[發明專利]膜分離組件免受熱蝕損傷的廢水微波光催化降解處理裝置

有效

• 申請號: 201210234822.7
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102730893A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王冬杰;李天華;干寧;覃海嬌;孔祖萍;江晶;周漢坤;李榕生;孫杰;任元龍
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種膜分離組件免受熱蝕損傷的廢水微波光催化降解處理裝置，屬于C02F廢水處理技術領域。

背景技術

微波光催化降解處理技術，作為一種有效的針對含有機污染物工業廢水的無害化處理技術，近年來發展迅猛。

關于微波光催化降解技術，作為一例，可以參見公開號為CN102260003A的中國專利申請案。

該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，是以微波作為激發源，激發無極紫外燈發射紫外線，于液體內部照射摻有光催化劑二氧化鈦的懸濁液，該無極紫外燈被石英管所籠罩保護著，有空氣泵向該石英管內腔持續注入空氣，由石英腔溢出的空氣經由管道與位于反應器底部的微孔曝氣頭聯通，該反應器內部的下方區域為曝氣區，該反應器內部的上方區域是微波光催化反應區，該方案還以反應器內置的膜分離組件，來提析凈化后的水，并以該膜分離組件實現光催化劑二氧化鈦微粒的截留再用；該方案還在無極紫外光源與膜分離組件之間架設隔板，用于防止紫外線對有機質的膜分離組件的輻射損傷；通入反應器內部的空氣，部分直接參與依托光催化劑二氧化鈦的光催化降解反應，還有一部分空氣，在紫外光的直接照射下，生成一定量的臭氧，該生成的臭氧當然也發揮著針對有機污染物的直接的氧化降解作用。

該公開號為CN102260003A的中國專利申請案毫無疑問為微波光催化廢水降解技術的進步起到了不可忽視的推動作用，其研發人員在該領域所展開的工作令人敬佩。

接受微波光催化降解處理的所述工業廢水，其中難免夾雜一些緣自機械系統磨耗過程的金屬微粒以及碳粒之類的物質，即便數量微小，其存在幾乎難以避免，該公開號為CN102260003A的中國專利申請案中的所述有機質膜分離組件裝設于微波光催化反應區，其中的裝設在石英管與膜分離組件之間的用于阻隔紫外線的隔板當然阻擋不了微波，如此，微波的實際作用區域必然覆蓋該方案中所述有機質膜分離組件所裝設區域，基于膜分離組件的工作機制，如上所述的金屬微粒以及碳粒之類的微粒其在膜分離組件有機質表層的積淀過程難以避免，而此類所述金屬微粒以及碳粒之類的微粒，恰恰是微波能量的良好吸收介質，吸收了微波能量的積淀態的所述金屬微粒以及碳粒之類的微粒，自然會對其緊貼的有機質膜分離組件的表層產生基于熱透蝕機制的持續的洞穿破壞，如上所述，由于該CN102260003A申請案其裝置的結構決定了只能選用聚偏氟乙烯膜材，該聚偏氟乙烯膜材耐溫約140攝氏度，比一般膜材耐溫確實高不少，然而，吸收了微波能量的積淀態的所述金屬微粒以及碳粒之類的微粒其點狀洞穿式的熱透蝕作用十分容易突破該聚偏氟乙烯膜材的耐溫溫限，由于上述原因，可想而知，該CN?102260003A申請案其裝置中的PVDF膜材其實際使用壽命將大大低于所期待的理想的使用壽命，該CN102260003A申請案其裝置的結構，決定了在該結構框架下，上述點狀洞穿式的熱透蝕破壞問題無法回避。

另一方面，在該公開號為CN102260003A的中國專利申請案所表達的裝置結構中，用于屏護無極紫外燈的石英管，其外壁，指的是石英管的外壁，經長時間的與被處理工業廢水的接觸，難免逐漸積垢，垢積的物質當然主要是不易被光催化反應所觸動的無機類雜質，因該機制形成的積垢現象，在設備長時間運行之后很容易被觀察到；附著于所述石英管外壁的垢積層，雖然只是薄薄的一層，也足以對無極紫外燈的紫外光輻射造成顯著的阻擋，這將導致該微波光催化反應處理裝置的實際處理效力大幅減小；在實驗室尺度的使用過程中，上述積垢問題不易覺察，但是，在工業應用尺度上，該積垢問題毫無疑問將凸顯出來；因此，如何在不停機、不拆機的前提下，即時、有效地清除該石英管外壁上的垢積層，維持該微波光催化處理裝置的持續的高效率，是另一個值得關注的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對上述CN102260003A申請案中存在的不足之處，即，因該案結構特點及運行機制所帶來的所述對膜分離組件的點狀洞穿式的熱透蝕破壞問題，以及，所述石英管外壁垢積層的即時清除問題，研發一種能夠一攬子地解決上述問題的新型的廢水微波光催化降解處理裝置。