[发明专利]一种光催化与好氧生物法结合的水处理器及其工作方法

权利要求书

1.一种光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，该水处理器包括反应筒和紫外光光源，在所述反应筒的轴向位置设置有紫外光光源；在反应筒内装填有包覆二氧化钛的好氧微生物颗粒；在反应筒的底部设置有进水口和曝气盘，所述进水口通过进水管、进水泵与进水槽相连通，所述曝气盘与曝气风机相连；在反应筒的上部设置有膜组件，所述膜组件通过出水管和真空泵和集液槽相连。

2.根据权利要求1所述的光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，所述所填装的包覆二氧化钛的好氧微生物颗粒总体积占反应筒体积的1/15-1/8。

3.根据权利要求1所述的光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，所述的紫外光光源设置在反应筒下部1/3-1/2处，紫外光光源的功率为100-125W；在反应筒的轴向位置设置有透明有机玻璃管或石英玻璃管，所述紫外光光源设置在透明有机玻璃管或石英玻璃管内。

4.根据权利要求1所述的光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，在反应筒外设置有电子液位计，用来计量反应筒内液面的高度，当电子液位计检测到反应筒内液面低于所述的膜组件时，控制所述的进水泵启动向进水口进水。

5.根据权利要求1所述的光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，所述包覆二氧化钛的好氧微生物颗粒，按重量百分比包括如下原料：

粒径范围为1-2mm的活性炭颗粒：85-95份；

纳米二氧化钛：5-8份；

好氧微生物（干重）：2-5份；

所述包覆二氧化钛的好氧微生物颗粒的堆积密度为0.3-0.5g/ml，比表面积为1500-2000m²/g，吸水率为300-450%。

6.根据权利要求5所述的光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，所述包覆二氧化钛的好氧微生物颗粒的具体制备步骤如下：

（1）使用磁力恒温搅拌器在25℃下将分析纯的钛酸丁酯、分析纯的冰乙酸依次加入无水乙醇中，搅拌15~20min，得到均匀透明的淡黄色溶液；所述钛酸丁酯、冰乙酸和无水乙醇的体积份数分别为：

钛酸丁酯：4.5-6份；

冰乙酸：0.8-1.2份；

无水乙醇：12-18份；

优选的，所述钛酸丁酯、冰乙酸和无水乙醇的按照体积比分别为：

钛酸丁酯：5份；

冰乙酸：1份；

无水乙醇：15份；

（2）继续搅拌，加入占步骤（1）中得到的淡黄色溶液体积百分比27-28%的HNO₃-乙醇溶液；所述HNO₃-乙醇溶液包括以下体积份数比的原料：

浓度为65-68wt%的HNO₃溶液：0.8-1.2份；

无水乙醇：18-22份；

去离子水：1.8-2.2份；

（3）滴加此HNO₃-乙醇溶液后，继续搅拌1-1.5h，得到二氧化钛溶胶；

（4）将活性炭颗粒浸入步骤(3)制备的二氧化钛溶胶中，充分浸渍，然后提拉出来后在烘箱中于105℃下烘干2-3h，即为镀膜一次；再重复步骤（3）2次，即为镀膜三次；

（5）将镀膜三次的活性炭颗粒置于石英管式炉中，通入氮气作为保护气，在500-600℃条件下恒温煅烧4-5h，使二氧化钛牢固附着于活性炭颗粒之上，即得二氧化钛轻质颗粒；

（6）将步骤（5）中制备的二氧化钛轻质颗粒置于好氧活性污泥中，在遮光、投加养料、曝气搅拌的条件下培养20-30天，即得包覆二氧化钛的好氧微生物颗粒。

7.根据权利要求1所述的光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，所述的膜组件中的膜为中空纤维超滤膜，膜孔径为0.01μm。

8.根据权利要求1所述的光催化与好氧生物法结合的水处理器，其特征在于，所述反应筒，包括由上而下设置的筒状分离区和筒状升降区，所述筒状分离区的内径大于所述筒状升降区的内径，所述筒状分离区和筒状升降区之间设置有倾斜沉降沿；所述反应筒的高度范围：0.8-2m；所述筒状分离区的高度范围0.4-1m，内径范围0.7-1.8m；筒状升降区的高度范围0.4-1m，内径范围0.6-1.5m。