申请日2008.12.30
公开(公告)日2009.05.27
IPC分类号C02F3/34; C02F1/30
摘要
一种光催化与生物联用的饮用水处理方法，它涉及一种水处理方法。本发明解决了光催化法水处理方法成本高、降解难生物降解有机物效率低、氨氮去除效果差问题以及生物法处理后水中微生物超标的问题。本发明的方法由以下步骤进行：1.原水进入光催化反应器进行光催化反应处理;2.将步骤一处理后的水进行生物处理;3.生物处理后的出水回流至光催化反应器进行杀菌，即实现了原水的处理。本发明的光催化与生物相结合的水处理技术成本低、水处理效率高，经处理后水中微生物符合生活饮用水卫生标准，本发明方法适用于生活饮用水的处理。
权利要求书
1、一种光催化与生物联用的饮用水处理方法，其特征在于光催化与生物 联用的饮用水处理方法按以下步骤进行：一、用水泵将原水压入到光催化反应 器中，然后将光催化剂加入光催化反应器中均匀混合，控制光催化反应器pH 值为2～12，水力停留时间为10min～480min，光源强度为0.1～20mW/cm2，其 中，光催化剂的加入量为每升光催化反应器容积中投入0.1～5g的光催化剂; 二、光催化处理后的原水经过光催化反应器的下部膜组件过滤进入生物滤池中 进行生物处理，控制生物滤池滤速为1～20m/h，经过生物滤池滤料过滤后出水; 三、将步骤二的出水从上部回流到光催化反应器中进行光催化杀菌，控制水力 停留时间为5min～480min，然后经过光催化反应器的上部膜组件过滤抽吸出 水，即实现了原水的处理。
2、根据权利要求1所述的一种光催化与生物联用的饮用水处理方法，其 特征在于步骤一中光催化反应器pH值为4～10。
3、根据权利要求1或2所述的一种光催化与生物联用的饮用水处理方法， 其特征在于步骤一中光催化反应器水力停留时间为15min～360min。
4、根据权利要求3所述的一种光催化与生物联用的饮用水处理方法，其 特征在于步骤一中的光催化剂是TiO2粉。
5、根据权利要求1、2或4所述的一种光催化与生物联用的饮用水处理方 法，其特征在于步骤一中每升光催化反应器的容积中投入0.2～4g的光催化剂。
6、根据权利要求5所述的一种光催化与生物联用的饮用水处理方法，其 特征在于步骤一中光源采用紫外光源，光源强度为1～18mW/cm2。
7、根据权利要求1、2、4或6所述的一种光催化与生物联用的饮用水处 理方法，其特征在于步骤一中光催化反应器的下部膜组件为微滤膜、超滤膜或 者纳滤膜。
8、根据权利要求7所述的一种光催化与生物联用的饮用水处理方法，其 特征在于步骤二中滤料为活性炭、陶粒、石英砂、沸石、塑料填料或纤维球。
9、根据权利要求1、2、4、6或8所述的一种光催化与生物联用的饮用水 处理方法，其特征在于步骤二中生物滤池滤速为2～18m/h。
10、根据权利要求9所述的一种光催化与生物联用的饮用水处理方法，其 特征在于步骤三中光催化反应器的上部膜组件为微滤膜、超滤膜或者纳滤膜。
说明书
一种光催化与生物联用的饮用水处理方法
技术领域
本发明涉及一种水处理方法。
背景技术
光催化法是一种很有发展前景的水处理新技术，由于其可以利用太阳光或 者紫外光对多种污染物有明显的降解效果，因而具有广阔的应用前景。光催化 技术用半导体材料作为催化剂，当能量相当于半导体禁带宽度的光照射到催化 剂表面时，就会激发半导体内的电子从价带跃迁至导带，形成具有很强活性的 电子-空穴对，并进一步诱导一系列氧化还原反应的进行，从而达到去除污染 物质的目的，但是，目前光催化技术水处理方法的成本高，且光催化方法对于 水中的氨氮去除效果差。生物法作为一种经济合理、有效的水污染控制手段， 在水处理方面发挥着重要的作用，尤其对饮用水中的氨氮的去除效果明显，但 对于一些可生化性较低的污染物处理效果有限，并且采用生物法处理饮用水， 会出现出水微生物指标超标的问题。
发明内容
本发明为了解决光催化水处理方法成本高、氨氮去除效果差的问题以及生 物法水处理效率低、出水微生物指标超标的问题，而提供一种光催化与生物联 用的饮用水处理方法。
本发明的光催化与生物联用的饮用水处理方法按以下步骤进行：一、原水 用水泵压入到光催化反应器中，然后将光催化剂加入光催化反应器中均匀混 合，控制光催化反应器pH值为2～12，水力停留时间为10min～480min，光源 强度为0.1～20mW/cm2，然后经光催化反应器的膜组件过滤，其中，光催化剂 的加入量是向每升光催化反应器的容积中投入0.1～5g的光催化剂;二、光催 化反应器的出水进入生物滤池中，经过滤料过滤，控制生物滤池滤速为 1～20m/h;三、将步骤二的出水从上部回流到光催化反应器中进行光催化杀菌， 控制水力停留时间为5min～480min，然后经过光催化反应器的上部膜组件过滤 抽吸出水，即实现了原水的处理。
本发明的方法将光催化技术和生物技术进行耦合，先将原水在光催化反应 器中进行光催化降解，利用光催化氧化反应提高目标物的可生化性，再将可生 化性高的出水放入生物滤池中进行生物处理，有利于生物处理工艺的进行，提 高了生物处理的效率。在地表水中高氨氮的问题日益严重，但是光催化技术对 水中氨氮的去除效果差，而生物处理技术对水中氨氮的去除效果很好，所以， 生物处理技术作为光催化技术的后续处理工艺，除了能够更好地处理污水中的 有机物，还能够处理污水中的氨氮，进一步提高了水处理的效率。生物处理后 的出水进入到光催化反应器中，有效地利用了光催化反应器中光催化技术杀菌 的功能，解决了生物处理后的水微生物指标超标的问题。
本发明的方法与光催化水处理法相比较，光催化技术不能有效去除水中的 氨氮，而本发明的方法处理水中的氨氮去除率为95%以上，对水中的氨氮去除 效果好;本发明的方法与单独的光催化水处理法和单独的生物水处理法相比较 水中UV24的去除率达到90%以上，TOC的去除率达到80%以上，水处理效 率高。本发明经过生物处理后，回流至光催化反应器中通过光催化技术进行灭 菌，有效去除细菌等微生物，使处理后的生活饮用水符合生活饮用水卫生标准。
本发明的生物处理作为光催化氧化工艺的后续处理单元能够减轻光催化 降解反应的负荷，进而减小光催化氧化工艺的水力停留时间，减少了催化反应 时间，降低了水处理的成本，提高了处理效率。
