CN107487967B - 一种光催化与生物联用的污水治理方法 - Google Patents

一种光催化与生物联用的污水治理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水治理技术领域，且特别涉及一种光催化与生物联用的污水治理方法，其包括生物处理和光催化处理，生物处理包括一级生物处理和二级生物处理，光催化处理包括一级光催化处理和二级光催化处理；该污水治理方法可以有效地除去污水中的各种污染物，包括各种可溶或者不可溶的有机物等，具有较佳的氨氮除去能力、有机碳去除能力等；且该方法中使用到的多种原物料可以保持长时间的有效性、重复使用等性能，能够有效地降低污水治理的成本；该方法还可以避免污水治理时的二次污染等问题，增强污水治理的效果。

Description

一种光催化与生物联用的污水治理方法
技术领域
本发明涉及污水治理技术领域，且特别涉及一种光催化与生物联用的污水治理方法。
背景技术
光催化法是一种很有发展前景的水处理技术，由于其可以利用太阳光或者紫外线对多种污染物起到明显的降解效果，因而具有广泛份应用前景。光催化技术用单导体材料作为催化剂，当能量相当于半导体禁带宽度的光照射到催化剂表面时，就会激发半导体内的电子从价带跃迁至导带，形成具有很强活性的电子-空穴对，并进一步诱导一系列氧化还原反应的进行，从而达到去除污染物的目的。但是目前光催化技术使用起来的成本较高，且光催化治理水污染的效果还可以进一步地提高和优化。
生物法作为一种经济合理、有效的水污染控制手段，在水污染治理方面发挥着重要的作用。但是，现有技术中采用生物法进行的水体治理存在二次污染等不利的问题，有待进一步优化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光催化与生物联用的污水治理方法，该污水治理方法可以有效地除去污水中的各种污染物，包括各种可溶或者不可溶的有机物等，具有较佳的氨氮除去能力、有机碳去除能力等；且该方法中使用到的多种原物料可以保持长时间的有效性、重复使用等性能，能够有效地降低污水治理的成本；该方法还可以避免污水治理时的二次污染等问题，增强污水治理的效果。
本发明是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种光催化与生物联用的污水治理方法，其包括生物处理和光催化处理，生物处理包括一级生物处理和二级生物处理，光催化处理包括一级光催化处理和二级光催化处理。
其中，一级生物处理包括将污水流经好氧微生物反应器，进行第一次生物处理，污水流经好氧微生物反应器的流速为2-10m/h；二级生物处理包括将经过一级生物处理的污水流经厌氧微生物反应器，进行第二次生物处理，流经厌氧微生物反应器的流速为1-2m/h；好氧微生物反应器包括好氧微生物、载体和填料，好氧微生物和填料负载于载体。
一级光催化处理包括将经过生物处理的污水通入含有第一光催化剂的第一光催化反应装置中，开启光源照射20-30min，停止5-10min，并以此循环；二级光催化处理包括将一级光催化处理的污水通入含有第二光催化剂的第二光催化反应装置中，每开启光照10-20min，停止5-10min，并以此循环。
本发明实施例的光催化与生物联用的污水治理方法的有益效果是：该污水治理方法可以有效地除去污水中的各种污染物，包括各种可溶或者不可溶的有机物等，具有较佳的氨氮除去能力、有机碳去除能力等；且该方法中使用到的多种原物料可以保持长时间的有效性、重复使用等性能，能够有效地降低污水治理的成本；该方法还可以避免污水治理时的二次污染等问题，增强污水治理的效果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的光催化与生物联用的污水治理方法进行具体说明。
本发明的光催化与生物联用的污水治理方法可以包括生物处理和光催化处理，其中生物处理可以包括一级生物处理和二级生物处理，光催化处理可以包括一级光催化处理和二级光催化处理。
需要说明的是，在进行生物处理之前还可以先进行粗滤的工作，通过粗滤可以将污水中的大体积杂质过滤，进而提高后续污水治理的效率，同时也可以避免后续的污水治理设备、装置被大体积杂质堵塞等。上述粗滤可以用滤网进行，且可以选用不同孔径的滤网进行多层、多次的粗滤。
上述一级生物处理包括将污水流经好氧微生物反应器，进行第一次生物处理。好氧微生物反应器中含有各种好氧微生物，例如：真菌、藻类、细菌、放线菌等，利用反应器中的各种好氧微生物可以对污水中的有机物进行利用并进行吸附、氧化以及分解等，从而起到降解污水中的有机污染物的作用。
进一步地，污水在流经上述好氧微生物反应器的流速为2-10m/h，使污水以较为缓慢的流速流经好氧微生物反应器可以使好氧微生物和污水充分的接触，进而提高污水中有机污染物的降解率；使污水保留一定缓慢的流速流动的在好氧微生物反应器中进行治理，可以避免污水过程时间的与微生物进行接触，反而生成具有毒害的物质，避免形成二次污染。
上述的好氧微生物反应器的制备方法包括制备好氧微生物材料，其包括活化好氧微生物，将活化的好氧微生物与填料进行混合得到混合物，再将载体放入混合物中进行浸泡。详细地，上述填料可以包括重量比为1-2∶1的石墨粉和海藻酸钠，载体可以是多孔微生物载体；上述浸泡可以按照以下方式进行：将载体浸泡于填料与好氧微生物的混合物中，再开启超声振动，振动的频率可以是100-200Hz，时间可以是20-30min，浸泡完成后将载体取出、晾干即可。海藻酸钠具有增稠、稳定等作用，在填料中添加海藻酸钠一方面可以将微生物稳定地填充于载体的孔隙中，使载体上的微生物量足够多，另一方面还可以避免污水流动时将载体上的微生物冲刷、流失，以延长该好氧微生物反应器的使用时间和次数等，进而降低污水治理的成本，而且还可以减少水体中微生物菌种数量和种类的增加，降低二次污染的可能性，进一步降低劳动量和劳动成本，提高污水治理的效率。石墨粉的化学性质稳定，不会对微生物的活性等造成不利的影响，且石墨粉的小颗粒还可以避免海藻酸钠将微生物完全包裹起来，给微生物提供一定的间隙使微生物能够与污水充分的接触，进而提高生物处理的效率。在超声振动的条件下进行浸泡，可以使混合物充分的进入载体的孔隙中，进而使好氧微生物反应器具有足量的好氧微生物来进行相应的污水治理。
一级生物处理后可以进行二级生物处理，即可以将一级生物处理后的污水流经厌氧微生物反应器，进行第二次生物处理。通过厌氧微生物可以进一步地降解污水中的有机污染物，将有机污染物进行分阶段的分解，特别是污水中的不溶性有机污染物。需要说明的是，本发明中先用好氧微生物治理污水中的有机污染物，再用厌氧微生物进行污水中的有机污染物的治理，可以有效地提升污水中不溶性有机污染物的治理效果。
进一步地，在进行二级生物处理时污水流经厌氧微生物反应器的流速可以是1-2m/h，使水流慢速地流过厌氧微生物反应器可以提高厌氧微生物对污水中不溶性有机物的治理效果，避免污水流速太快，不容有机污染物无法得到有效治理。需要说明的是，厌氧微生物反应器中用于治理污水的厌氧微生物材料的制备方法可以参照上述好氧微生物反应器中用于治理污水的好氧微生物材料制备，将好氧微生物换成厌氧微生物即可，在此不再进行赘述。需要进一步说明的是，上述厌氧微生物可以是厌氧革兰阴性球菌、厌氧革兰阳性球菌和厌氧芽胞杆菌等。
需要说明的是，在进行一级生物处理和二级生物处理时，可以控制好氧微生物反应器和厌氧微生物反应器的温度为28-30℃，以便生物处理更加快速、高效地进行。
在污水经过二级生物处理之后可以将处理过的污水通入含有第一光催化剂的第一光催化反应装置，进行一级光催化处理。详细地，第一光催化反应装置中的第一光催化剂与第一光催化剂反应装置中的污水的重量比为1-3∶500-1000，每次开启光源照射20-30min，停止5-10min，并以此进行循环催化。开启光源后，污水中的污染物可以在光催化剂的催化作用下降解；采用多次、分段开启光源，进行光催化处理污水，一方面可以确保污水光催化的快速进行，并且能够提高光催化降解氨氮的效果，另一方面可以避免光催化剂将进行污水治理的设备腐蚀、损坏，而且还可以对进行过生物化学治理过的污水起到灭菌的作用，还可以将生物治理污水后可能产生的氯乙烯的有毒物质光分解，避免去污后的水体中残留过多的有毒有害物质，即避免去污水体被二次污染。
作为优选，一级光催化处理的具体方法可以按照以下方式进行：每开启一次光源照射、催化20-30min，停止5-10min，以此为一次循环，进行2-3h；在第一次开启光源时，可以控制污水的pH值为3-5，之后的每一次光源循环增加pH0.5-1，直到一级光催化结束。循环、间隔开启光源进行光催化时，逐渐增加水体的pH值，即可以通过逐步调节待治理的污水pH值，来提高光催化剂的催化效果，将污水中的各种有害物质降解，并且可以提高光催化的氨氮去除效果。
上述第一光催化剂可以是氧化钛(TiO2)，一级光催化处理的光源强度可以是1-10mW/cm2，氧化钛的化学性质稳定、无毒，能够轻易的将有机污染物分解，同时光生空穴还能与空气中的水分子形成反应，产生清扬自由基不仅分解有机污染物，并且能够杀灭细菌病毒等，将光源强度控制的偏低，可以有效地防止光催化时对设备腐坏，进而可以延长一级光催化处理的使用寿命。
一级光催化处理过污水之后，可以对处理后的污水通入含有第二光催化剂的第二光催化反应装置进行二级光催化处理。详细地，第二光催化反应装置中的第二光催化剂与第二光催化反应装置中的污水的重量比为1-3∶300，每次开启光照10-20min，停止5-10min，并以此为循环。进一步采用分段、多次的光催化处理可以进一步提高污水治理的效果；在二级光催化处理中光催化剂的使用量可以略多于一级光催化处理时的光催化剂的使用量，并缩短每次开启光照的时间，一方面是进一步分解、降解水体中的有机污染物，另一方面可以提高污水治理的效率。
作为优选，二级光催化处理的具体方法可以按照以下方式进行：每开启一次光源照射、催化10-20min，停止5-10min，以此为一次循环，进行1-2h，在二级光催化处理第一次开启光源时，可以控制污水的pH值为6-10，之后的每一次光源循环降低pH0.5-1，直到二级光催化结束。在二级光催化处理的过程中先将水体的pH值调的比较高，在后续每次开启光照时，逐渐将pH值降低，可以进一步将水体中一级光催化处理后未被分解、降解的有机污染物彻底降解，并且进一步的降低水体中的氨氮含量，达到良好的污水治理效果。
上述第二光催化剂可以是氧化锌和氧化锆中的至少一种，二级光催化处理的光源强度为1-5mW/cm2，进行二级光催化处理时选用与一级光催化处理不同的光催化剂，可以进一步确保污水中的各种污染物都能够被有效地降解，二级光催化处理时采用的光源强度较低，可以进一步减少光催化对设备的损伤，延长使用寿命，确保能够进行多次的污水治理。
需要说明的是，先用微生物进行生物化学方法进行污水治理，再用光催化发进行污水处理，可以将生物化学法产生的氯乙烯等有毒物质光解以及从好氧微生物反应器、厌氧微生物反应器上带入水体的微生物灭杀，以提高污水治理的效果，避免在治理的过程中造成水体的二次污染。
以下结合实施例对本发明的光催化与生物联用的污水治理方法作进一步的详细描述。
实施例1
制备好氧微生物反应器中的好氧微生物材料：将重量比为1∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的好氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为100Hz的条件下，振动30min。
制备厌氧微生物反应器中的厌氧微生物材料：将重量比为1∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的厌氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为100Hz的条件下，振动30min。
将污水粗滤之后，通入好氧微生物反应器进行一级生物处理，污水流经好氧微生物反应器的流速为2m/h，且可以控制好氧微生物反应器的温度为28℃。一级生物处理后可以将污水通入厌氧生物反应器进行二级生物处理，污水流经厌氧微生物反应器的流速为1m/h，且可以控制厌氧微生物反应器的温度为28℃。
生物处理后，将污水通入第一光催化反应装置进行一级光催化处理，第一光催化反应装置中的氧化钛与第一光催化反应装置中的污水的重量比为1∶500，在开启光源照射时控制污水的pH值为3，每开启光源照射20min，可以停止5min，以此循环，且每次循环将pH增加1，总处理时间为2h，一级光催化处理时光源强度为10mW/m2。
一级光催化处理后即可将污水通入第二光催化反应装置进行二级光催化处理，第二光催化反应装置中的氧化锌与第二光催化反应装置中的污水的重量比为1∶300，在开启强度为5mW/m2的光照时控制污水的pH值为10，每开启光源照射10min，停止10min，以此循环，且每次循环将pH降低1，总处理时间为1h。
实施例2
制备好氧微生物反应器中的好氧微生物材料：将重量比为2∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的好氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为200Hz的条件下，振动20min。
制备厌氧微生物反应器中的厌氧微生物材料：将重量比为2∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的厌氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为150Hz的条件下，振动25min。
将污水粗滤之后，通入好氧微生物反应器进行一级生物处理，污水流经好氧微生物反应器的流速为10m/h，且可以控制好氧微生物反应器的温度为30℃。一级生物处理后可以将污水通入厌氧生物反应器进行二级生物处理，污水流经厌氧微生物反应器的流速为2m/h，且可以控制厌氧微生物反应器的温度为30℃。
生物处理后，将污水通入第一光催化反应装置进行一级光催化处理，第一光催化反应装置中的氧化钛与第一光催化反应装置中的污水的重量比为3∶1000，在开启光源照射时控制污水的pH值为5，每开启光源照射30min，可以停止10min，以此循环，且每次循环将pH增加0.5，总处理时间为3h，一级光催化处理时光源强度为1mW/m2。
一级光催化处理后即可将污水通入第二光催化反应装置进行二级光催化处理，第二光催化反应装置中的氧化锌与第二光催化反应装置中的污水的重量比为1∶100，在开启强度为1mW/m2的光照时控制污水的pH值为6，每开启光源照射20min，停止5min，以此循环，且每次循环将pH降低0.5，总处理时间为2h。
实施例3
制备好氧微生物反应器中的好氧微生物材料：将重量比为1∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的好氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为120Hz的条件下，振动22min。
制备厌氧微生物反应器中的厌氧微生物材料：将重量比为2∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的厌氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为180Hz的条件下，振动27min。
将污水粗滤之后，通入好氧微生物反应器进行一级生物处理，污水流经好氧微生物反应器的流速为5m/h，且可以控制好氧微生物反应器的温度为29℃。一级生物处理后可以将污水通入厌氧生物反应器进行二级生物处理，污水流经厌氧微生物反应器的流速为1.5m/h，且可以控制厌氧微生物反应器的温度为29℃。
生物处理后，将污水通入第一光催化反应装置进行一级光催化处理，第一光催化反应装置中的氧化钛与第一光催化反应装置中的污水的重量比为1∶400，在开启光源照射时控制污水的pH值为4，每开启光源照射24min，可以停止7min，以此循环，且每次循环将pH增加0.8，总处理时间为2.5h，一级光催化处理时光源强度为5mW/m2。
一级光催化处理后即可将污水通入第二光催化反应装置进行二级光催化处理，第二光催化反应装置中的氧化锌与第二光催化反应装置中的污水的重量比为1∶200，在开启强度为3mW/m2的光照时控制污水的pH值为8，每开启光源照射15min，停止7min，以此循环，且每次循环将pH降低0.7，总处理时间为1.5h。
实施例4
制备好氧微生物反应器中的好氧微生物材料：将重量比为2∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的好氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为180Hz的条件下，振动27min。
制备厌氧微生物反应器中的厌氧微生物材料：将重量比为1∶1的石墨粉和海藻酸钠混合，再添加活化后的厌氧微生物，制得混合物；将载体浸泡于混合物中，在振动频率为120Hz的条件下，振动30min。
将污水粗滤之后，通入好氧微生物反应器进行一级生物处理，污水流经好氧微生物反应器的流速为6m/h，且可以控制好氧微生物反应器的温度为28℃。一级生物处理后可以将污水通入厌氧生物反应器进行二级生物处理，污水流经厌氧微生物反应器的流速为1.2m/h，且可以控制厌氧微生物反应器的温度为30℃。
生物处理后，将污水通入第一光催化反应装置进行一级光催化处理，第一光催化反应装置中的氧化钛与第一光催化反应装置中的污水的重量比为3∶1000，在开启光源照射时控制污水的pH值为4.5，每开启光源照射28min，可以停止7min，以此循环，且每次循环将pH增加0.7，总处理时间为2.2h，一级光催化处理时光源强度为7mW/m2。
一级光催化处理后即可将污水通入第二光催化反应装置进行二级光催化处理，第二光催化反应装置中的氧化锌与第二光催化反应装置中的污水的重量比为1∶300，在开启强度为2mW/m2的光照时控制污水的pH值为7，每开启光源照射16min，停止7min，以此循环，且每次循环将pH降低0.6，总处理时间为1.2h。
对比例1
对比例1的污水治理方法和实施例1的相似，不同之处在于，对比例1中仅进行了一个光催化处理，且不是分段光催化处理，而是一次光照2h，其余步骤参照实施例1进行。
对比例2
对比例2的污水治理方法和实施例1的相似，不同之处在于，对比例2中仅进行了实施例1中的分段一级光催化处理，未进行二次光催化处理，其余步骤参照实施例1进行。
对比例3
对比例3的污水治理方法和实施例1的相似，不同之处在于，对比例3中仅进行了实施例1中的一级光催化处理，并且进行了一次未分段的二级光催化处理，即连续1h进行二级光催化处理，其余步骤参照实施例1进行。
对比例4
对比例4的污水治理方法和实施例1的相似，不同之处在于，对比例4中仅进行了实施例1中的一级光催化处理，但是没有在每次分段时改变水体的pH值，未进行二次光催化处理，其余步骤参照实施例1进行。
对比例5
对比例5的污水治理方法和实施例1的相似，不同之处在于，对比例5中在参照实施例1的一级光催化处理和二级光催化处理时，没有在每次开启光源时调节水体的pH值，其余步骤参照实施例1进行。
对比例6
对比例6中的好氧微生物反应器中的好氧微生物材料中未使用海藻酸钠作为填料。
对实施例1-4和对比例1-6中治理后的污水进行UV254去除率(分光光度仪检测法)，TOC除去率(用TOC分析仪分析)和氨氮去除率(纳氏试纸比色法)的测定以及检测治理后的水体中的微生物量(取等量治理后的水体(1mL)，稀释1000倍，进行平板计数)以及水体中氯乙烯的含量(毛细管柱气相色谱法)，结果见表1。
表1 各种污水治理后的UV254去除率，TOC除去率和氨氮去除率
Figure BDA0001427991580000131
Figure BDA0001427991580000141
由表1的结果可知，本发明的光催化与生物联用的污水治理方法能够有效地去除水体中的UV254、TOC和氨氮，即具有较强的污水治理效果；且本发明的方法还能够降低水体中的微生物二次污染，还能够降低水体中残留的氯乙烯含量。由实施例1-4和对比例1-5的检测结果的综合对比可知，多次循环进行光催化处理的效果优于一次完成的效果；分别进行两级光催化处理的效果优于一级光催化的效果；分段多次循环光催化时，调节pH也可在一定程度上增强光催化的效果；本发明采用一级光催化处理和二级光催化处理，并且每一级光催化处理均采用分段多次完成，每次的pH有所调节，污水治理的效果最为突出，UV254、TOC和氨氮均有较高的去除率。与对比例6相比，本发明的好氧微生物反应器中的好氧微生物材料中的填料使用了海藻酸钠，使好氧微生物反应器中的微生物可以稳定的附着于反应器中，并保持有效性，进而本发明的方法可以提高污水治理的效果。
综上所述，本发明实施例的光催化与生物联用的污水治理方法的有益效果是：该污水治理方法可以有效地除去污水中的各种污染物，包括各种可溶或者不可溶的有机物等，具有较佳的氨氮除去能力、有机碳去除能力等；且该方法中使用到的多种原物料可以保持长时间的有效性、重复使用等性能，能够有效地降低污水治理的成本；该方法还可以避免污水治理时的二次污染等问题，增强污水治理的效果。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种光催化与生物联用的污水治理方法，其特征在于，包括生物处理和光催化处理，所述生物处理包括一级生物处理和二级生物处理，所述光催化处理包括一级光催化处理和二级光催化处理，其中，
所述一级生物处理包括将污水流经好氧微生物反应器，进行第一次生物处理，污水流经所述好氧微生物反应器的流速为2-10m/h；所述二级生物处理包括将经过所述一级生物处理的污水流经厌氧微生物反应器，进行第二次生物处理，流经所述厌氧微生物反应器的流速为1-2m/h；所述好氧微生物反应器包括好氧微生物、载体和填料，所述好氧微生物和所述填料负载于所述载体；
所述一级光催化处理包括将经过所述生物处理的污水通入含有第一光催化剂的第一光催化反应装置中，开启光源照射20-30min，停止5-10min，并以此循环，所述一级光催化处理开始时，控制所述一级光催化处理时的污水pH值为3-5，每次循环开启光源pH值增加0.5-1；
所述二级光催化处理包括将所述一级光催化处理的污水通入含有第二光催化剂的第二光催化反应装置中，每开启光照10-20min，停止5-10min，并以此循环，所述二级光催化处理的总时长为1-2h，所述二级光催化处理开始时，控制所述二级光催化处理时的污水pH值为6-10，每次循环开启光源pH值降低0.5-1。
2.根据权利要求1所述的光催化与生物联用的污水治理方法，其特征在于，所述第一光催化反应装置中的所述第一光催化剂与所述第一光催化剂反应装置中的污水的重量比为1-3:500-1000。
3.根据权利要求2所述的光催化与生物联用的污水治理方法，其特征在于，所述一级光催化处理的总时长为2-3h。
4.根据权利要求1所述的光催化与生物联用的污水治理方法，其特征在于，所述第一光催化剂包括氧化钛。
5.根据权利要求1所述的光催化与生物联用的污水治理方法，其特征在于，所述第二光催化剂包括氧化锌和氧化锆中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的光催化与生物联用的污水治理方法，其特征在于，所述好氧微生物反应器的制备方法包括活化所述好氧微生物，将活化的所述好氧微生物与所述填料混合得到混合物以及将所述载体浸泡于所述混合物中；所述填料包括重量比为1-2:1石墨粉和海藻酸钠，所述载体包括多孔微生物载体。
7.根据权利要求6所述的光催化与生物联用的污水治理方法，其特征在于，所述载体在所述混合物中浸泡按照以下方式进行：将所述载体浸泡于所述混合物中，进行超声振动，振动的频率为100-200Hz，振动时间为20-30min。
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CN101439894B (zh) * 2008-12-30 2010-12-08 哈尔滨工业大学 一种光催化与生物联用的饮用水处理方法
CN103508638A (zh) * 2013-10-15 2014-01-15 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法及联合反应器
CN103553273B (zh) * 2013-11-11 2014-10-29 黑龙江大学 一种光催化耦合微生物法一体化处理废水的方法
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