[发明专利]一种面向稻田排水低浓度氨氮减排的光催化系统及使用方法

摘要

本发明公开了一种面向稻田排水低浓度氨氮减排的光催化系统及使用方法，属于稻田排水净化领域。该系统在不施加外部能源的条件下自行催化降解稻田排水中低浓度的氨氮，降低稻田排水造成的面源污染风险，包括三个子系统：基于太阳能的发电和电能储存系统、稻田排水预处理系统和基于特定纳米催化材料的光催化反应器系统。发电和电能储存系统为光催化反应器系统提供洁净和持续的能源，将太阳能最终转化为紫外光辐射；稻田氨氮排水先进入预处理系统，去除植物残体和泥沙等影响光催化反应的物质；然后再进入光催化反应器系统，根据水质情况和水量大小，调节搅拌器转速和紫外灯强度，待氨氮浓度下降后通过排水阀排出，形成绿色环保的稻田氨氮污染水处理方法。

主权项

1.一种面向稻田排水低浓度氨氮减排的光催化系统，其特征在于，利用太阳能发电系统将太阳能转化为电能，转化的电能为光催化反应器系统供能，使用特定纳米催化材料在紫外照射条件下将水体中的铵态氮转化为氮气；面向稻田排水低浓度氨氮减排的光催化系统分为三个子系统：基于太阳能的发电和电能储存系统、稻田排水预处理系统和基于特定纳米催化材料的光催化反应器系统；所述的特定纳米催化材料由生物炭负载TiO2纳米材料制成；第一个子系统为基于太阳能的发电和电能储存系统，包括太阳能发电系统和太阳能电能储存系统；第二个子系统为稻田排水预处理系统，在其前端设置格栅，格栅后端连接稻田排水预处理的容器，预处理的容器高于光催化反应器系统；在预处理的容器底部添加工程改良生物炭包，所述的工程改良生物炭包为负载了金属元素Fe、Mn、Mg、Ca、La元素中的一种或多种元素的生物炭；第三个子系统为基于特定纳米催化材料的光催化反应器系统，该系统分为光催化系统、搅拌系统和进出水系统；光催化系统包括所述的紫外灯和特定纳米催化材料；紫外灯由石英玻璃进行包裹，光催化反应器内壁采用反光材料或镜面材料；搅拌系统的搅拌速度和紫外灯强度均为可调；基于特定纳米催化材料的光催化反应器系统的进出水系统中，稻田排水出口设置为两级排水阀和溢流口，排水阀可人为控制；第一级排水阀主要用于催化系统的冲洗、更换催化材料；第二级排水阀主要用于正常工作时的排水。