光催化生物接触氧化池及光催化生物接触氧化系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种光催化生物接触氧化池及光催化生物接触氧化系统。

背景技术：

常规生物接触氧化池具有有机负荷高、停留时间短、有机物去除效果好和运行简单等优点。但当废水中盐分浓度高于8000ppm时，盐分对微生物活性出现抑制作用，故很难用常规生化来处理含盐废水。另外，一般生化处理因为曝气的原因多存在臭味的问题，厂区需对臭味进行单独处理，导致运行费用的增加。

现如今许多工业废水具有高盐高cod的特点，此种废水常采用高级氧化或蒸发结晶的方式来处理，但是高级氧化具有的较高的运行费用，而且对设备的耐腐蚀性也具有较高的要求；蒸发结晶又带来了相当量的固体废弃物，且目前环保形势日益严峻，许多企业因为无法解决废水处理问题，被迫导致关停。因此，寻找一种合适的生物处理技术来应对高盐高cod废水变得异常迫切。

鉴于此，特提出本实用新型以解决上述技术问题中的至少一个。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光催化生物接触氧化池，以缓解常规生化处理很难用于处理高cod含盐废水的技术问题。

本实用新型提供了一种光催化生物接触氧化池，包括池体；

所述池体内设置有填料、若干个紫外灯管和曝气装置，所述填料设置于相邻的所述紫外灯管之间，所述填料上设置有光催化剂层和耐盐菌微生物层；

所述池体上设置有进水口和出水口。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述光催化剂层为二氧化钛光催化剂层、氧化锌光催化剂层、氧化锡光催化剂层或二氧化锆光催化剂层中的任意一种。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述耐盐菌微生物层的厚度为0.1-5.0mm。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述紫外灯管为波长范围在280-315nm的紫外灯管。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述填料为弹性填料、软性填料或者硬性填料中的任意一种。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述池体顶部设置有为所述紫外灯管提供能源的太阳能电池板。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述太阳能电池板与所述池体可拆卸连接。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述池体内部设置有隔挡装置，所述隔挡装置为挡墙或出水堰。

进一步的，在本实用新型上述技术方案的基础之上，所述池体的高度为3-5m；

和/或，所述紫外灯管与所述填料之间的距离为200-300mm；

和/或，所述紫外灯管的长度为1-1.2m；

和/或，所述曝气装置距离所述池体池底的距离为200-500mm。

本实用新型还提供了一种光催化生物接触氧化系统，包括鼓风机和上述光催化生物接触氧化池；

所述鼓风机通过曝气管路与所述池体内的曝气装置连接。

相比现有技术，本实用新型提供的光催化生物接触氧化池及光催化生物接触氧化系统具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的光催化生物接触氧化池，包括池体，池体内设置有填料、紫外灯管和曝气装置，且填料上设置有光催化剂层和耐盐菌微生物层，其中，在紫外灯管的照射下以及光催化剂层的催化作用下，耐盐菌微生物层中的耐盐菌的潜能被激发，使其具有较强的生物降解能力，从而使得该光催化生物接触氧化池对于高盐、高cod废水中的污染物有较强的处理能力；同时，耐盐菌微生物层中的耐盐菌在紫外灯管的照射下以及光催化剂层的催化作用下，其内部结构发生变化，使得其在降解废水中有机物时不会产生硫化氢气体，从而解决了传统生化处理时由于曝气原因存在的臭味问题。

(2)本实用新型提供的光催化生物接触氧化系统，包括鼓风机和上述光催化生物接触氧化池，可通过鼓风机不断向光催化生物接触氧化池内曝气。鉴于上述光催化生物接触氧化池所具有的优势，使得光催化生物接触氧化系统也具有相同的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种实施方式下的光催化生物接触氧化池；

图2为本实用新型提供的另一种实施方式下的光催化生物接触氧化池；

图3为本实用新型提供的光催化剂层和耐盐菌微生物层与填料之间的相对位置关系示意图；

图4为本实用新型提供的一种实施方式下的光催化生物接触氧化系统；

图5为本实用新型提供的另一种实施方式下的光催化生物接触氧化系统。

图标：1-池体；2-鼓风机；10-进水口；20-紫外灯管；30-填料；31-光催化剂层；32-耐盐菌微生物层；40-固定架；50-太阳能电池板；60-曝气装置；70-隔挡装置；80-出水口；90-曝气管路。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种光催化生物接触氧化池，包括池体；

池体1内设置有填料30、若干个紫外灯管20和曝气装置60，填料30设置于相邻的紫外灯管20之间，填料30上设置有光催化剂层31和耐盐菌微生物层32；

池体1上设置有进水口10和出水口80，具体如图1和图2所示。

废水经由池体1进行光催化生物接触氧化处理，池体1的大小不作具体限定，可根据实际待处理废水量以及废水处理效果进行设定。

填料30主要是为了负载光催化剂层31和耐盐菌微生物层32，填料30典型但非限制性的为弹性填料、软性填料或者组合填料，可根据实际需要进行选择。

光催化剂层31主要由光催化剂构成的层结构，耐盐菌微生物层32是指由耐盐菌构成的层结构。耐盐菌对于水中总盐分有特殊适应能力，能够用于含盐废水的净化处理。

光催化剂层31和耐盐菌微生物层32与填料30之间的相对位置关系示意图如图3所示。对于光催化剂层31和耐盐菌微生物层32的具体种类以及层厚度不作具体限定，只要耐盐菌微生物层32在紫外灯管20的照射下以及光催化剂层31的催化作用下，耐盐菌微生物层32中的耐盐菌能够良好存活且对废水有较高的生物降解能力即可。

曝气装置60可向池体1内的废水中提供大量的空气，从而保证耐盐菌微生物层32内的耐盐菌在有充足溶解氧的条件下，对废水中有机物进行有效的生物降解。

废水从进水口10流入到池体1内，在池内的紫外灯管20、填料30上的光催化剂层31和耐盐菌微生物层32的作用下进行光催化生物接触氧化处理，处理后的废水从出水口80排出。

进水口10和出水口80在池体1上的具体位置不作限定。例如，进水口10可设置在池体1的上部也可设置在池体1的下部，但要保证废水在池体1内不出现短流现象，也就是保证废水在池体1内具有足够的停留时间。一般而言，出水口80的位置也可设置在池体1的上部。

本实用新型提供的光催化生物接触氧化池，包括池体1，池体1内设置有填料30、紫外灯管20和曝气装置60，且填料30上设置有光催化剂层31和耐盐菌微生物层32，其中，在紫外灯管20的照射下以及光催化剂层31的催化作用下，耐盐菌微生物层32中的耐盐菌的活性被激发，激发后的耐盐菌微生物层32具有较强的生物降解能力，从而使得该光催化生物接触氧化池对于高盐、高cod废水中的污染物有较强的净化处理能力；同时，耐盐菌微生物层32中的耐盐菌在紫外灯管20的照射下以及光催化剂层31的催化作用下，其内部结构发生变化，使得其在降解废水中有机物时不会产生硫化氢气体，从而解决了传统生化处理时由于曝气的原因存在的臭味问题。

作为本实用新型的一种可选实施方式，光催化剂层31为二氧化钛光催化剂层、氧化锌光催化剂层、氧化锡光催化剂层或二氧化锆光催化剂层中的任意一种。

由于二氧化钛、氧化锌、氧化锡和二氧化锆均具有良好的光催化性能，故采用其分别制成的二氧化钛光催化剂层、氧化锌光催化剂层、氧化锡光催化剂层和二氧化锆光催化剂层也具有较好的光催化性能。

二氧化钛因其化学性质稳定无毒，已经成为当前最为常用的光催化剂之一。故从实际催化效果以及市场应用角度出发，作为本实用新型的一种优选实施方式，光催化剂层31为二氧化钛光催化剂层。

耐盐菌微生物层32与池体1内的废水相接触，从而对废水进行净化处理。耐盐菌微生物层32中的耐盐菌可在废水处理初期通过培养驯化得到，或者直接投加适合该性质废水的菌种，含有菌种的废水在填料表面流动，一定时间后，微生物菌种会附着在池体1中的填料30表面增殖生长，从而形成耐盐菌微生物层32，进而可用于降解废水中cod。

耐盐菌微生物层32中的耐盐菌在紫外灯管20的照射以及光催化剂层31的催化作用下，其生物活性不被抑制，且对废水净化处理能力有良好的净化能力。

作为本实用新型的一种可选实施方式，耐盐菌微生物层32的厚度为0.1-5.0mm。典型但非限制性的耐盐菌微生物层32的厚度为0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm或5.0mm。

需要说明的是，紫外灯管20所发射的紫外光的波长范围应根据光催化剂层31中的光催化剂和耐盐菌微生物层32中耐盐菌的特性进行设定。作为本实用新型的一种可选实施方式，紫外灯管20为波长范围在280-315nm的紫外灯管20。

波长范围在280-315nm的紫外光可激发光催化剂层31中的光催化剂，在紫外光的照射下以及光催化剂的催化作用下，耐盐菌微生物层32中耐盐菌的生物活性被激发，对于废水的生物降解能力大为增强。而波长范围在200-280nm的短波紫外光则不适用于此处，主要是由于此波段的紫外光对于耐盐菌有一定的杀菌作用，从而抑制耐盐菌微生物层32中微生物的生物活性，进而对废水净化造成不利影响。

池体1内的填料30为光催化剂层31和耐盐菌微生物层32提供载体。作为本实用新型的一种可选实施方式，填料30为硬性填料、软性填料或者弹性填料中的任意一种，优选为弹性填料。

软性填料模拟天然水草形态加工而成，其具有比表面积大、利用率高、空隙可变不堵塞、适用范围广、造价低、运费少等优点。

硬性填料多为硬性类蜂窝填料，其空隙可变性较小，造价低廉。

弹性填料采用高分子聚合物并加入抗氧剂、亲水剂、稳定剂、吸附剂等添加剂，经特殊拉丝而成面带有细小毛刺结构，弹性丝经高温黏合，牢牢固定在塑料粒子上，形成片距式弹性立体填料。该弹性填料耐腐蚀，比表面积大，易挂膜，周期性后脱膜容易，更新快等特点。

作为本实用新型的一种可选实施方式，池体1内的填料30以及紫外灯管20通过固定架40与池体1连接，从而防止填料30或紫外灯管20的脱落。

固定架40的设置方式以及数量一般根据填料30以及紫外灯管20在池体1内的设置方式以及数量而定。

作为本实用新型的一种可选实施方式，池体1内部设置有隔挡装置70。

当废水从进水口10进入到池体1内，为了确保水流在池体1中具有足够的停留时间，故在池体1出水口80处设置隔挡装置70以改变水流方向，从而使生化反应充分进行，保证出水水质。

隔挡装置70的形式有多种。作为本实用新型的一种可选实施方式，隔挡装置70为挡水墙或出水堰。

作为本实用新型的一种可选实施方式，池体1的高度为3-5m；池体1典型但限制性的高度为3m、3.5m、4m、4.5m或5m。

紫外灯管20的长度最好与池体1的高度相适应。作为本实用新型的一种可选实施方式，紫外灯管20的长度为1-1.2m，且紫外灯管20沿池体1纵向设置。

紫外灯管20典型但非限制性的长度为1m、1.1m或1.2m。

作为本实用新型的一种可选实施方式，紫外灯管20与填料30之间的距离为200-300mm；紫外灯管20与填料30之间典型但限制性的距离为200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm或300mm。

通过对紫外灯管20与填料30之间的距离的限定，使得填料30上的光催化剂层31处于紫外灯管20的较佳催化距离内，从而更好得激活光催化剂层31中催化剂的催化性能，进而对于耐盐菌微生物层32的激发作用更强，有利于提高废水中污染物的降解效果。

紫外灯管20的能量来源可以有多种方式。作为本实用新型的一种可选实施方式，池体1顶部设置有为紫外灯管20提供能源的太阳能电池板50。

太阳能电池板50是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，其可为紫外灯管20提供电能，从而大大节省了厂区用电能耗。

太阳能电池板50与池体1的连接方式不作具体限定。作为本实用新型的一种可选实施方式，太阳能电池板50与池体1可拆卸连接。此种连接方式，可以根据池体1位于室内或者室外的位置来选择是否配备太阳能电池板50。

曝气装置60一般位于池体1的底部，且位于紫外灯管20与填料30的下方。通过曝气装置60出来的空气在废水中由池体1的底部往上升，从而使得池体1内废水中的溶解氧达到好氧需求，有利于耐盐菌微生物层32对废水的净化处理。作为本实用新型的一种可选实施方式，曝气装置60距离池体1池底的距离为200-300mm。曝气装置60距离池体1池底典型但非限制性的距离为200mm、220mm、240mm、260mm、280mm或300mm。

曝气装置60可以为曝气盘或穿孔曝气管，此为现有技术，可根据实际需要进行结构或者型号的选择。

实施例二

本实用新型实施例还提供了一种光催化生物接触氧化系统，包括鼓风机2和上述实施例一中提供的光催化生物接触氧化池；

鼓风机2通过曝气管路90与池体1内的曝气装置60连接，具体如图4和图5所示。

鼓风机2主要是通过曝气管路90为池体1提供大量的空气，以满足池体1内生物降解需求。

同时，作为本实用新型的一种可选实施方式，曝气管路90采用碳钢或不锈钢材质制成。

该光催化生物接触氧化系统的工作流程：废水通过进水口进入到光催化生物接触氧化池内，通过鼓风机不断向池中曝气充氧，在紫外灯管的照射下，光催化剂层的催化作用下，附着在填料上的耐盐菌微生物层中的耐盐菌的潜能被激发，在盐分高达50000ppm的条件下也可以降解水中的cod。

本实用新型提供的光催化生物接触氧化系统对于高cod、高盐废水具有较强的生物降解能力，最大耐受盐分可以达到50000ppm以上，而且通过污泥回流可以解决厂区其他构筑物的臭味问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。