[发明专利]一种光酶协同催化处理含挥发性羰基有机废水的装置及处理方法

权利要求书

1.一种光酶协同催化处理含挥发性羰基有机废水的装置，其特征在于，包括反应塔（3），在反应塔（3）上开设有废水入口A、酶入口B及洁净水排出口C，在反应塔（3）外部一侧设有污染物监测与流量实时控制单元，另一侧设有酶分离回收单元，在反应塔（3）内由上至下依次设有预处理单元及光酶催化单元；

所述预处理单元，用于去除待处理有机废水中的颗粒物，获得预处理废水，预处理单元包括由上至下依次设置在反应塔（3）内的有机格栅（4）和改性纤维板（5）；

所述污染物监测与流量实时控制单元，包括：总控模块（7）、在线气相色谱（6）、设置在废水入口A处的第一输送泵（1）和第一流量计（2），以及设置在酶入口B处的第二输送泵（8）和第二流量计（9）；

在线气相色谱（6）对预处理废水中的污染物浓度进行检测并将监测数据实时反馈给总控模块（7），总控模块（7）通过调节第一输送泵（1）和第一流量计（2），以及第二输送泵（8）和第二流量计（9）的流量，将废水入口A处有机废水与酶入口B处的交联酶聚集体（17）的浓度进行调控；

所述酶分离回收单元，用于收集处理后的水及回收交联酶聚集体（17），包括分离槽（16）和置于其内的电磁板（18），电磁板（18）能够在分离槽（16）内绕轴旋转；在分离槽（16）底部设有洁净水排出口C，在分离槽（16）外部还设有与电磁板（18）电性连接的电磁开关（19）；

连接第二输送泵（8）的管路一端伸入分离槽（16）中，另一端通过酶入口B伸入反应塔（3）中；

所述光酶催化单元，包括：均流板（10）、搅拌装置和可见光灯管（12），均流板（10）水平设置在反应塔内部，搅拌装置位于均流板（10）下方，且搅拌装置的搅拌轴竖向设置，预处理废水与交联酶聚集体（17）在均流板（10）处完成预混合，可见光灯管（12）以搅拌装置的搅拌轴为中心轴向间隔布置在反应塔（3）内壁上；

所述交联酶聚集体（17）是由磁性纳米粒子和生物酶组成的生物催化剂，磁性纳米粒子为α-Fe2O3、Fe3O4或Co2O3，生物酶为Peroxygenases，Halo-Peroxydases或Decarboxylases，且交联酶聚集体（17）中生物酶的负载量为1%-20%。

2.根据权利要求1所述的光酶协同催化处理含挥发性羰基有机废水的装置，其特征在于，光酶催化单元还包括设置在反应塔（3）外壁的加热套（13），以及用于调节加热套（13）温度的温控表（14）。

3.根据权利要求1所述的光酶协同催化处理含挥发性羰基有机废水的装置，其特征在于，通过有机格栅（4）能够去除待处理有机废水中粒径大于8μm的颗粒悬浮物，改性纤维板（5）能够去除待处理有机废水中粒径大于0.1 μm的颗粒悬浮物。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的光酶协同催化处理含挥发性羰基有机废水的装置，其特征在于，可见光灯管（12）的功率为50-200W。

5.采用权利要求1~4中任意一项所述的光酶协同催化处理含挥发性羰基有机废水的装置处理废水的方法，其特征在于，包括：

待处理有机废水经废水入口A送入反应塔（3）中，通过预处理单元去除悬浮颗粒物；

通过污染物监测与流量实时控制单元对预处理废水中的污染物浓度进行监测，并调控待处理的有机废水与交联酶聚集体（17）的反应量，将进入废水入口A中的有机废水与酶入口B中的交联酶聚集体（17）的质量比调控在75000-3500∶1的范围内；

交联酶聚集体（17）与预处理废水通过均流板（10）预混合后，通过搅拌装置强化交联酶聚集体（17）与预处理废水中污染物的接触，同时在可见光灯管（12）发出的可见光的辅助下进行光酶催化反应完成净化作用；

净化后的水进入酶分离回收单元，分离出交联酶聚集体（17）后通过洁净水排出口C排到环境中，分离出的交联酶聚集体（17）被输送至反应塔（3）中循环使用。

6.根据权利要求5所述的处理废水的方法，其特征在于，光酶催化反应的温度为20-70℃，反应时间为15-60min。