[發(fā)明專利]用弱空化高頻超聲維護(hù)膜組件的光催化廢水降解裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310175561.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103288263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榕生;任元龍;孫杰;葛從辛;王冬杰;張佳斌;干寧;孔祖萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/08
• 分類號(hào): C02F9/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用弱空化高頻超聲維護(hù)膜組件的光催化廢水降解裝置，屬于C02F廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微波光催化降解處理技術(shù)，作為一種有效的針對(duì)含有機(jī)污染物工業(yè)廢水的無(wú)害化處理技術(shù)，近年來(lái)頗受關(guān)注。

關(guān)于微波光催化降解技術(shù)，作為一例，可以參見(jiàn)公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案。

該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案，是以微波作為激發(fā)源，激發(fā)無(wú)極紫外燈發(fā)射紫外線，于液體內(nèi)部照射摻有光催化劑二氧化鈦微粒的懸濁液，該無(wú)極紫外燈被石英管所籠罩保護(hù)著，有空氣泵向該石英管內(nèi)腔持續(xù)注入空氣，由石英腔溢出的空氣經(jīng)由管道與位于反應(yīng)器底部的微孔曝氣頭聯(lián)通，該反應(yīng)器內(nèi)部的下方區(qū)域?yàn)槠貧鈪^(qū)，該反應(yīng)器內(nèi)部的上方區(qū)域是微波光催化反應(yīng)區(qū)，該方案還以反應(yīng)器內(nèi)置的膜分離組件，來(lái)提析凈化后的水，并以該膜分離組件實(shí)現(xiàn)光催化劑二氧化鈦微粒的截留再用；該方案還在無(wú)極紫外光源與膜分離組件之間架設(shè)隔板，用于防止紫外線對(duì)有機(jī)質(zhì)的膜分離組件的輻射損傷；通入反應(yīng)器內(nèi)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(yīng)，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(dāng)然也發(fā)揮著針對(duì)有機(jī)污染物的直接的氧化降解作用。

該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案毫無(wú)疑問(wèn)為微波光催化廢水降解技術(shù)的進(jìn)步起到了不可忽視的推動(dòng)作用，其研發(fā)人員在該領(lǐng)域所展開(kāi)的工作令人敬佩。

基于由衷的敬佩之意，以及，共同的努力方向，我們下面要談的是問(wèn)題。

以下將要談到的問(wèn)題，共有十四個(gè)；該十四個(gè)問(wèn)題是并列的十四個(gè)問(wèn)題；其排序的先后僅僅是出于論述便捷的考慮。

問(wèn)題之一：

該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案，其用于攔截催化劑二氧化鈦微粒的膜分離組件是安置于反應(yīng)器內(nèi)腔，浸沒(méi)在處理對(duì)象液體之中，并且依靠升騰的含臭氧氣泡來(lái)沖刷膜分離組件，藉此除去其表面所吸附、滯留的催化劑微粒，達(dá)成催化劑微粒的回收、再利用目的，同時(shí)，膜分離組件也是依靠這個(gè)方式自潔并保持其分離能力，那么，基于該結(jié)構(gòu)，只能選用商業(yè)用簾式中空纖維膜組件或平板膜組件，并且，該膜分離組件是需要浸泡在有臭氧氣泡升騰的強(qiáng)氧化性的周遭環(huán)境中，因此，對(duì)膜分離組件的氧化耐受力必然有要求，普通材質(zhì)的有機(jī)膜分離組件不能耐受這樣的使用環(huán)境，故只能選用PVDF材質(zhì)的膜分離組件，這一點(diǎn)已在該案公開(kāi)文本第0009段文字以及權(quán)項(xiàng)3中清楚地表明；該種需要特殊的氧化耐受力的濾膜其材質(zhì)成本較高，其市售價(jià)格當(dāng)然也高于無(wú)氧化耐受力要求的普通有機(jī)微濾膜組件；換句話說(shuō)，該案的結(jié)構(gòu)方式，導(dǎo)致膜分離組件的材質(zhì)被局限于較昂貴的PVDF材質(zhì)。再有，裝置內(nèi)可能的紫外光泄露，可能觸及有機(jī)膜組件，這也要求裝置內(nèi)的有機(jī)膜組件材質(zhì)能夠抵抗紫外光輻照，從這一點(diǎn)看，基于該裝置的結(jié)構(gòu)方案，有機(jī)膜分離組件的材質(zhì)也只能被局限在較昂貴的PVDF材質(zhì)。

有機(jī)膜組件相較于陶制過(guò)濾組件，有其顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)；關(guān)于這一點(diǎn)，對(duì)于過(guò)濾技術(shù)專業(yè)的人士來(lái)說(shuō)，是公知的，在這里不展開(kāi)贅述。

那么，在使用有機(jī)材質(zhì)膜組件的前提之下，能否撇開(kāi)這種PVDF濾膜材質(zhì)局限呢？這是一個(gè)需要解決的問(wèn)題，此為問(wèn)題之一。

問(wèn)題之二：

鑒于所述升騰氣泡的沖刷力、清潔能力比較弱，因此，與該清潔方式配合使用的膜分離組件其孔徑只能選用比較大的微濾級(jí)別的濾孔孔徑，該微濾級(jí)別的濾孔孔徑為0.1-0.2微米，關(guān)于這一點(diǎn)，同樣在該案公開(kāi)文本第0009段文字以及權(quán)項(xiàng)3中有清楚的限定，該種濾孔孔徑限定，從該案這樣的膜分離組件的選型、內(nèi)置且浸泡使用方式、升騰氣泡自潔方法來(lái)看，是必然的，只能限定其濾孔孔徑在微濾級(jí)別。換句話說(shuō)，這種以升騰氣泡沖刷的方式其沖刷力、清潔力太弱，以至于根本無(wú)法應(yīng)對(duì)更小孔徑的濾膜，所以說(shuō)，在該案裝置中，濾膜孔徑限定在0.1微米-0.2微米之間，是沒(méi)有商量余地的必然選擇。

所謂0.1-0.2微米的濾孔孔徑，如果換一個(gè)計(jì)量單位，對(duì)應(yīng)的就是100-200納米的濾孔孔徑；那是什么概念呢？以其下限的100納米濾孔孔徑來(lái)說(shuō)，它所能攔截的催化劑微粒其尺寸必須是在100納米以上，而小于100納米的催化劑微粒是無(wú)法被攔截的；換句話說(shuō)，小于100納米的催化劑微粒將直接穿透、通過(guò)膜組件的濾孔，混入降解反應(yīng)器所輸出的所謂的凈水之中。

現(xiàn)在需要來(lái)談?wù)勛贤夤獯呋到夥磻?yīng)所涉光催化劑的粒徑以及光催化劑劑型選擇。