[發明專利]正滲透-三維電極聯合反應器及其去除污水中PPCPs的方法

在審

• 申請號: 201810839220.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108947033A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 劉鵬霄;李厚芬;趙慶;李穎;盧靜;侯彬
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F101/30
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明公開了正滲透?三維電極聯合反應器及其去除污水中PPCPs的方法，該正滲透?三維電極聯合反應器包括頂板、陽極網、硅膠密封墊A、活性炭三維粒子、陰極網、正滲透膜、硅膠密封墊B和底板，陽極與陰極安裝在硅膠密封墊內，活性炭三維粒子位于兩電極之間，正滲透膜位于兩硅膠墊之間。本發明提出的正滲透?三維電極聯合反應器及其去除污水中PPCPs的方法，利用正滲透膜的截留作用實現對PPCPs的有效截留，同時利用三維電極的電化學氧化作用實現對截留PPCPs的氧化降解，從而實現對PPCPs的無害化去除；低壓反滲透裝置既確保了汲取液濃度的穩定又使得進入汲取液中的PPCPs能夠被再次截留，從而保證了良好的出水水質；整體實現了對PPCPs的同時截留和降解。

技術領域

本發明涉及到污水處理技術領域，特別涉及正滲透-三維電極聯合反應器及其去除污水中PPCPs的方法。

背景技術

藥物與個人護理品（Pharmaceuticals and Personal Care Products, PPCPs）的環境污染問題是近年來國內外關注的熱點。PPCPs種類繁多，包括了抗生素、止痛藥、減肥藥、降壓藥等各類藥物及護膚品、牙膏、香水等各種個人護理品中的主要化學物質。PPCPs已在海洋、河流、湖泊、地下水、土壤等諸多自然環境中頻繁檢出，雖然其在自然水體中的濃度相對較低（納克級、微克級），但由于藥物與護理品的頻繁、廣泛使用，致使PPCPs可持續輸入到環境中，目前的研究已證實自然環境中的某些PPCPs具有生物積累性及毒性，從而導致某些生物的生長與繁殖異常。可見，PPCPs的環境危害不容忽視，采用有效手段從源頭上控制PPCPs進入環境迫在眉睫。

污水處理廠出水被認為是PPCPs進入環境的重要源頭之一，原因是傳統的污水處理工藝并不能有效去除污水中來自人體排泄物的殘留藥物，及洗漱廢水中的護理品成分等難生物降解的化合物。因此，研究高效去除污水處理廠二級出水中PPCPs的技術方法至關重要，對實現PPCPs減排，控制PPCPs的環境風險具有重要意義。

正滲透是一種新型的膜分離技術，它無需外加壓力，而是依靠半滲透性膜兩側的滲透壓差作為驅動力將水分子從原料液（低化學勢）轉移至汲取液（高化學勢），稀釋的汲取液可借助過濾、熱揮發等方法獲取純水。它具有運行能耗低、膜污染程度輕、對污染物有較高截留率等優點，在水處理領域擁有良好的應用前景。因此，采用正滲透技術去除污水處理廠出水中PPCPs等新興有機污染物的研究逐漸興起。研究結果表明，正滲透膜對于PPCPs的截留效果良好。然而，正滲透法只是實現了PPCPs的分離與濃縮，并沒有將PPCPs降解而實現無害化。因此，正滲透濃縮液中PPCPs的處置是采用正滲透技術去除污水中PPCPs亟待解決的問題之一，因此提出正滲透-三維電極聯合反應器及去除污水中PPCPs的方法。

發明內容

為解決正滲透處理含PPCPs污水時濃縮液中PPCPs處理不便的問題，本發明的目的在于提供正滲透-三維電極聯合反應器及其去除污水中PPCPs的方法，可對污水中的PPCPs進行同時截留和降解，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：正滲透-三維電極聯合反應器，包括頂板、陽極網、硅膠密封墊A、活性炭三維粒子、陰極網、正滲透膜、硅膠密封墊B和底板，陽極網和陰極網安裝在硅膠密封墊A的內，活性炭三維粒子安裝在兩電極之間，硅膠密封墊B位于硅膠密封墊A的下端，正滲透膜安裝在硅膠密封墊A和硅膠密封墊B之間，硅膠密封墊A和硅膠密封墊B加裝在頂板和底板間。

優選的，正滲透膜將該反應器分隔為正滲透與三維電極結合室和汲取液流動室。

優選的，陰極網位于正滲透膜上方2mm處，陰極網與正滲透膜平行，陰極網的厚度為1mm。

優選的，陽極網位于陰極網上方5mm處，陽極網與陰極網平行，陽極網的厚度為1mm。