[发明专利]一种高效的光催化-好氧颗粒污泥联合处理含PFCs废水的方法

说明书

本发明涉及一种高效的光催化‑好氧颗粒污泥联合处理含PFCs废水的方法，属于污水处理技术领域。本发明的处理方法包括以下步骤：S1、制备活化纳米二氧化钛：S2、取接种污泥在SBR反应器中进行驯化培养，在驯化培养得到成熟的好氧颗粒污泥后加入活化纳米二氧化钛，形成表面吸附有纳米二氧化钛的改性好氧颗粒污泥；S3、将待处理的含PFCs污水通入SBR反应器中，并开启紫外灯进行光催化与生物法直接耦合处理，处理期间SBR反应器按照进水‑曝气‑沉淀‑排水的运行周期正常运作，处理结束后将污水排出。本发明的处理方法对污水的综合处理效果好，工艺简单，无需添加过多设备，成本低。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种高效的光催化-好氧颗粒污泥联合处理含PFCs废水的方法。

背景技术

全氟化合物(PFCs)具有疏水、疏油、热稳定、化学稳定及表面活性等，被广泛应用于纺织、化工、电子、制药、航空、电镀等诸多领域，使得其以多种途径进入到全球范围内的各种环境介质，如土壤、水体、大气中。目前PFCs在全球主要工业国的生态环境中被普遍检出，成为环境中无所不在的污染物。而我国正处于工农业快速发展阶段，许多行业大量使用全氟表面活性剂，也存在着较为严重的PFCs污染问题。PFCs污染已经成为危害我国生态环境尤其是水环境安全的重大隐患。调查显示我国七大水系，即长江水系、黄河水系、珠江水系、淮河水系、辽河水系、海河水系以及松花江水系中均检出了不同含量的PFCs，其中取样点地区工业越发达，PFCs含量越高。水系的PFCs污染直接导致了饮用水源的污染，统计显示，我国很多中大城市饮用水源均检出了PFCs。2008年上海饮用水中全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)浓度分别为7.6ng/L和78.4ng/L，深圳和广州也均检出了较高浓度的PFOS和PFOA污染。

由于含PFCs产品的大量使用，以及含PFCs的工业污水进入城市污水处理厂，处理后的污水含有大量的PFCs，排放后导致自然水体受到污染。因此污水处理厂成为PFCs类污染物的重要归趋，也成为自然水体和饮用水体中PFCs的一个重要来源。据报道，纽约6座污水处理厂出水中含有多种PFCs。

而传统的污水处理多采用沉降、过滤(一级处理技术)、生物处理(二级处理技术)等方式，而一级处理技术对PFCs浓度几乎没有影响，二级生物处理由于其前体物生物降解往往还会增加出水中PFOS和PFOA浓度。同时由于每个污水处理厂的污水中掺有不同来源的工业污水，采用的生物处理工艺也不同，就造成出水中PFCs浓度有升有降。通过对我国污水处理厂的调查显示，北京市污水处理厂进水PFCs浓度在2.88～176ng/L之间，出水为5.48～498ng/L；对沈阳污水处理厂进行调查也显示，进水中PFCs浓度在26.2～71.1ng/L之间，出水在18.4～41.1ng/L之间。

现有污水处理厂普遍使用的生物法进行污水处理无法达到去除PFCs的目的，导致PFCs在自然界不断积蓄，污染面积逐渐扩大。而单纯的光催化处理需要对现有污水处理流程进行大规模调整，增加工序，进行设备改造，耗费大量的人力物力，而且能耗高效率低，处理的污染物局限较大。部分研究人员对光催化与生物法联用普遍采用光催化与微生物处理在不同装置里分段联用，将污水先经过光催化预处理后再进入生物降解装置，运行工艺复杂，预处理程度难以控制，后续工艺受到预处理程度影响较大，调控难度增加。近年来，有研究人员采用光催化-生物降解直接耦合技术，将光催化剂搭载在多孔载体上，将载体投入到生物降解装置中，进行光催化和生物直接耦合降解污染物。但该耦合方式在生物降解装置中主要采用絮状污泥，这种方式的理想状态是光催化剂搭载在载体表面，微生物生长在载体内部，光催化降解产物中可生物降解部分被微生物俘获降解，不可生物降解部分进一步被光催化降解。但实际应用往往不尽如人意，光催化剂与微生物分别在载体的外部和内部，光催化降解与微生物降解难以像预想的一样顺利进行。光催化剂通常对微生物有一定毒化作用，光催化剂载体的引入也会使微生物生存环境进一步恶化，容易导致微生物降解体系的崩溃，从而导致污染物无法完成降解或进一步降解。

发明内容