一种紫外光/二氧化钛氧化—生物活性炭过滤的净水方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理技术领域，特别是涉及建筑景观水水质维护与净化领域。
【背景技术】
[0002] 建筑室外景观水体多为封闭或半封闭的水体，具有水域面积小、流动性差、水体自 净能力低、环境容量有限、易污染等特点，水中普遍存在多种污染物，水质经常不满足《地表 水环境质量标准》(GB 3838-2002)标准，可能对人体健康和环境安全造成威胁。因此，有必 要对建筑室外景观水进行维护和净化，以确保水质的安全性，同时满足相应的水质标准。现 有景观水处理方法主要包括物理法、化学法和生物法。物理法的成本较高，维护费用较大， 适用范围有限，不易于控制。化学法虽处理效果较为明显，但化学药剂投加精度要求高，控 制过程复杂，可能产生二次污染。生物法的净化过程缓慢，受季节变化和生物生长周期影 响大，应用条件受限。因此亟需新型的景观水维护和净化方法，满足高效、低成本、无二次 污染、运行简单等要求。高级氧化是今年来得到快速发展的除污染技术，紫外光/二氧化钛 光催化氧化方法能够将水中的大、中分子污染物质氧化成小分子的，甚至矿化成水和二氧 化碳等无机物，对有机物和微生物都有较好的降解和灭活作用。本发明将紫外光/二氧化 钛循环催化氧化一生物活性炭过滤联用，利用紫外光/二氧化钛的催化氧化作用对有机污 染物进行高效降解，将大分子污染物质转化成中、小分子有机物，然后再经过生物活性炭处 理，更有利于生物活性炭对中、小分子有机物进行吸附和生物降解。紫外光/二氧化钛氧 化一生物活性炭过滤相结合构建出新型的除污染方法，形成了具有协同除污染效能的组合 工艺系统，可以显著提高建筑景观水维护和净化效果。
【发明内容】
[0003] 本发明针对建筑景观水的水质维护和净化问题，解决现有景观水处理成本高，并 且二次污染的问题，提供一种用于建筑景观水水质维护的紫外光/二氧化钛循环催化氧 化一生物活性炭过滤方法。
[0004] 一种紫外光/二氧化钛氧化一生物活性炭过滤的装置，其特征在于，包括：第一提 升泵（1)、原水箱（2)、第二提升泵（3)、紫外光/二氧化钛催化氧化反应器（4)、循环水箱
[5] 、循环泵(6)、第三提升泵（7)、生物活性炭滤池（8)、出水箱（9);第一提升泵（1)、原水 箱（2)、第二提升泵（3)、紫外光/二氧化钛催化氧化反应器（4)、循环水箱（5)依次连接，原 水箱（2)同时通过循环泵（6)与原水箱（2)连接，原水箱（2)还通过第三提升泵（7)与生 物活性炭滤池（8)连接，生物活性炭滤池（8)与出水箱（9)连接。
[0005] 利用上述连接方式进行水尤其建筑室外景观水净化的方法，其特征在于，包括以 下步骤：连续将待净化的水先经第一提升泵进入原水箱，然后经第二提升泵连续进入紫外 光/二氧化钛氧化反应器；紫外光/二氧化钛氧化反应器的出水进入循环水箱，然后经过循 环泵连续输送回原水箱，与进水混合后经第二提升泵再次进入紫外光/二氧化钛氧化反应 器进行反应，形成动态循环氧化反应流程；经过多次循环氧化反应，紫外光/二氧化钛氧化 反应器的出水稳定后，将循环水箱完成氧化反应的水经第三提升泵连续进入生物活性炭滤 池，生物活性炭滤池的出水进入出水箱备用。
[0006] 上述净化方法可以采用循环处理的工艺方法。循环水箱中的水由循环泵以 10-100%的回流比输送回原水箱。经过第二提升泵的水在紫外光/二氧化钛催化氧化反应 器的反应时间在5-20S ;经第三提升泵的水在生物活性炭滤池进行过滤的水力停留时间在 15-20min范围；所述的预处理过程可以是混凝-沉淀、混凝-过滤、混凝-沉淀-过滤中的 一种。采用循环处理的工艺方法时，经过预处理的建筑景观水先进入紫外光/二氧化钛光 氧化反应器进行循环催化氧化反应后，再进入生物活性炭滤池进行有机物的吸附和生物降 解。
[0007] 经过预处理的建筑景观水先进入紫外光/二氧化钛光氧化反应器（4)进行动态循 环催化氧化反应后，再进入生物活性炭滤池（8)进行有机物的吸附和生物降解，并且进入 生物活性炭滤池（8)的水量与进入原水箱（2)的水量相同，即第三提升泵（7)与第一提升 泵（1)的应保持相同的流量。
[0008] 本发明的有益效果是：
[0009] 一、本发明可根据建筑景观水进水水质条件，采用循环催化氧化反应方式，提高大 分子有机物的催化氧化降解效果，改善水中有机污染物的可生化程度，为后续生物活性炭 处理提供条件。
[0010] 二、本发明紫外光/二氧化钛光氧化可使大分子的有机物氧化为中、小分子有机 物，生物活性炭过滤可将中、小分子有机物吸附和生物降解，形成具有协同除污染作用的组 合净水方法。该方法可以有效利用紫外光/二氧化钛催化氧化除污染功能和生物活性炭的 生物除污染功能，构建出具有协同除污染功能的组合工艺系统，显著提高建筑景观水净化 效果和出水水质。
【附图说明】
[0011] 图1、本发明所述方法示意图；
[0012] 图2、实施例2中紫外光/二氧化钛循环催化氧化与生物活性炭过滤的UV254去除 效果图。
[0013] 其中，1、第一提升泵；2-原水箱；3、第二提升泵；4一紫外光/二氧化钛催化氧 化反应器；5-循环水箱；6-循环泵；7、第三提升泵；8-生物活性炭滤池；9 一出水箱；UV/ TiO2出水指紫外光/二氧化钛催化氧化反应器的出水，BAC出水指生物活性炭滤池的出水。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
[0015] 实施例1
[0016] 结合图1、表1和表2说明本实施方式，本实施方式的建筑景观水主要水质参数为 水温25 °C、pH值7. 80、UV254O. ΟΝαιΓ1。采用紫外光/二氧化钛循环催化氧化一生物活性炭 过滤的水质净化方法。经混凝-沉淀预处理后的建筑景观水先经第一提升泵（1)进入原水 箱（2)，然后原水经第二提升泵（3)以0. 10m3/h的流量连续进入紫外光/二氧化钛氧化反 应器（4)，反应时间为10. 8s ;紫外光/二氧化钛氧化反应器（4)的出水进入循环水箱（5)， 然后由循环泵（6)以100%的回流比连续输送回原水箱（2)，完成1个循环反应周期，此时 UV254约为0.0 HcnT1，去除率约为26. 3% (如表1所示）；然后依次完成12个循环反应周期 后（每个周期的数据见表1)，约为O.OOgcnT1，去除率为52. 6%。完成循环氧化反应后的水 经第三提升泵（7)从循环水箱（5)输送到生物活性炭滤池（8)进行过滤，水力停留时间为 20min，经过生物活性炭滤池（8)吸附和生物降解后的水进入水箱（9)备用；生物活性炭滤 池（8)出水UV 254约为0· 007cm ―1，去除率为63. 1 %。
[0017] 表1 0. 10m3/h流量下循环反应周期与UV254去除率相关性
[0018]
【主权项】
1. 一种紫外光/二氧化钛氧化一生物活性炭过滤的装置，其特征在于，包括：第一提 升泵（1)、原水箱（2)、第二提升泵（3)、紫外光/二氧化钛催化氧化反应器（4)、循环水箱 (5)、循环泵(6)、第三提升泵（7)、生物活性炭滤池（8)、出水箱（9);第一提升泵（1)、原水 箱（2)、第二提升泵（3)、紫外光/二氧化钛催化氧化反应器（4)、循环水箱（5)依次连接，原 水箱（2)同时通过循环泵（6)与原水箱（2)连接，原水箱（2)还通过第三提升泵（7)与生 物活性炭滤池（8)连接，生物活性炭滤池（8)与出水箱（9)连接。
2. 利用权利要求1的装置进行建筑室外景观水净化的方法，其特征在于，包括以下步 骤：连续将待净化的水先经第一提升泵进入原水箱，然后经第二提升泵连续进入紫外光/ 二氧化钛氧化反应器；紫外光/二氧化钛氧化反应器的出水进入循环水箱，然后经过循环 泵连续输送回原水箱，与进水混合后经第二提升泵再次进入紫外光/二氧化钛氧化反应器 进行反应，形成动态循环氧化反应流程；经过多次循环氧化反应，紫外光/二氧化钛氧化 反应器的出水稳定后，将循环水箱完成氧化反应的水经第三提升泵连续进入生物活性炭滤 池，生物活性炭滤池的出水进入出水箱备用。
3. 根据权利要求2的方法，其特征在于，循环水箱中的水由循环泵以10-100%的回流 比输送回原水箱。
4. 根据权利要求2的方法，其特征在于，经过第二提升泵的水在紫外光/二氧化钛催化 氧化反应器的反应时间在5-20s。
5. 根据权利要求2的方法，其特征在于，经第三提升泵的水在生物活性炭滤池进行过 滤的水力停留时间在15_20min范围。
6. 根据权利要求2的方法，其特征在于，将待净化的水经过预处理经第一提升泵进入 原水箱，预处理过程是混凝-沉淀、混凝-过滤、混凝-沉淀-过滤中的一种。
7. 根据权利要求2的方法，其特征在于，经过预处理的建筑景观水先进入紫外光/二氧 化钛光氧化反应器（4)进行动态循环催化氧化反应后，再进入生物活性炭滤池（8)进行有 机物的吸附和生物降解，并且进入生物活性炭滤池（8)的水量与进入原水箱（2)的水量相 同，即第三提升泵（7)与第一提升泵（1)的应保持相同的流量。
【专利摘要】一种紫外光/二氧化钛氧化—生物活性炭过滤的净水方法，属于水处理技术领域。经过预处理的建筑景观水先进入流过式紫外光/二氧化钛氧化反应器进行催化氧化反应，出水通过循环泵回流到原水箱，与进水混合后经提升泵重新打入紫外光/二氧化钛氧化反应器，形成动态循环催化氧化反应流程；完成催化氧化反应的水经提升泵打入生物活性炭滤池进行过滤。该方法可通过紫外光/二氧化钛循环催化氧化反应使得大分子有机物降解成中、小分子有机物，再经过生物活性炭过滤使得中、小分子有机物通过活性炭吸附和微生物降解得以高效去除，构建出具有协同除污染作用的组合工艺系统，有效维护和净化建筑景观水的水质。
【IPC分类】C02F9-14
【公开号】CN104860485
【申请号】CN201510289948
【发明人】李星, 杨艳玲, 王男, 黄柳
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月29日