[發(fā)明專利]一種基于微波光催化-陶瓷膜耦合的凈水方法

有效

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• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107226509B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖文超;徐蘇;嚴(yán)濱;李青松
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門理工學(xué)院
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/32;C02F1/44;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35222
• 代理人: 魏思凡;郭福利

本發(fā)明提供一種基于微波光催化?陶瓷膜耦合的凈水方法，涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域。包括如下步驟：使廢水在儲水箱和微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器間循環(huán)流動(dòng)。廢水在微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器中進(jìn)行微波場、紫外光和催化劑協(xié)同降解反應(yīng)，且同時(shí)在陶瓷納濾膜表面進(jìn)行錯(cuò)流過濾。部分廢水透過陶瓷膜完成凈化，剩余的廢水從微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器流出后進(jìn)入儲水箱。本發(fā)明通過微波光催化和陶瓷膜結(jié)合，微波場、紫外光和催化劑三者協(xié)同作用，并結(jié)合陶瓷膜分離技術(shù)，對廢水中難降解的有機(jī)污染物的去除有顯著的作用，可用于廢水和飲用水處理等諸多領(lǐng)域，保障水質(zhì)安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，且特別涉及一種基于微波光催化-陶瓷膜耦合的凈水方法。

背景技術(shù)

隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，印染、造紙、焦化、塑料、合成纖維等行業(yè)產(chǎn)生了越來越多難降解的有機(jī)物，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。這類污染物包括有機(jī)染料、表面活性劑、抗生素等，其具有毒性大、成分復(fù)雜、化學(xué)耗氧量高，降解難度高的特點(diǎn)。

光催化技術(shù)是處理難降解有機(jī)廢水的研究熱點(diǎn)之一。在紫外光或太陽光的照射下，半導(dǎo)體催化劑能夠產(chǎn)生空穴，空穴和水分子作用，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基，有效氧化廢水中的各類有機(jī)物。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，光催化技術(shù)的處理效率始終難以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的水平。這是由于以寬帶隙半導(dǎo)體材料作為光催化劑，需要吸收較大的能量才能激發(fā)價(jià)帶的電子躍遷，因而在傳統(tǒng)光催化中量子效率并不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于微波光催化-陶瓷膜耦合的凈水方法，此方法利用微波光催化和納濾陶瓷膜耦合技術(shù)，通過微波場、紫外光和催化劑協(xié)同降解反應(yīng)，并結(jié)合納濾陶瓷膜的分離效應(yīng)，達(dá)到良好的水凈化效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種基于微波光催化-陶瓷膜耦合的凈水方法，包括如下步驟：

S1：使廢水在儲水箱和微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器間循環(huán)流動(dòng)；

S2：S1中的廢水在微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器中進(jìn)行微波場、紫外光和催化劑協(xié)同降解反應(yīng)，且同時(shí)進(jìn)行陶瓷膜分離過程；

S3：S2中的廢水部分透過陶瓷膜完成凈化，剩余的廢水從微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器流出后進(jìn)入儲水箱。

微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器包括陶瓷膜管、無極紫外燈和光催化劑，無極紫外燈設(shè)于陶瓷膜管的通道內(nèi)，陶瓷膜管的內(nèi)表面涂覆有光催化劑。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，陶瓷膜管為單通道陶瓷膜，無極紫外燈大致位于陶瓷膜管的軸心位置。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，無機(jī)紫外燈不設(shè)電極，依靠微波激發(fā)

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，光催化劑選自TiO₂、ZnO、ZrO₂中的一種。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，S2中步驟中，在循環(huán)泵的作用下，廢水在陶瓷膜的表面進(jìn)行錯(cuò)流過濾。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，S2步驟中，無極紫外燈直接與廢水接觸。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，廢水在微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器中的流動(dòng)速度為4～15L/min。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器置于微波儀的諧振腔內(nèi)，微波儀為微波光催化陶瓷膜反應(yīng)器提供微波場。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，廢水凈化過程中，微波的輸出功率為400～500W。

本發(fā)明實(shí)施例的基于微波光催化-陶瓷膜耦合的凈水方法的有益效果是：