专利名称：一种利用纳米材料光催化氧化抑制膜污染的方法
技术领域：
本发明涉及一种膜污染，尤其是涉及一种利用纳米材料光催化氧化抑制膜生物污染的方法。
背景技术：
膜生物反应器(Membrane Bioreactor， MBR)是一种将膜分离技术与传统生物处理技术 有机结合的高效污染水处理与回用设备。近几十年来得到迅猛发展，对污染水的处理与回用 起到了良好的作用。但是，目前制约膜生物反应器大规模应用的根本原因是膜污染问题(桂 平，黄霞，陈颖，等.膜-生物反应器运行条件对膜过滤特性的影响[J].环境科学，1999， 20(3):38-41)膜污染是指在膜过滤过程中，被分离料液中的溶质分子、胶体粒子和颗粒物在 膜表面或膜孔内部产生吸附或沉积，使膜孔道变小或堵塞，在膜表面形成凝胶层或滤饼层， 造成膜通量不断降低或者膜两侧驱动压力不断升高，从而直接导致产水量降低，运行成本提咼。膜污染的影响因素总的来说包括三个方面，即膜材料的性质、活性污泥混合液的性质和 MBR工作的水利条件(李军，张刚，江定国等.延缓膜生物反应器中膜污染的措施探讨[J].中 国给水排水，2007， 23 (10): 256-263)研究发现，在膜生物反应器中的膜污染主要是生物污 染，因此欲抑制膜生物反应器处理污水过程中的膜污染，解决生物污染是关键(许坚，徐振 良.膜生物反应器污水处理过程中膜生物污染研究进展[J].水处理技术，2002 ， 28 (3): 184-188)。随着纳米Ti02光催化氧化效应的发现，纳米Ti02光催化氧化法作为降解水中难降解有机 化合物的有效手段引起了各国众多研究者的广泛重视。这种效应的原理是利用纳米Ti02在紫 外线照射下产生具有强氧化性的羟基自由基，从而氧化污水中的有机物(GoswamiDY.A review of engineering development of aqueous phase solar photocatalytic detoxification and disinfection process[J] .Journal of Solar Engineering, 1997,119(3):101~107)纳米材料的光催 化氧化的应用是近年来污水处理领域的研究热点之一。
1. 一种具有气流通道的飞行器，包括外壳，其特征在于所述外壳包
括内层(4)和环绕内层的外层(3)，所述内层和外层间形成环形洞(2)， 所述环形洞(2)包括气流导入口 (8)和气流导出口 (5)，其中气流导入 口 (8)位于外壳的前端，外界气流可通过气流导入口 (8)进入环形洞(2)， 并可通过气流导出口 (5)排出。
2. —种具有气流通道的飞行器，包括外壳和机翼，其特征在于所述 机翼至少为两层结构，每两层结构之间为流体层(13)，所述流体层(13) 具有进气口和出气口，所述进气口位于机翼前端，外界气流可通过进气口 进入流体层(13)。
3. 根据权利要求2所述的具有气流通道的飞行器，其特征在于所述 外壳包括内层(4)和环绕内层的外层(3)，所述内层和外层间形成环形洞
(2)，所述环形洞(2)包括气流导入口 (8)和气流导出口 (5)，其中气 流导入口 (8)位于外壳的前端，外界气流可通过气流导入口 (8)进入环 形洞(2)，并可通过气流导出口 (5)排出。
4. 如权利要求1或3所述的具有气流通道的飞行器，其特征在于所 述外层外壳的侧面设有环形窗(7)，外界气流可通过环形窗(7)进入环形 洞(2)。
5. 如权利要求4所述的具有气流通道的飞行器，其特征在于所述环 形窗(7)为进气角度可调节的环形窗。
6. 如权利要求5所述的具有气流通道的飞行器，其特征在于还包括 安装在外壳上的旋转头(18)以及驱动旋转头的电机(19)，所述旋转头(18) 的位置与气流导入口 (8)的位置相适应。
7. 如权利要求3所述的具有气流通道的飞行器，其特征在于所述流参见图l，以下实施例以模拟生物污水(生活或/和工业污水)为膜生物反应器的进水， 污水的水质条件为COD浓度为200 800mg/L，氨氮浓度为10 60mg/L， pH值为6.5 8.5， 溶解氧浓度为2.0 4.0mg/L，水利停留时间为5 10h，污泥停留时间为5 10d。在不同水质 条件下，增设了纳米Ti02光催化氧化反应器3的膜生物反应器在运行20d后的膜通量状况。 模拟生物污水(生活或/和工业污水)经进水系统(包括进水泵等)l进入膜生物反应器的生 物反应器2，再经过增设的纳米Ti02光催化氧化反应器3后通过膜生物反应器的膜分离组件 4，最后由出水系统(包括出水泵等)5排出或回用。纳米Ti02光催化氧化反应器可选用内壁镀有纳米Ti02涂层的管状不锈钢圆柱，管状不 锈钢圆柱前后两端分别设有进水端和出水端，管状不锈钢圆柱内腔设有紫外线石英灯管。纳米Ti02光催化氧化反应器也可直接选购，最好采用型号为EBE-50L型，生产厂家为 深圳市碧宝环保科技有限公司的产品。实施例1膜生物反应器进水为模拟生物污水，水质如下COD浓度为800mg/L，氨氮浓度为 10mg/L， pH值为6.5，溶解氧浓度为2.0 4.0mg/L，水力停留时间为5h，污泥停留时间为5d， 纳米Ti02光催化氧化反应器的水力停留时间为2h。实验结果运行20d后膜通量为15 20L/m2h。与普通的膜生物反应器相比，膜通量提高大于50%。实施例2膜生物反应器进水为模拟生物污水，水质如下COD浓度为500mg/L，氨氮浓度为 30mg/L， pH值为7.5，溶解氧浓度为3.0mg/L，水力停留时间为8h，污泥停留时间为8d，纳 米TiO2光催化氧化反应器的水力停留时间为3h。实验结果:运行20d后膜通量为15 20L/m211。 与普通的膜生物反应器相比，膜通量提高大于50%。实施例3膜生物反应器进水为模拟生物污水，水质如下:COD浓度为500mg/L,氨氮浓度为60mg/L， pH值为8.5，溶解氧浓度为4.0mg/L，水力停留时间为10h，污泥停留时间为10d，纳米1102 光催化氧化反应器的水力停留时间为5h。运行20d后膜通量为15 20L/m2h。与普通的膜生 物反应器相比，膜通量提高大于50%。
权利要求
1.纳米TiO2光催化氧化膜生物反应器，其特征在于设有膜生物反应器和纳米TiO2光催化氧化反应器，纳米TiO2光催化氧化反应器的进水端与膜生物反应器的生物反应器出水端连通，纳米TiO2光催化氧化反应器的出水端与膜生物反应器的膜分离组件进水端连通。
2. —种利用纳米材料光催化氧化抑制膜污染的方法，其特征在于包括以下步骤(1) 将污水通入纳米Ti02光催化氧化膜生物反应器的生物反应器进水端，将膜分离组件 出水端与回用水管连通；(2) 接通电源开关，启动生物反应器进水端的进水泵，启辉纳米TK)2光催化氧化反应器 中的紫外线石英灯管；(3) 保持上述设备的正常工作状态，需停止工作时，断开电源开关。
全文摘要
一种利用纳米材料光催化氧化抑制膜污染的方法，涉及一种膜污染。提供一种利用纳米材料光催化氧化抑制膜污染的方法。设有膜生物反应器和纳米TiO<sub>2</sub>光催化氧化反应器，纳米TiO<sub>2</sub>光催化氧化反应器的进水端与膜生物反应器的生物反应器出水端连通，纳米TiO<sub>2</sub>光催化氧化反应器的出水端与膜生物反应器的膜分离组件进水端连通。将污水通入纳米TiO<sub>2</sub>光催化氧化膜生物反应器的生物反应器进水端，将膜分离组件出水端与回用水管连通；接通电源开关，启动生物反应器进水端的进水泵，启辉纳米TiO<sub>2</sub>光催化氧化反应器中的紫外线石英灯管；保持上述设备的正常工作状态，需停止工作时，断开电源开关。
文档编号C02F9/14GK101224938SQ20081007059
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者卢昌义, 健 孔 申请人:厦门大学