专利名称：一种二元酸废水处理方法
技术领域：
本发明属于一种化工废水处理方法，具体地说涉及一种生物氧化与光催化氧化联用技术处理混合(C4～C6)二元酸有机废水的方法。
混合(C4～C6)二元酸废水是工业生产己二酸时产生的。废水中C6二元酸占有机物97％，它与长链二元酸具有相似的特性，BOD/COD约为0.5，可生化性较好，主要为溶解性有机物，采用生物处理最为合理。但生物处理后，废水的色度不但没有解决，反而略有增加(杨健，黄伟星等。环境污染与防治，1992，21(1)15～18)。
为了实现上述目的，本发明采用了生物流化床技术与Ag/TiO2光催化氧化技术联用。生物流化床内加填料，增加微生物的生存空间，增大生物量，大大提高了有机负荷率，同时使部分水循环，增加废水中的溶解氧，这样在不断曝气的条件下能有效的去除水中的有机物。生物流化床出水再进入Ag/TiO2光催化氧化装置中，装置中加入一定量的催化剂，以空气为氧化剂，在紫外光辐射的条价下催化氧化水中的污染物。
本发明的基本原理1、生物流化床的基本原理是以流体为动力，空气为氧源，以蜂窝状柱状填料为载体，载体上面覆着一层生物膜，在载体与流体充分接触的过程中，有机物进入生物膜，通过微生物的新陈代谢使有机物降解。本发明采用各种类型的微生物，主要包括细菌和多种种属的原生动物和后生动物，还有生长氧化较强的球衣菌属的丝状菌等。由于填料表面有一定的粗糙度，再加上填料表面水流较慢，有充沛的溶解氧和有机物，微生物在填料表面栖息生殖，经过一段时间的培养驯化，在填料表面形成成熟的生物膜。
2、光催化氧化的基本原理是在＜387nm波长紫外光辐射下极微弱紫外光即可引起反应，半导体光催化剂TiO2价带电子被激发跃迁至导带，在价带上产生光生空穴(h+)，导带上产生光生电子(e-)，h+和e-分别于水中OH-和O2作用，生成强氧化性的OH·自由基，OH·自由基是一种氧化能力仅次于F2的超强氧化剂，在OH·和h+的直接作用下，有机污染物在反应液相及TiO2表面被逐步氧化降解，经过一系列中间产物，最后完全矿化为H2O、CO2和无机盐类。本发明采用Ag/TiO2催化剂，其中Ag起到降低光生电子、空穴复合几率，加速光生电子向溶解氧转移速率作用。
本发明具体的特点为a、流化床工艺成熟，采用优势菌种接种挂膜，挂膜快，驯化周期短，处理效果好。
b、废水PH自动调节，调节池考虑进水水质水量不均衡性，对水质水量具有较好的调节功能，有利于后续生物处理。该设计工艺有较强的经济性，安全可靠，实用性强。污泥实现了全回流，不需污泥处理，大大降低了投资和运行费用。
c、Ag/TiO2光催化反应条件温和(常温、常压)，产物清洁(H2O、CO2、盐类)。
d、系统工艺先进，运行稳定，易于管理，操作十分简单，耐冲击负荷，出水稳定。
本发明以表1所示的水质为例，进行具体描述。
表1混合(C4～C6)二元酸废水水质情况BOD5项目CODcr(mg/l) PH色度(倍)(mg/l)含量3000～4200 1200～16001～2 300～500实施例1生物载体的制备采用聚丙烯为原料，经压缩成型机压缩成Φ30mm蜂窝状管，切成长度为15mm柱状填料，密度为0.94×103千克/立方米。
实施例2催化剂的制备将100g TiO2载体加入到500mL浓度为0.3mol/L AgNO3溶液中，60℃恒温搅拌浸渍5小时。然后将反应混合物在365nm紫外光下照射8小时。用去离子水洗涤催化剂3～4次。将反应产物静置沉降，采用将上清夜倾倒法进行催化剂分离，然后在120℃温度下干燥2小时，将干燥后的固体研磨至100-200目，得到催化剂A。
实施例3运用实施例1的生物载体，从大连港湾液体储罐码头有限公司取回活性污泥，进行接种驯化，待系统稳定运行后，用混合二元酸(C4～C6)废水做连续实验，废水PH调到6～7，常温常压下生物氧化实验工况见表2。
表2
由表2的实验结果可以看出，采用生物流化床技术可有效的去除废水中的有机物，但色度明显增加。实验数据表明，废水停留最佳时间为10小时。
实施例4取工次4的出水作为光催化氧化反应的原水，用实施例2的催化剂A，催化剂的用量2.0g/L，空气用量8L/h，辐射光源波长253.7nm，常温常压下光催化氧化实验工况见表3。
表3
由表3实验结果可以看出，采用Ag/TiO2光催化氧化技术处理混合(C4～C6)二元酸废水，废水的色度大大降低，同时废水的CODcr也得以降低。
采用生物流化床+Ag/TiO2光催化氧化组合工艺，其CODcr和色度的处理效果见表4。
表4
由表4实验结果看出，CODcr去除率96.1％，色度去除率大于97.4，出水达到国家二级排放标准。
权利要求
1.一种二元酸废水处理方法，废水进入生物流化床反应器，同时曝气，通过微生物降解有机物；生物流化床反应器处理后的水经过Ag/TiO2光催化剂，光催化剂浓度0.1～5g/L，通入空气，紫外光照射下，进行光催化氧化脱色。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废水在进入生物流化床反应器前其pH值调整为6～7。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曝气是使废水中的溶解氧控制在8mg/l以上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物流化床反应器上水力停留时间为8～24小时。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光催化氧化脱色反应时水力停留时间为15～60分钟。
6.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述生物流化床反应器上水力停留时间为10～14小时。
7.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述光催化氧化脱色反应时水力停留时间为30～45分钟。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外灯主波长为253.7nm。
9.一种实现上述方法的装置，其主要包括一生物流化床反应器，呈罐状，内部填充填料，下端设一筛板，筛板下方设有一曝气头；反应器上部一旁侧设有一回流出口，以提高生物流化床反应器内的溶解氧，同侧下部设有一进水口；相对应的另一旁侧设有一个以上出水口；一光催化氧化反应器，呈容器状，内部安设紫外光灯，该灯与光催化氧化反应器内壁之间填加有催化剂；光催化氧化反应器器的上部一旁侧设有一进水口，同侧下部设有一进气口；相对应的另一旁侧设有出水口；生物流化床反应器的出水口通过一水泵与光催化氧化器的进水口相连接；生物流化床反应器内的曝气头与光催化氧化器的进气口连接一曝气机，用以向各反应器通入空气。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述生物流化床反应器的进水口与一废水pH值调节槽通过水泵连接。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光催化氧化器与一磁力搅拌器磁力连接，用以搅拌进入光催化氧化反应器内的废水，以增强催化剂的作用。
全文摘要
一种二元酸废水处理方法，采用生物流化床技术与Ag/TiO
文档编号C02F1/32GK1421406SQ0215788
公开日2003年6月4日 申请日期2002年12月20日 优先权日2002年12月20日
发明者于永辉, 刘守新, 孙承林, 肖羽堂 申请人:中国科学院大连化学物理研究所