[發(fā)明專利]一種過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置及其凈水方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810746332.2
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108640227A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田家宇;王松雪;高珊珊;任芝軍;張彥平;佟利輝
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 天津企興智財知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 韓敏

1.一種過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，包括反應(yīng)池(8)，反應(yīng)池(8)內(nèi)設(shè)有浸沒式催化陶瓷膜組件(11)，所述浸沒式催化陶瓷膜組件(11)由至少一個浸沒式催化陶瓷膜組成，所述浸沒式催化陶瓷膜具有集水通道，浸沒式催化陶瓷膜組件(11)的集水通道通過管道分別與出水控制系統(tǒng)和膜反沖洗系統(tǒng)并聯(lián)，所述反應(yīng)池(8)內(nèi)還設(shè)有攪拌系統(tǒng)和藥劑投加系統(tǒng)(9)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，其特征在于，所述浸沒式催化陶瓷膜選自中空纖維型催化陶瓷膜或平板型催化陶瓷膜；所用陶瓷膜基體材料為Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、SiC中的一種或幾種，陶瓷膜中催化劑為CuO、Fe₂O₃、Co₃O₄、MnO₂、Fe₃O₄、RuO₂金屬氧化物納米顆粒中的一種或幾種，陶瓷膜中催化劑顆粒擇一或同時負(fù)載于陶瓷膜表面和孔道內(nèi)部，陶瓷膜的膜孔徑大小為0.01μm～1μm；所述浸沒式催化陶瓷膜組件(11)的浸沒式催化陶瓷膜在反應(yīng)池(8)內(nèi)呈環(huán)形均布，并與池壁之間留出0.1～1.0m的間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，其特征在于，所述出水控制系統(tǒng)包括順序連接的出水閥門(16)和抽吸泵(17)，所述膜反沖洗系統(tǒng)包括順序連接的反沖洗閥門(18)和反沖洗管路(19)；所述浸沒式催化陶瓷膜組件(11)與出水控制系統(tǒng)和膜反沖洗系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有真空表(15)，通過反饋信號分別對出水閥門(16)和反沖洗閥門(18)進(jìn)行控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，其特征在于，裝置中還設(shè)有進(jìn)水控制系統(tǒng)，包括水箱(5)、水泵(6)、液位計(7)，所述液位計(7)置于反應(yīng)池(8)內(nèi)，并與所述水泵(6)信號連接，所述水泵(6)通過管道分別與水箱(5)和反應(yīng)池(8)的進(jìn)水口連通；液位計(7)檢測液位信號并通過信號反饋控制水泵(6)的運行。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，其特征在于，所述進(jìn)水控制系統(tǒng)前設(shè)有預(yù)過濾系統(tǒng)(3)，為砂濾池、活性炭濾池、曝氣生物濾池、膜生物反應(yīng)器、活性棉、微濾中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，其特征在于，所述藥劑投加系統(tǒng)(9)包括多根投藥管，安裝于催化反應(yīng)池的中下部，投藥管在安裝深度和平面位置上均呈交錯布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，其特征在于，所述攪拌系統(tǒng)包括多個攪拌器(10)，攪拌器(10)布置于浸沒式催化陶瓷膜組件(11)周圍；所述攪拌器(10)上設(shè)置至少兩層葉片，葉片外徑自上而下遞增，葉片位置分布于浸沒式催化陶瓷膜組件(11)的中部和下部。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過硫酸鹽活化高級氧化/浸沒式催化陶瓷膜過濾原位耦合裝置，其特征在于，裝置中還設(shè)有曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)包括設(shè)于反應(yīng)池(8)內(nèi)下部的至少一組穿孔曝氣管(12)，所述穿孔曝氣管(12)連接有氣體流量計(13)和空氣泵(14)。

9.權(quán)利要求1-8任一項所述裝置的凈水處理方法，包括下述步驟：

將待處理水送入反應(yīng)池(8)，由藥劑投加系統(tǒng)(9)向反應(yīng)池(8)內(nèi)投加藥劑，同時開啟攪拌系統(tǒng)，當(dāng)曝氣系統(tǒng)存在時也一并開啟，過濾后的水進(jìn)入浸沒式催化陶瓷膜組件(11)中浸沒式催化陶瓷膜的集水通道內(nèi)，并通過出水控制系統(tǒng)抽出。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水處理方法，其特征在于，所述藥劑為過硫酸鹽，包括過一硫酸鉀、過一硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫酸鈉中的一種或幾種組合，投加量與進(jìn)水中有機物含量的質(zhì)量比值為2～10:1；

所述浸沒式催化陶瓷膜的通量在5～50L/m²·h范圍內(nèi)；

所述出水控制系統(tǒng)控制浸沒式催化陶瓷膜內(nèi)抽吸壓力為10～50kPa，當(dāng)抽吸泵前真空表負(fù)壓高于50kPa時，關(guān)閉出水控制系統(tǒng)，開啟反沖洗系統(tǒng)。