權利要求書： 1.一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的
污水處理設備，其特征在于：包括設置于底部的高級催化氧化反應器、設置于所述高級催化氧化反應器上部的生物膜反應器、以及設置于所述高級催化氧化反應器和生物膜反應器之間的污泥沉淀池，所述生物膜反應器的頂部設置有噴淋裝置，所述噴淋裝置通過管路與所述高級催化氧化反應器連接，所述污泥沉淀池的下部設有污泥排放口，上部設有回水口，所述回水口通過管路與所述高級催化氧化反應器的進水口連接，所述進水口還通過管路與儲水池連接，該管路上設有吸水泵。
2.如權利要求1所述的一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備，其特征在于：所述高級催化氧化反應器包括超聲波催化氧化反應器、光催化氧化反應器、壓電催化氧化反應器中的一種或者兩者以上的組合。
3.如權利要求1所述的一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備，其特征在于：所述生物膜反應器為生物載體材料構建的流動式生物膜反應器，由生物載體材料排列固定而成。
4.如權利要求1所述的一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備，其特征在于，所述高級催化氧化反應器包括超聲波催化氧化反應器、光催化氧化反應器、壓電催化氧化反應器或者兩者、三者之間的結合。
5.如權利要求1所述的一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備，其特征在于，所述高級催化氧化反應器包括固定床反應器或者流動床反應器。
說明書： 一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備技術領域[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境保護中廢水處理技術領域，尤其涉及一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理方法及設備。
背景技術[0002] 為了提升防治水污染，保護水生態(tài)，保障飲用水安全，維護公眾健康，推進生態(tài)文明建設，我國出臺了《中華人民共和國水污染防治法》。黨的十九大提出了2035年“生態(tài)環(huán)境
根本好轉(zhuǎn)，美麗中國目標基本實現(xiàn)”的奮斗目標，為未來一段時期水生態(tài)環(huán)境保護指明了方
向。2018年全國生態(tài)環(huán)境保護大會確立的習近平生態(tài)文明思想，為新時代推進生態(tài)文明建
設、加強生態(tài)環(huán)境保護、打好污染防治攻堅戰(zhàn)提供了方向指引和行動指南。黨中央、國務院
一直高度重視流域保護工作，對于長江、黃河兩條母親河，更是提升到了國家重大戰(zhàn)略的高
度。習近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會、深入推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展座談會、黃河流域生
態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的講話為做好流域治理提供了指引。
[0003] 同時，生態(tài)環(huán)境部及農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布了《生態(tài)環(huán)境部農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關于印發(fā)農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染處理攻堅戰(zhàn)行動計劃的通知》(環(huán)土壤【2018】143號)，持續(xù)推進農(nóng)村等地區(qū)的分布式
污水治理，發(fā)揮“削減污染物排放、改善農(nóng)村水環(huán)境”功效。當前，分布式生活污水處理的常
規(guī)技術包括有：三格式化糞池、人工濕地、生物接觸氧化法、活性污泥法、膜生物反應器
(MBR)等(表1)。當前，農(nóng)村生活污水的處理工藝常用2種或者多種處理單元技術進行組合，
但其都較難穩(wěn)定的達到《污水綜合排放標準》(GB8978?2002)一級A標準，并且存在占地面積
都較大、建設費用高、運營費用高、處理時間周期長等弊端。
[0004] 如表二所示，這些技術組合中核心都是通過生物法進行污染物的降解。一般來說，常規(guī)的生物法降解水體污染物存在著周期長、反應時間慢、污泥較多等問題，特別是對于一
些有機污染物特別難降解。
[0005] 隨著生態(tài)環(huán)境保護需求的日益增加，特別分布式污水對是高效、快速、低成本、低維護一體化處理技術的需求增加，本專利公布一種高級催化氧化生物膜催化一體化污水處
理技術。
[0006] 表1分布式生活污水處理單元現(xiàn)有技術參數(shù)表[0007][0008][0009] 表2常用分布式生活污水處理工藝比較分析表[0010][0011]發(fā)明內(nèi)容[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備，本發(fā)明提供的污水高級催化氧化?生物膜催化協(xié)同處理技術可同時利用高級催化氧化所產(chǎn)
生的羥基自由基對高難度有機污染物進行降解，又可發(fā)揮生物膜催化對氨氮、總磷、總氮優(yōu)
良的消減功效，協(xié)同高效、無二次污染、低運營成本的處理各類污水。
[0013] 為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用如下的技術方案：[0014] 本發(fā)明還公開了一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備，包括設置于底部的高級催化氧化反應器、設置于所述高級催化氧化反應器上部的生物膜反應器、
以及設置于所述高級催化氧化反應器和生物膜反應器之間的污泥沉淀池，所述生物膜反應
器的頂部設置有噴淋裝置，所述噴淋裝置通過管路與所述高級催化氧化反應器連接，所述
污泥沉淀池的下部設有污泥排放口，上部設有回水口，所述回水口通過管路與所述高級催
化氧化反應器的進水口連接，所述進水口還通過管路與儲水池連接，該管路上設有吸水泵。
[0015] 進一步的，所述高級催化氧化反應器包括超聲波催化氧化反應器、光催化氧化反應器、壓電催化氧化反應器或者兩者、三者之間的結合或者為固定床反應器或流動床反應
器。
[0016] 進一步的，所述生物膜反應器為生物載體材料構建的流動式生物膜反應器，由生物載體材料排列固定而成；所述生物載體材料為易于生物膜生長的多孔狀填料，包括PE、
PAN、
碳纖維、改性炭素材料、陶瓷涂層材料。
[0017] 進一步的，所述高級催化氧化反應器包括高級催化氧化催化劑，所述高級催化氧化催化劑包括氧化鋅、二氧化鈦半導納米催化劑，鐵電、壓電納米催化材料。
[0018] 本發(fā)明還公開了一種高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理方法，包括設置于底部的高級催化氧化反應器、設置于所述高級催化氧化反應器上部的生物膜反應器、
以及設置于所述高級催化氧化反應器和生物膜反應器之間的污泥沉淀池；其中，通過泵將
所述高級催化氧化反應器中的污水抽至所述生物膜反應器的頂部，并通過噴灑的方式注入
所述生物膜反應器，所述污泥沉淀池用于收集所述生物膜反應器中脫落的污泥并做定期排
放，同時水體通過管道靠重力流至底部的高級催化氧化反應器，形成循環(huán)協(xié)同處理。本發(fā)明
提供的污水高級催化氧化生物膜催化協(xié)同處理方法，可同時利用高級催化氧化所產(chǎn)生的羥
基自由基對高難度有機污染物進行降解，又可發(fā)揮生物膜催化對氨氮、總磷、總氮優(yōu)良的消
減功效，協(xié)同高效、無二次污染、低運營成本的處理各類污水。
[0019] 優(yōu)選的，該方法中所述高級催化氧化反應器為超聲波催化氧化反應器、光催化氧化反應器、壓電催化氧化反應器中的一種或者兩種以上的結合。
[0020] 優(yōu)選的，該方法中所述高級催化氧化反應器為固定床反應器或流動床反應器。[0021] 進一步的，該方法中所述生物膜反應器包括由生物載體材料構建的流動式生物膜反應器，由生物載體材料排列固定而成。
[0022] 進一步的，該方法中所述的高級催化氧化反應器包括高級氧化催化劑，所述高級氧化催化劑包括(雜化)氧化鋅、(雜化)二氧化鈦等半導納米催化劑或者鐵電、壓電納米催
化材料。
[0023] 進一步的，該方法中生物載體材料包括PE、PAN、碳纖維、改性炭素材料、陶瓷涂層材料等易于生物膜生長的多孔狀填料，具有易于生物膜生長的優(yōu)點。
[0024] 進一步的，該方法中所述生物膜反應器，污水從頂部的噴淋裝置噴灑到生物載體/膜上，水體自由落體的過程中與空氣充分接觸以此來提高水體的溶解氧含量，利于生物膜
的生長及催化氧化降解污染物。
附圖說明[0025] 圖1為本發(fā)明高級催化氧化生物膜催化一體化設備的結構示意圖；[0026] 附圖中標記為：1、高級催化氧化反應器，2、生物膜反應器，3、污泥沉淀池，4、儲水池，11、超聲波組件，12、高級氧化催化劑，13、排水口，21、噴淋裝置，22、流道式生物膜載
體，31、污泥排放口，32、回水口，41、第一吸水泵，42、第二吸水泵。
具體實施方式[0027] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，但不構成對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0028] 參見圖1，本發(fā)明提供的高級催化氧化生物膜催化一體化設備包括設置于底部的高級催化氧化反應器1，設置于頂部的生物膜反應器2，以及設置于中部的污泥沉淀池3；其
中，通過第一吸水泵41將高級催化氧化反應器1中的污水抽至生物膜反應器2的頂部，并通
過噴淋裝置21注入生物膜反應器2，污泥沉淀池3收集生物膜反應器2中脫落的污泥并做定
期排放，同時水體通過管道靠重力流至底部的高級催化氧化反應器1，形成循環(huán)協(xié)同處理。
[0029] 在本發(fā)明的一個實施例中，高級催化氧化反應器可以為超聲波催化氧化反應器、光催化氧化反應、壓電催化氧化反應器中的一種或者兩種以上的結合。
[0030] 在本發(fā)明的一個實施例中，高級催化氧化反應器包括超聲波組件11和固體催化劑12；其下部設置有排水口13，上部設有進水口14，進水口14通過第二吸水泵42與儲水池4聯(lián)
接；
[0031] 污泥沉淀池3設有污泥排放口31以及回水口32，其中回水口32通過管路與高級催化氧化反應器的進水口連接；
[0032] 生物膜反應器2的頂部設置有噴淋裝置21，共內(nèi)部設置為流道式生物膜載體22，該載體通過片狀結構并排固定于箱體內(nèi)。
[0033] 在本實施例的一個案例中，以超聲波催化氧化反應器為例，超聲波催化氧化反應器的尺寸為(長：1米，寬：1米，高：1米)，生物膜反應器的尺寸為(長：1米，寬：1米，高：1米)，
污泥沉淀池的尺寸為(長：1米，寬：1米，高：0.3米)，一體化設備的總尺寸為(長：1米，寬：1
米，高：2.3米)。
[0034] 在本實施案例中，超聲波催化氧化反應器的超聲波設置頻率為40kHz，功率為100w的超聲波發(fā)生器2組，高級氧化催化劑選用負載型納米二氧化鈦超聲波催化劑，其尺寸為原
型多孔片狀構造(直徑28mm，厚度1mm)，高級氧化催化劑投加量為1公斤。
[0035] 在本實施案例中，生物膜反應器頂部設有4個噴頭，可將水體在頂部進行噴灑，水體在生物載體上順流而下。選用活性炭纖維作為生物載體材料，并通過片狀結構并排固定
于箱體內(nèi)，每片生物載體材料空隙間隔為1cm，便于生物膜在生物載體上的生長，也利于生
物膜進行降解消減有機物。
[0036] 選用工業(yè)區(qū)的生活污水分段測試本發(fā)明高級催化氧化生物膜催化一體化設備的功效，先通過對生活污水在一體化設備中進行循環(huán)工作14天，循環(huán)流速20L/分鐘。可以通過
生物載體表面的觀察發(fā)現(xiàn)生物膜在生物載體的表面已經(jīng)生長成功，約2mm厚。進行如下的對
比實驗：
[0037] A：取初濾的生活污水1噸，不開啟超聲波催化氧化反應器，循環(huán)工作2小時，測試出水水質(zhì)。
[0038] B：取初濾的生活污水1噸，開啟超聲超聲波催化氧化反應器，不開啟循環(huán)泵，即污水不通過生物膜反應器，工作2小時，測試出水水質(zhì)。
[0039] C：取初濾的生活污水1噸，開啟超聲超聲波催化氧化反應器，開啟循環(huán)泵，污水通過生物膜反應器，工作2小時，測試出水水質(zhì)。
[0040] 表一：垃圾壓濾液處理數(shù)據(jù)(單位：mg/L)[0041][0042][0043] 由上可見，通過本發(fā)明的高級催化氧化?生物膜催化協(xié)同處理工藝，在不用引入其它化學藥劑的基礎上能夠?qū)OD、BOD、氨氮、總磷、總氮進行深度降解，并且具有良好的協(xié)同
處理功效，能夠在非常短的時間內(nèi)將生活污水處理達到一級A的標準，具有操作方便、設備
簡單、維護容易、維護成本低等多種優(yōu)良特性。
[0044] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為
本發(fā)明的保護范圍。
聲明：
“高級催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設備” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術網(wǎng)
來源：深圳凈昕環(huán)境健康技術有限公司
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2024年10月25日 ~ 27日 
