[發明專利]一種電催化臭氧高級氧化膜反應器廢水處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201710583322.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107200394B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王軍;李魁嶺;張勇;侯得印;曹愛新
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/467;C02F1/72
• 代理公司: 北京紅福盈知識產權代理事務所(普通合伙) 11525
• 代理人: 陳月福

1.一種電催化臭氧高級氧化膜反應器廢水處理裝置，包括可調式直流穩壓電源(1)、連接導線(2)、輔助電極(3)、導電疏水膜膜組件(4)、閥門(5)、料液槽(6)、壓力表(7)、耐臭氧流量計(8)、耐氧化氣流管道(9)、臭氧發生器(10)、氧氣瓶(11)部分，其特征在于：輔助電極(3)和可調式直流穩壓電源(1)電連接，導電疏水膜膜組件(4)的導電層通過連接導線(2)和可調式直流穩壓電源(1)電連接，一端與臭氧發生器通過耐氧化氣流管道(9)相連接，壓力表(7)和耐臭氧流量計(8)通過耐氧化氣流管道(9)連接在導電疏水膜膜組件(4)和臭氧發生器(10)之間，輔助電極(3)和導電疏水膜膜組件(4)浸沒于料液槽(6)內，導電疏水膜膜組件(4)的另一端與管道連接，管道上具有閥門(5)，臭氧發生器(10)和氧氣瓶(11)相連接，所述導電疏水膜膜組件（4）由中空纖維導電疏水膜和金屬電極組成，其中金屬電極、中空纖維導電疏水膜分別與可調式直流穩壓電源正、負極相連，所述中空纖維導電疏水膜為復合膜，由一層疏水有機微孔膜和導電層構成，有機微孔膜有較好的疏水性和耐氧化性，所述導電疏水膜膜組件（4）為浸沒式結構，由臭氧發生器產生的氧氣、臭氧混合氣體通入所述導電疏水膜膜組件，中空纖維導電疏水膜作為氣-液接觸反應裝置；同時，中空纖維導電疏水膜作為陰極，輔助電極作為陽極，料液作為電解液，構成電解裝置，控制導電疏水膜膜組件(4)氣相側壓力小于泡點壓力與液相側壓力之和，氧氣、臭氧混合氣體以無泡方式通過中空纖維導電疏水膜進行傳質，與另一側的廢水中有機物在電催化功能層表面進行電催化臭氧氧化反應；氧氣、臭氧的混合氣體與中空纖維導電疏水膜的疏水層側接觸，透過膜孔擴散至導電層并與料液接觸，其中氧氣在作為陰極的導電層處被還原得到H₂O₂，所得H₂O₂與O₃反應生成·OH，氧化降解污水中有機物；其中，所述的疏水有機微孔膜，孔徑大小為0.1-1微米，孔隙率為30％-90％，壁厚為0.1-0.5毫米；所述中空纖維導電疏水膜的導電層的孔徑大小為10nm-10μm，導電層厚度為10μm-1mm。

2.根據權利要求1所述的電催化臭氧高級氧化膜反應器廢水處理裝置，其特征在于：所述的可調式直流穩壓電源(1)的電壓調節范圍在0-30V，電流在0-5A。

3.根據權利要求1所述的電催化臭氧高級氧化膜反應器廢水處理裝置，其特征在于：所述的疏水有機微孔膜材料為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚(偏氟乙烯-共聚-六氟丙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-四氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-三氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-氯三氟乙烯)中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的電催化臭氧高級氧化膜反應器廢水處理裝置，其特征在于：所述中空纖維導電疏水膜的導電層材料為導電高分子、碳材料、金屬或金屬氧化物。