[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

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• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108640227A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 田家宇;王松雪;高珊珊;任芝軍;張彥平;佟利輝
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 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權代理有限公司 12226
• 代理人: 韓敏

本發(fā)明提供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，包括反應池，反應池內設有浸沒式催化陶瓷膜組件，所述浸沒式催化陶瓷膜組件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)，所述反應池內還設有攪拌系統(tǒng)和藥劑投加系統(tǒng)。本發(fā)明集雙重凈水功能于一體，具有較高的凈水效率。

技術領域

本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及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。

背景技術

隨著人口數(shù)量的增大和經濟的快速發(fā)展，同時環(huán)保措施相對滯后，我國大部分地表水源均已受到不同程度的污染，在飲用水中已經發(fā)現(xiàn)了種類眾多的對人體有毒害的微量有機污染物，如致癌、致畸、致突變物質等和氯化消毒副產物等。與此同時，為保證廣大居民的飲用水衛(wèi)生、安全，我國的飲用水水質標準也不斷提高。在這種背景下，傳統(tǒng)的“混凝—沉淀—過濾”水處理工藝已不能滿足制備優(yōu)質飲用水的要求。

過硫酸鹽活化高級氧化技術對于去除水中難降解有機污染物極為有效，過硫酸鹽在催化劑的作用下能夠產生具有超強氧化能力的自由基，可以有效氧化分解水中微量有毒有機污染物。過硫酸鹽催化氧化主要有均相和非均相催化氧化兩種形式。在均相催化體系中，使用的催化劑為過渡態(tài)金屬離子，此催化過程簡單易行，但為防止金屬離子沉淀，反應過程的pH需嚴格控制。同時，金屬離子催化劑的回收比較困難，易造成催化劑的損失和二次污染。在非均相體系中，使用的催化劑為固態(tài)顆粒，此催化過程適應能力較強，且催化劑回收相對容易。但是，不論是均相還是非均相催化過程，催化劑回收再利用都是不可避免的問題。這個問題提高了凈水成本，制約了工藝的推廣應用。

近年來，隨著無機陶瓷膜制備技術的日趨成熟、低成本陶瓷膜材料的快速發(fā)展，陶瓷膜在飲用水處理中的應用受到了越來越廣泛的關注，并表現(xiàn)出良好的前景。而且，陶瓷膜具有優(yōu)異的物化穩(wěn)定性，可耐強烈的化學氧化條件，是一種優(yōu)良的高級氧化催化劑載體。因此，將催化劑負載于陶瓷膜之上，構建過硫酸鹽催化氧化和陶瓷膜過濾原位耦合體系，不僅可以解決傳統(tǒng)水處理工藝對微量難降解有機物去除效率低的典型問題，同時也能夠解決過硫酸鹽高級氧化技術中催化劑回收難的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供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，集雙重凈水功能于一體，具有較高的凈水效率。

本發(fā)明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，包括反應池，反應池內設有浸沒式催化陶瓷膜組件，所述浸沒式催化陶瓷膜組件由至少一個浸沒式催化陶瓷膜具組成，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)，所述反應池內還設有攪拌系統(tǒng)和藥劑投加系統(tǒng)。

其中，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可以擇一或優(yōu)選同時負載于陶瓷膜表面和孔道內部，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的浸沒式催化陶瓷膜優(yōu)選在反應池內呈環(huán)形均布，并與池壁之間留出0.1～1.0m的間隔。