權(quán)利要求書(shū)： 1.一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備，其特征在于：包括設(shè)置于底部的高級(jí)催化氧化反應(yīng)器、設(shè)置于所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器上部的生物膜反應(yīng)器、以及設(shè)置于所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器和生物膜反應(yīng)器之間的污泥沉淀池，所述生物膜反應(yīng)器的頂部設(shè)置有噴淋裝置，所述噴淋裝置通過(guò)管路與所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器連接，所述污泥沉淀池的下部設(shè)有污泥排放口，上部設(shè)有回水口，所述回水口通過(guò)管路與所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)水口連接，所述進(jìn)水口還通過(guò)管路與儲(chǔ)水池連接，該管路上設(shè)有吸水泵。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備，其特征在于：所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器包括超聲波催化氧化反應(yīng)器、光催化氧化反應(yīng)器、壓電催化氧化反應(yīng)器中的一種或者兩者以上的組合。

3.如權(quán)利要求1所述的一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備，其特征在于：所述生物膜反應(yīng)器為生物載體材料構(gòu)建的流動(dòng)式生物膜反應(yīng)器，由生物載體材料排列固定而成。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備，其特征在于，所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器包括超聲波催化氧化反應(yīng)器、光催化氧化反應(yīng)器、壓電催化氧化反應(yīng)器或者兩者、三者之間的結(jié)合。

5.如權(quán)利要求1所述的一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備，其特征在于，所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器包括固定床反應(yīng)器或者流動(dòng)床反應(yīng)器。

說(shuō)明書(shū)： 一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)中廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理方法及設(shè)備。

背景技術(shù)[0002] 為了提升防治水污染，保護(hù)水生態(tài)，保障飲用水安全，維護(hù)公眾健康，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，我國(guó)出臺(tái)了《中華人民共和國(guó)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(guó)目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)”的奮斗目標(biāo)，為未來(lái)一段時(shí)期水生態(tài)環(huán)境保護(hù)指明了方

向。2018年全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)確立的習(xí)近平生態(tài)文明思想，為新時(shí)代推進(jìn)生態(tài)文明建

設(shè)、加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)提供了方向指引和行動(dòng)指南。黨中央、國(guó)務(wù)院

一直高度重視流域保護(hù)工作，對(duì)于長(zhǎng)江、黃河兩條母親河，更是提升到了國(guó)家重大戰(zhàn)略的高

度。習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)、深入推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會(huì)、黃河流域生

態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上的講話為做好流域治理提供了指引。

[0003] 同時(shí)，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(guān)于印發(fā)農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染處理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃的通知》(環(huán)土壤【2018】143號(hào))，持續(xù)推進(jìn)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(dāng)前，分布式生活污水處理的常

規(guī)技術(shù)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(yīng)器

(MBR)等(表1)。當(dāng)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(shù)進(jìn)行組合，

但其都較難穩(wěn)定的達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978?2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，并且存在占地面積

都較大、建設(shè)費(fèi)用高、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高、處理時(shí)間周期長(zhǎng)等弊端。

[0004] 如表二所示，這些技術(shù)組合中核心都是通過(guò)生物法進(jìn)行污染物的降解。一般來(lái)說(shuō)，常規(guī)的生物法降解水體污染物存在著周期長(zhǎng)、反應(yīng)時(shí)間慢、污泥較多等問(wèn)題，特別是對(duì)于一

些有機(jī)污染物特別難降解。

[0005] 隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求的日益增加，特別分布式污水對(duì)是高效、快速、低成本、低維護(hù)一體化處理技術(shù)的需求增加，本專利公布一種高級(jí)催化氧化生物膜催化一體化污水處

理技術(shù)。

[0006] 表1分布式生活污水處理單元現(xiàn)有技術(shù)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(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備，本發(fā)明提供的污水高級(jí)催化氧化?生物膜催化協(xié)同處理技術(shù)可同時(shí)利用高級(jí)催化氧化所產(chǎn)

生的羥基自由基對(duì)高難度有機(jī)污染物進(jìn)行降解，又可發(fā)揮生物膜催化對(duì)氨氮、總磷、總氮優(yōu)

良的消減功效，協(xié)同高效、無(wú)二次污染、低運(yùn)營(yíng)成本的處理各類污水。

[0013] 為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：[0014] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理設(shè)備，包括設(shè)置于底部的高級(jí)催化氧化反應(yīng)器、設(shè)置于所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器上部的生物膜反應(yīng)器、

以及設(shè)置于所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器和生物膜反應(yīng)器之間的污泥沉淀池，所述生物膜反應(yīng)

器的頂部設(shè)置有噴淋裝置，所述噴淋裝置通過(guò)管路與所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器連接，所述

污泥沉淀池的下部設(shè)有污泥排放口，上部設(shè)有回水口，所述回水口通過(guò)管路與所述高級(jí)催

化氧化反應(yīng)器的進(jìn)水口連接，所述進(jìn)水口還通過(guò)管路與儲(chǔ)水池連接，該管路上設(shè)有吸水泵。

[0015] 進(jìn)一步的，所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器包括超聲波催化氧化反應(yīng)器、光催化氧化反應(yīng)器、壓電催化氧化反應(yīng)器或者兩者、三者之間的結(jié)合或者為固定床反應(yīng)器或流動(dòng)床反應(yīng)

器。

[0016] 進(jìn)一步的，所述生物膜反應(yīng)器為生物載體材料構(gòu)建的流動(dòng)式生物膜反應(yīng)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(zhǎng)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(jìn)一步的，所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器包括高級(jí)催化氧化催化劑，所述高級(jí)催化氧化催化劑包括氧化鋅、二氧化鈦半導(dǎo)納米催化劑，鐵電、壓電納米催化材料。

[0018] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同作用的污水處理方法，包括設(shè)置于底部的高級(jí)催化氧化反應(yīng)器、設(shè)置于所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器上部的生物膜反應(yīng)器、

以及設(shè)置于所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器和生物膜反應(yīng)器之間的污泥沉淀池；其中，通過(guò)泵將

所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器中的污水抽至所述生物膜反應(yīng)器的頂部，并通過(guò)噴灑的方式注入

所述生物膜反應(yīng)器，所述污泥沉淀池用于收集所述生物膜反應(yīng)器中脫落的污泥并做定期排

放，同時(shí)水體通過(guò)管道靠重力流至底部的高級(jí)催化氧化反應(yīng)器，形成循環(huán)協(xié)同處理。本發(fā)明

提供的污水高級(jí)催化氧化生物膜催化協(xié)同處理方法，可同時(shí)利用高級(jí)催化氧化所產(chǎn)生的羥

基自由基對(duì)高難度有機(jī)污染物進(jìn)行降解，又可發(fā)揮生物膜催化對(duì)氨氮、總磷、總氮優(yōu)良的消

減功效，協(xié)同高效、無(wú)二次污染、低運(yùn)營(yíng)成本的處理各類污水。

[0019] 優(yōu)選的，該方法中所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器為超聲波催化氧化反應(yīng)器、光催化氧化反應(yīng)器、壓電催化氧化反應(yīng)器中的一種或者兩種以上的結(jié)合。

[0020] 優(yōu)選的，該方法中所述高級(jí)催化氧化反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或流動(dòng)床反應(yīng)器。[0021] 進(jìn)一步的，該方法中所述生物膜反應(yīng)器包括由生物載體材料構(gòu)建的流動(dòng)式生物膜反應(yīng)器，由生物載體材料排列固定而成。

[0022] 進(jìn)一步的，該方法中所述的高級(jí)催化氧化反應(yīng)器包括高級(jí)氧化催化劑，所述高級(jí)氧化催化劑包括(雜化)氧化鋅、(雜化)二氧化鈦等半導(dǎo)納米催化劑或者鐵電、壓電納米催

化材料。

[0023] 進(jìn)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(zhǎng)的多孔狀填料，具有易于生物膜生長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

[0024] 進(jìn)一步的，該方法中所述生物膜反應(yīng)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(guò)程中與空氣充分接觸以此來(lái)提高水體的溶解氧含量，利于生物膜

的生長(zhǎng)及催化氧化降解污染物。

附圖說(shuō)明[0025] 圖1為本發(fā)明高級(jí)催化氧化生物膜催化一體化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026] 附圖中標(biāo)記為：1、高級(jí)催化氧化反應(yīng)器，2、生物膜反應(yīng)器，3、污泥沉淀池，4、儲(chǔ)水池，11、超聲波組件，12、高級(jí)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(shí)施方式[0027] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

[0028] 參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供的高級(jí)催化氧化生物膜催化一體化設(shè)備包括設(shè)置于底部的高級(jí)催化氧化反應(yīng)器1，設(shè)置于頂部的生物膜反應(yīng)器2，以及設(shè)置于中部的污泥沉淀池3；其

中，通過(guò)第一吸水泵41將高級(jí)催化氧化反應(yīng)器1中的污水抽至生物膜反應(yīng)器2的頂部，并通

過(guò)噴淋裝置21注入生物膜反應(yīng)器2，污泥沉淀池3收集生物膜反應(yīng)器2中脫落的污泥并做定

期排放，同時(shí)水體通過(guò)管道靠重力流至底部的高級(jí)催化氧化反應(yīng)器1，形成循環(huán)協(xié)同處理。

[0029] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，高級(jí)催化氧化反應(yīng)器可以為超聲波催化氧化反應(yīng)器、光催化氧化反應(yīng)、壓電催化氧化反應(yīng)器中的一種或者兩種以上的結(jié)合。

[0030] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，高級(jí)催化氧化反應(yīng)器包括超聲波組件11和固體催化劑12；其下部設(shè)置有排水口13，上部設(shè)有進(jìn)水口14，進(jìn)水口14通過(guò)第二吸水泵42與儲(chǔ)水池4聯(lián)

接；

[0031] 污泥沉淀池3設(shè)有污泥排放口31以及回水口32，其中回水口32通過(guò)管路與高級(jí)催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)水口連接；

[0032] 生物膜反應(yīng)器2的頂部設(shè)置有噴淋裝置21，共內(nèi)部設(shè)置為流道式生物膜載體22，該載體通過(guò)片狀結(jié)構(gòu)并排固定于箱體內(nèi)。

[0033] 在本實(shí)施例的一個(gè)案例中，以超聲波催化氧化反應(yīng)器為例，超聲波催化氧化反應(yīng)器的尺寸為(長(zhǎng)：1米，寬：1米，高：1米)，生物膜反應(yīng)器的尺寸為(長(zhǎng)：1米，寬：1米，高：1米)，

污泥沉淀池的尺寸為(長(zhǎng)：1米，寬：1米，高：0.3米)，一體化設(shè)備的總尺寸為(長(zhǎng)：1米，寬：1

米，高：2.3米)。

[0034] 在本實(shí)施案例中，超聲波催化氧化反應(yīng)器的超聲波設(shè)置頻率為40kHz，功率為100w的超聲波發(fā)生器2組，高級(jí)氧化催化劑選用負(fù)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(gòu)造(直徑28mm，厚度1mm)，高級(jí)氧化催化劑投加量為1公斤。

[0035] 在本實(shí)施案例中，生物膜反應(yīng)器頂部設(shè)有4個(gè)噴頭，可將水體在頂部進(jìn)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(guò)片狀結(jié)構(gòu)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(zhǎng)，也利于生

物膜進(jìn)行降解消減有機(jī)物。

[0036] 選用工業(yè)區(qū)的生活污水分段測(cè)試本發(fā)明高級(jí)催化氧化生物膜催化一體化設(shè)備的功效，先通過(guò)對(duì)生活污水在一體化設(shè)備中進(jìn)行循環(huán)工作14天，循環(huán)流速20L/分鐘?？梢酝ㄟ^(guò)

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(zhǎng)成功，約2mm厚。進(jìn)行如下的對(duì)

比實(shí)驗(yàn)：

[0037] A：取初濾的生活污水1噸，不開(kāi)啟超聲波催化氧化反應(yīng)器，循環(huán)工作2小時(shí)，測(cè)試出水水質(zhì)。

[0038] B：取初濾的生活污水1噸，開(kāi)啟超聲超聲波催化氧化反應(yīng)器，不開(kāi)啟循環(huán)泵，即污水不通過(guò)生物膜反應(yīng)器，工作2小時(shí)，測(cè)試出水水質(zhì)。

[0039] C：取初濾的生活污水1噸，開(kāi)啟超聲超聲波催化氧化反應(yīng)器，開(kāi)啟循環(huán)泵，污水通過(guò)生物膜反應(yīng)器，工作2小時(shí)，測(cè)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(jiàn)，通過(guò)本發(fā)明的高級(jí)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(xué)藥劑的基礎(chǔ)上能夠?qū)OD、BOD、氨氮、總磷、總氮進(jìn)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(shí)間內(nèi)將生活污水處理達(dá)到一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)，具有操作方便、設(shè)備

簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、維護(hù)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(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為

本發(fā)明的保護(hù)范圍。