[發(fā)明專利]管狀多孔鈦膜-臭氧接觸反應裝置及其水處理方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911135038.9 | 申請日： | 2019-11-19 |
| 公開（公告）號： | CN111003788B | 公開（公告）日： | 2021-05-04 |
| 發(fā)明（設計）人： | 姚宏;李新洋;張家赫;張濟民 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京交通大學 |
| 主分類號： | C02F1/72 | 分類號： | C02F1/72;C02F1/78;C02F101/30 |
| 代理公司： | 北京市商泰律師事務所 11255 | 代理人： | 姜威 |
| 地址： | 100044 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 管狀 多孔 臭氧 接觸 反應 裝置 及其 水處理 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種管狀多孔鈦膜?臭氧接觸反應裝置及其水處理方法，腔體、管狀膜電極和對電極；管狀多孔鈦膜電極設置于所述腔體中心，對電極設置在管狀膜電極的內(nèi)部，對電極與管狀多孔鈦膜電極之間設置有分隔材料，用于防止短路；腔體上的底部和頂部分別設置有進氣口和出氣口，管狀多孔鈦膜電極的下端與上端分別為進水口與出水口，用于使廢水流入和流出所述管狀多孔鈦膜電極；使用時，當管狀多孔鈦膜電極作為陰極，對電極作為陽極，當管狀多孔鈦膜電極作為陽極，對電極作為陰極。本裝置可以實現(xiàn)整個體系中臭氧無泡高效傳質(zhì)同時，在膜電極界面高效轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生羥基自由基，用于難降解有機物的快速降解。
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領域，尤其涉及一種管狀多孔鈦膜-臭氧接觸反應裝置及其水處理方法。
背景技術(shù)
近年來，臭氧催化氧化技術(shù)在水處理領域中得到廣泛的應用。然而，為了提高臭氧催化的效果，增強臭氧傳質(zhì)成為研究的主要方向。近些年來，基于膜無泡曝氣的膜-臭氧接觸反應器成為研究的熱點。專利(申請?zhí)?01710583322.7)通過采用無機疏水膜材料如聚四氟乙烯(PTFE)、偏四氟乙烯(PVDF)等膜材料作為氣體擴散器，利用膜材料特殊的多孔特征，實現(xiàn)臭氧在膜界面的有效傳質(zhì)。由于整個傳質(zhì)過程中不產(chǎn)生氣泡，引起傳質(zhì)效率高，臭氧利用率也高。為了進一步提高臭氧催化轉(zhuǎn)化效率，Tony等人(Tony Merle，Wouter Pronk，Ursvon Gunten，MEMBRO3X,a Novel Combination of a Membrane Contactor with AdvancedOxidation(O3/H2O2)for Simultaneous Micropollutant Abatement and BromateMinimization，Environ.Sci.Technol.Lett.2017,4,5,180-185)膜-臭氧接觸反應器的基礎上，向待測溶液中加入H2O2，使其與臭氧發(fā)生O3/H2O2反應，產(chǎn)生大量的羥基自由基，以促進有機污染物的快速降解。然而，由于H2O2是危險化學品，其運輸和儲存都有嚴格的要求，因此一定程度上限制了該方法的大規(guī)模推廣。眾所周知，電化學還原氧氣產(chǎn)生H2O2具有原位產(chǎn)生，經(jīng)濟廉價，易操控的特點，被水處理領域廣泛應用。然而，傳統(tǒng)的有機膜材料均不導電，無法通過電化學作用開展相關研究。即便有機膜可以通過負載導電層實現(xiàn)導電性的提升，但是導電層的穩(wěn)定性，導電性仍需要進一步提升。
管狀多孔鈦膜以其優(yōu)異的導電性、耐臭氧、耐酸堿、耐有機溶劑和優(yōu)良的傳質(zhì)，因此被廣泛應用于制藥、水處理和食品加工等過程進行精密過濾。與此同時，管狀多孔鈦膜還具有三維多孔、電化學穩(wěn)定性好、抗氧化性強以及比表面積高的獨特優(yōu)勢。多孔鈦材料不僅可以作為金屬膜材料基體，同時由于其優(yōu)良的多孔特性和耐腐蝕性，也是作為臭氧曝氣的主要材料，已經(jīng)廣泛應用于臭氧水處理的實際工程中。
因此，亟需開發(fā)一種可以實現(xiàn)整個體系中臭氧無泡高效傳質(zhì)同時，能夠在膜電極界面高效轉(zhuǎn)化的水處理裝置，以實現(xiàn)整個體系中臭氧無泡高效傳質(zhì)同時，在膜電極界面高效轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生羥基自由基，用于難降解有機物的快速降解。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種管狀多孔鈦膜-臭氧接觸反應裝置及其水處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)問題中的缺陷。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
本發(fā)明提供了一種管狀多孔鈦膜-臭氧接觸反應裝置，包括：腔體、管狀膜電極和對電極；
所述的管狀多孔鈦膜電極設置于所述腔體中心，所述的對電極設置在管狀膜電極的內(nèi)部，所述的對電極與管狀多孔鈦膜電極之間設置有分隔材料，用于防止短路；
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