本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域,更具體涉及一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤及凈化水體的方法，同時還涉及一種生物-光催化水處理的轉(zhuǎn)盤，適用于處理有機物濃度較高的廢水。

背景技術(shù)：

生物轉(zhuǎn)盤工藝是一種生物膜法污水處理工藝，圓盤下部浸沒在水中，圓盤上部暴露在空氣中，圓盤表面生長有微生物群落，轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤反復(fù)地接觸槽中污水和空氣中的氧，交替吸附和生物氧化有機污染物，使污水得到凈化。傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤主盤片通常是圓形平板或表面凸凹圓板或波紋圓板，比表面積小，生物量少，處理效率一般，占地較大。尤其是對于有機物濃度較高的廢水，難以應(yīng)用傳統(tǒng)的生物轉(zhuǎn)盤工藝。

光催化技術(shù)是一種在環(huán)境領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景的綠色高新技術(shù)，已在環(huán)保領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注，并已成功應(yīng)用于各種有機污染物降解研究，將光催化水處理技術(shù)和生物轉(zhuǎn)盤水處理技術(shù)相結(jié)合，形成生物載體轉(zhuǎn)盤污水處理新工藝。裝置轉(zhuǎn)盤表面上負載的光催化材料與太陽光或紫外光共同作用，使轉(zhuǎn)盤表面的光催化材料與廢水中有機物發(fā)生反應(yīng)，可充分發(fā)揮光催化劑和轉(zhuǎn)盤上微生物載體的作用，優(yōu)勢互補，有效避免傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤有機物去除效率低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有的生物轉(zhuǎn)盤對整體水質(zhì)凈化效果較差、尤其是有機質(zhì)去除不顯著等問題，本發(fā)明的目的是在于提供了一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤及凈化水體的方法，該方法具有操作簡便，凈化效率高等優(yōu)點，可有效的避免了傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤有機物去除效率低的等問題，顯著的改善了水體水質(zhì)。

本發(fā)明的另一個目的是在于提供了一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤具有結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便等優(yōu)點，充分發(fā)揮了好氧微生物、厭氧微生物和光催化材料的作用，顯著的提高了生物轉(zhuǎn)盤的的凈化效率。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤及凈化水體的方法，其步驟是：

(1)將生物轉(zhuǎn)盤分成6-12個區(qū)，其中3-6個區(qū)負載可見光響應(yīng)型光催化劑，制備成光催化材料負載區(qū)，另外3-6個區(qū)為微生物掛膜區(qū)，制得生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤；

(2)將所制得的生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤盤面30％-40％浸于污水中，60％-70％暴露于空氣中；

(3)設(shè)置轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為1-2轉(zhuǎn)/分，運行時轉(zhuǎn)盤盤面與水面呈118－122度角，陰雨天通過外加光源提供光照；

(4)通過光催化負載區(qū)的光催化降解作用和微生物掛膜區(qū)的微生物降解作用對廢水進行處理。

所述的光催化材料負載區(qū)由轉(zhuǎn)盤和負載于轉(zhuǎn)盤上的光催化劑組成。

所述的微生物掛膜區(qū)由轉(zhuǎn)盤和盤體表面上生長的微生物膜組成。

本發(fā)明的生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤與傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤相比，對污水codcr、nh4⁺-n、tn和tp等指標的去除率分別提高了35％，15％，10％和5％以上。

所述的可見光響應(yīng)型光催化劑為氧化物半導(dǎo)體、硫化物半導(dǎo)體、摻雜氧化物半導(dǎo)體、摻雜硫化物半導(dǎo)體中的任意一種或二種至四種的任意混合；

所述的外加光源是高壓汞燈、高壓鈉燈、熒光中的任意一種或二種至三種的混合光源。

一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤，由轉(zhuǎn)軸跟轉(zhuǎn)盤組成，轉(zhuǎn)盤由3－6個光催化材料負載區(qū)和3－6個微生物掛膜區(qū)組成，其特征在于：光催化材料負載區(qū)與微生物掛膜區(qū)相連，3－6個光催化材料負載區(qū)和3－6個微生物掛膜區(qū)之間相互連接，在生物轉(zhuǎn)盤上涂有2－4層光催化劑，在微生物掛膜區(qū)盤面設(shè)置成凸凹不平的粗糙結(jié)構(gòu)，有利于微生物掛膜。運行時轉(zhuǎn)盤盤面與水面呈120度角，陰雨天通過外加光源提供光照，將光催化水處理技術(shù)和生物轉(zhuǎn)盤水處理技術(shù)相結(jié)合，形成生物載體轉(zhuǎn)盤污水處理新裝置。

所述的微生物掛膜區(qū)盤面設(shè)置成凸凹不平的粗糙結(jié)構(gòu)，有利于微生物掛膜。

所述的粗糙結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)盤的盤體表面上設(shè)置成凸凹不平不光滑的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。

通過上述技術(shù)措施，可在轉(zhuǎn)盤通過微生物作用降解處理廢水的同時，使轉(zhuǎn)盤表面上負載的光催化材料與太陽光或紫外光作用，高效快速降解廢水中有機物，充分發(fā)揮轉(zhuǎn)盤上微生物載體和光催化劑的作用，優(yōu)勢互補，有效避免傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤有機物去除效率低等問題。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：

1、制備方法簡單，處理效果好；

2、充分發(fā)揮光催化劑和轉(zhuǎn)盤上微生物載體的作用，優(yōu)勢互補，有效避免傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤有機物去除效率低等問題；

3、負載于轉(zhuǎn)盤表面的納米半導(dǎo)體光催化劑，具有催化活性良好，性能穩(wěn)定，不易脫落，可重復(fù)使用等優(yōu)點；

4、本發(fā)明的生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤操作簡單、成本低廉，充分發(fā)揮了好氧微生物、厭氧微生物和光催化材料的作用，顯著提高了生物轉(zhuǎn)盤的的凈化效率。

5、本發(fā)明的生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤運行120天內(nèi)，與傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤相比，該方法對污水codcr、nh4⁺-n、tn和tp等指標的去除率分別提高了35％，15％，10％和5％以上。

附圖說明

圖1為一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤的安裝位置示意圖；

其中：1－光催化材料負載區(qū)、2－微生物掛膜區(qū)。

具體實施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1：

根據(jù)圖1和圖2可知，一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤及凈化水體的方法，其步驟是：

a、將盤徑2米的生物轉(zhuǎn)盤分成6個區(qū)，其中三個區(qū)負載可見光響應(yīng)型光催化劑，制備成光催化材料負載區(qū)1，另外三個區(qū)為微生物掛膜區(qū)2，制得生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤；

b、將所制得的生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤盤面40％浸于污水中，60％暴露于空氣中；

c、設(shè)置轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為2轉(zhuǎn)/分，運行時轉(zhuǎn)盤盤面與水面呈120度角，陰雨天通過外加光源提供光照(平均每天照射2h)；

d、通過光催化負載區(qū)的光催化降解作用和微生物掛膜區(qū)的微生物降解作用對廢水進行處理。

所述的納米半導(dǎo)體光催化劑為氧化物半導(dǎo)體(如二氧化鈦)；

所述的外加光源為500w的高壓汞燈。

本實施例中，所處理的污水為中等濃度的城市生活污水(codcr、nh4⁺-n、tn和tp平均濃度分別為：500mg/l、30mg/l、50mg/l和10mg/l)。在生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤運行120天內(nèi)，與對照組傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤相比，該方法對污水codcr、nh4⁺-n、tn和tp等指標的去除率分別提高了38％，16％，15％和8％以上。

實施例2：

一種生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤，由轉(zhuǎn)軸跟轉(zhuǎn)盤組成，轉(zhuǎn)盤由光催化材料負載區(qū)1、微生物掛膜區(qū)2組成，其特征在于：光催化材料負載區(qū)1與微生物掛膜區(qū)2相連，轉(zhuǎn)盤由3－6個光催化材料負載區(qū)1和3－6個微生物掛膜區(qū)2組成，3－6個光催化材料負載區(qū)1和3－6個微生物掛膜區(qū)2之間相互連接，在生物轉(zhuǎn)盤上涂有2－4層光催化劑，在微生物掛膜區(qū)盤面設(shè)置成凸凹不平的粗糙結(jié)構(gòu)，有利于微生物掛膜。運行時轉(zhuǎn)盤盤面與水面呈120度角，陰雨天通過外加光源提供光照，將光催化水處理技術(shù)和生物轉(zhuǎn)盤水處理技術(shù)相結(jié)合，形成生物載體轉(zhuǎn)盤污水處理新裝置。

所述的微生物掛膜區(qū)盤面設(shè)置成凸凹不平的粗糙結(jié)構(gòu)，有利于微生物掛膜。

所述的粗糙結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)盤的盤體表面上設(shè)置成凸凹不平不光滑的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。

上述生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤表面上負載的光催化材料與太陽光或紫外光共同作用，使轉(zhuǎn)盤表面的光催化材料與廢水中有機物發(fā)生反應(yīng)，充分發(fā)揮光催化劑和轉(zhuǎn)盤上微生物載體的作用，優(yōu)勢互補，有效避免傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤有機物去除效率低等問題。本發(fā)明的生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤運行120天內(nèi)，與傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤相比，對污水codcr、nh4⁺-n、tn和tp等指標的去除率分別提高了35％，15％，10％和5％以上。

實施例3：

本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于：所述的納米半導(dǎo)體光催化劑為改性硫化物半導(dǎo)體(如改性硫化鎘等)；所處理的污水為較低濃度的城市生活污水(codcr、nh4⁺-n、tn和tp平均濃度分別為：120mg/l、10mg/l、25mg/l和6mg/l)。

在生物-光催化水處理轉(zhuǎn)盤運行120天內(nèi)，與對照組傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤相比，該方法對污水codcr、nh4⁺-n、tn和tp等指標的去除率分別提高了36％，15％，11％和5％以上。