入溶液B，滴加完成后持续搅拌；

步骤4）然后取出碳纤维并沥去其表面的溶胶，经烘干、洗涤、煅烧后得到所述的负载TiO₂碳纤维板。