[發(fā)明專利]一種集成光催化和無機(jī)膜過濾技術(shù)的飲用水凈化裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910030896.7
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101538098A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史載鋒;林小明;張?zhí)K敏;張瓊梅;何文英;張小朋
• 申請（專利權(quán)）人: 海南師范大學(xué)
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/28;C02F1/30
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 黃明哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水源凈化，利用光催化技術(shù)和無機(jī)膜過濾技術(shù)來凈化飲用水，具體為一種集成光催化和無機(jī)膜過濾技術(shù)的飲用水凈化裝置。

背景技術(shù)

在飲用水處理方面，目前現(xiàn)有設(shè)備多是采用吸附的方法去除水中微量有機(jī)物，存在吸附平衡和飽和的限制，致使有機(jī)物去除不徹底。懸浮物過濾多采用棉質(zhì)或有機(jī)膜濾芯，雖然可以取得較好的功率效果，但是機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性受限制，而且不能夠起到滅菌的目的。滅菌措施多采用紫外燈滅菌，在無催化劑作用的情況下，該種方式滅菌效果不徹底，存在細(xì)菌光復(fù)活的現(xiàn)象。

中國專利CN02115309.4《家庭式光催化飲用水凈化裝置》，它包括流速控制器、初級處理裝置、光催化處理裝置和儲水器；光催化處理裝置為立罐式結(jié)構(gòu)，它包括紫外光源及其玻璃管護(hù)套、內(nèi)壁涂有光催化薄膜的普通玻璃管等；該發(fā)明的優(yōu)點是采用了光催化膜反應(yīng)處理技術(shù)。缺點是用于過濾懸浮物的濾芯在使用一段時間后需要更換，使用壽命受限制。

中國專利CN98125835.2《可連續(xù)光催化凈化含有機(jī)污染物廢水及飲用水的方法及設(shè)備》，屬于半導(dǎo)體光催化反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及連續(xù)光催化凈化含有機(jī)污染物廢水及飲用水的方法及設(shè)備。該設(shè)備采用催化劑顆粒粒徑為16-220nm，處理后經(jīng)分離器分離而得到合格水。該設(shè)備雖然采用了光催化技術(shù)，但催化劑顆粒的分離過程使得設(shè)備復(fù)雜化，而且存在超細(xì)顆粒分離不徹底的可能。

中國專利CN200710025817.4《一種用于飲用水深度處理的光催化集成裝置》，涉及一種飲用水深度處理光催化集成裝置，該裝置由緩沖桶、氣液混合泵、光催化反應(yīng)器中一根或一根以上光催化反應(yīng)管、過濾裝置及相應(yīng)管路構(gòu)成，其特征在于光催化反應(yīng)管由不銹鋼管、石英套管、紫外燈和導(dǎo)流環(huán)組成，石英套管內(nèi)置紫外燈，并置于不銹鋼管中央，石英套管與不銹鋼管之間的環(huán)隙間距為0.5～50mm。該裝置采用顆粒狀或纖維狀催化劑，也存在催化劑分離的問題。

中國專利CN01237303.6《一種應(yīng)用光催化技術(shù)的飲水機(jī)》，也應(yīng)用了TiO₂光催化滅菌技術(shù)，但采用的是TiO₂顆粒，由于TiO₂顆粒難以回收，存在對飲用水造成二次污染的可能。

本發(fā)明依托海南省自然科學(xué)基金資助課題“納米光催化劑的負(fù)載與應(yīng)用技術(shù)研究”，在已申請專利200510040893.3《TiO₂光催化在陶瓷表面的負(fù)載方法》的基礎(chǔ)上，將光催化劑負(fù)載于不銹鋼或玻璃管內(nèi)壁，采用紫外光源激發(fā)光催化反應(yīng)，達(dá)到滅菌和降解微量有機(jī)物的目的。同時連用機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕的無機(jī)膜過濾和活性炭吸附，對自來水進(jìn)行去除有機(jī)物和懸浮物的預(yù)處理。自來水經(jīng)物理吸附和過濾等預(yù)處理，再利用光催化膜反應(yīng)進(jìn)行深度處理后即可實現(xiàn)自潔飲用的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是：現(xiàn)有的飲用水凈化裝置采用有機(jī)膜過濾，有機(jī)膜機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性受限制，不易清洗，需要經(jīng)常更換，而且不能滅菌；采用紫外燈滅菌在無催化劑作用的情況下效果不徹底，存在細(xì)菌光復(fù)活的現(xiàn)象；采用光催化膜反應(yīng)滅菌的凈化裝置大都存在催化劑分離的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種集成光催化和無機(jī)膜過濾技術(shù)的飲用水凈化裝置，包括活性炭過濾組件、無機(jī)膜過濾組件和光催化膜反應(yīng)組件，活性炭過濾組件、無機(jī)膜過濾組件和光催化膜反應(yīng)組件依次連接，水流從活性炭過濾組件流入，流經(jīng)無機(jī)膜過濾組件，最終從光催化膜反應(yīng)組件流出飲用凈化水。

本發(fā)明光催化膜反應(yīng)組件的主體為膜反應(yīng)管，膜反應(yīng)管的內(nèi)壁負(fù)載有光催化劑薄膜，光源置于膜反應(yīng)管的軸心位置，光源外套有石英套管；膜反應(yīng)管為立式結(jié)構(gòu)，至少一端采用不銹鋼法蘭密封，水流由底部的進(jìn)水口，經(jīng)分布器均勻進(jìn)入膜反應(yīng)管，由頂部的出水口流出引用凈化水。

本發(fā)明無機(jī)膜過濾組件采用錯流過濾，無機(jī)膜過濾組件的無機(jī)膜構(gòu)成的水流通路位于兩端用法蘭密封的不銹鋼管內(nèi)，所述水流通路豎直設(shè)置，過濾后的水進(jìn)入無機(jī)膜與不銹鋼管之間，再流入光催化膜反應(yīng)組件。無機(jī)膜為無機(jī)陶瓷膜，平均膜孔徑小于1μm，無機(jī)陶瓷膜附著在多孔陶瓷管上，所述多孔陶瓷管為水流通路，置于兩端用法蘭密封的不銹鋼管內(nèi)，多孔陶瓷管的兩端采用密封圈與不銹鋼管隔絕，水流由多孔陶瓷管底部進(jìn)入，未經(jīng)無機(jī)膜過濾的水由多孔陶瓷管頂部流出，過濾后的水流入多孔陶瓷管與不銹鋼管之間的空間。

本發(fā)明活性炭過濾組件的活性炭為粒徑大于1μm的顆粒，可再生并重復(fù)利用，如采用食用乙醇浸泡。