[發(fā)明專利]工業(yè)廢水微波無極紫外光催化-雙膜分離耦合處理裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110143674.3
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102260003A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾慶福;夏東升;楊俊;王火青;王立軍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué)
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/32;C02F1/78;C02F1/44;C02F103/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微波無極紫外光催化氧化與膜分離耦合的水處理裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，適用于紡織印染廢水等難處理工業(yè)廢水的深度處理與回用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)廢水中的有機污染物含量越來越大，種類越來越多，成分越來越復(fù)雜，因而處理難度也越來越大。同時隨著我國環(huán)境壓力的日益巨大，中央和地方對工業(yè)的排放提出并制定了越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，針對工業(yè)廢水的深度處理技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)是解決以上問題的有效途徑。

光催化氧化技術(shù)是一種新型的水污染治理技術(shù)，具有高效、節(jié)能、適用范圍廣等特點，幾乎可與任何有機物反應(yīng)，常用來處理難生物降解的有機物，能將其直接礦化為無機小分子，具有廣泛的應(yīng)用前景。在該技術(shù)中，常用的光源是有電極的傳統(tǒng)紫外光源，催化劑主要是懸浮態(tài)TiO₂催化劑，這是因為懸浮態(tài)催化劑TiO₂分布均勻，比表面積較涂覆式大十幾倍，催化效率更高；但細小TiO₂微粒（直徑一般小于1μm）不易為傳統(tǒng)的分離技術(shù)（絮凝、沉淀）分離回收，重復(fù)利用率低，排出液易產(chǎn)生二次污染，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。

將光催化與膜分離聯(lián)合應(yīng)用可以有效的解決TiO₂催化劑的流失與重復(fù)利用問題。中國專利《與膜分離設(shè)備相組合的懸浮光催化氧化水處理方法及其裝置》（授權(quán)公告號：CN1125782C）公開了一種懸浮光催化氧化水處理方法及裝置，該方法是使具有多孔結(jié)構(gòu)、粉末狀的光催化劑顆粒與待處理水混合形成懸浮催化劑的混合液；將混合液送入反應(yīng)器，并對該混合液進行強制循環(huán)。在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有燈區(qū)和膜區(qū)兩部分，燈區(qū)內(nèi)設(shè)有多個紫外燈光源，在膜區(qū)內(nèi)設(shè)置膜分離裝置，紫外燈產(chǎn)生的光可被催化劑有效利用，使經(jīng)處理后的水與催化劑顆粒分離，處理水經(jīng)過膜分離裝置過濾后被抽出該反應(yīng)器，催化劑被截留在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)使用，使水處理過程實現(xiàn)連續(xù)運行。中國專利《一種懸浮光催化氧化水處理裝置》（授權(quán)公告號：CN1202020C）公開了一種懸浮光催化氧化水處理裝置，在CN1125782C的基礎(chǔ)上，通過微孔板的滿底曝氣和輔助多孔布氣管的間歇曝氣，防止粉末催化劑的下沉，同時有利于有機物的高效分解，防止膜堵塞，有效的延長了處理周期，同時通過在燈區(qū)設(shè)置通風(fēng)裝置，解決了由于燈管溫度升高所造成的燈管表明結(jié)垢等問題。中國專利《去除水中天然有機物的連續(xù)浸沒式光催化膜處理裝置》（授權(quán)公告號：CN1290774C）公開了一種去除水中天然有機物的連續(xù)浸沒式光催化膜處理裝置，其采用纖維素過濾器代替了微濾膜以克服膜堵塞問題，并適用于水中天然有機物的處理，不僅可減少出水的COD_Mn、TOC，還可使出水的病原菌、細菌等大大降低。其它中國專利還包括《一體式光催化氧化-膜分離流化床反應(yīng)器》（專利號：ZL2006101029881.2）、《光催化氧化-膜分離循環(huán)流化床反應(yīng)裝置》（申請公布號：CN101875001A）等。

以往申請的專利中均采用傳統(tǒng)的有電極紫外光源，膜分離組件以有機的簾式膜組件為主，亦有無機膜組件，也包括精密過濾組件；在形式上以一體化反應(yīng)器為主，也包括光催化和膜分離的分置式反應(yīng)器。總體來講，主要存在如下弊端：由于采用的光源是傳統(tǒng)的有電極紫外光源，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計上更為復(fù)雜，光源在壽命上較短，光譜輻射不均勻，同時需要專門設(shè)計的光源冷卻系統(tǒng)對其進行冷卻，在能耗上更大；其二是以往的專利均是光催化和膜分離的一種簡單集成，沒有體現(xiàn)出耦合的意義，因此必然影響其經(jīng)濟經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種工業(yè)廢水微波無極紫外光催化-雙膜分離耦合處理裝置，該裝置中采用的微波無極紫外光源可克服傳統(tǒng)光源的不足，并通過空氣系統(tǒng)將光源系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)實現(xiàn)有機的耦合，最終實現(xiàn)工業(yè)廢水，尤其是印染廢水的深度處理。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的工業(yè)廢水微波無極紫外光催化-雙膜分離耦合處理裝置，其主要由反應(yīng)器，膜分離系統(tǒng)，微波無極紫外光源系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)，以及與反應(yīng)器連通的臭氧尾氣分解裝置、進出水系統(tǒng)組成，其中：反應(yīng)器內(nèi)部的上下方分別是反應(yīng)區(qū)與曝氣區(qū)，它們以布水板隔開；膜分離系統(tǒng)和微波無極紫外光源系統(tǒng)位于反應(yīng)區(qū)中，且由波紋狀隔板隔開；曝氣系統(tǒng)由微孔曝氣頭和鼓風(fēng)機組成，微孔曝氣頭位于曝氣區(qū)的底部，鼓風(fēng)機通過空氣管道向曝氣區(qū)送風(fēng)。

所述反應(yīng)器，其內(nèi)部可以根據(jù)水質(zhì)的不同裝填不同質(zhì)量濃度、不同粒徑的TiO₂，其質(zhì)量濃度為1g/L-4g/L，其粒徑為20nm-100μm。