利用导电滤膜-非均相类芬顿水处理装置对难降解污染物进行深度处理的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及利用导电滤膜

【技术实现步骤摘要】
利用导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置对难降解污染物进行深度处理的方法


[0001]本专利技术及利用导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置对难降解污染物进行深度处理的方法，属于废水处理


技术介绍

[0002]废水中难降解污染物的深度处理一直以来是环保行业的难点问题。为了提高难降解污染物的处理效果，开发新型水处理设备、材料和工艺成为环保行业的热点。
[0003]现有工业废水处理流程中，生化工艺是去除废水中有机污染物的重要阶段，但该阶段对难生物降解有机污染物的去除作用微乎其微，因此提高工业废水出水水质的关键在于其中难降解有机污染物的去除。现有难降解污染物的去除工艺种类繁多，如混凝沉淀、活性炭吸附、膜分离等，上述工艺虽能一定程度去除工业废水中难降解有机污染物，但会产生二次污染，如大量药剂使用形成的污泥、失活活性炭；或带来高额建设及运营成本，如膜组件更换及维护等。
[0004]高级氧化技术是一种新型的废水深度处理技术，利用不同条件下产生的具有强氧化性、无选择性的自由基(如羟基自由基
·
OH)，氧化降解废水中难降解有机物至易生物降解的小分子有机物或CO2和水的过程。常见的高级氧化处理技术包括芬顿氧化、臭氧催化氧化以及紫外光催化工艺等。但现有工艺处理效率有限且成本较高，如芬顿氧化消耗大量药剂且产生含铁污泥，臭氧催化氧化存在尾气治理、安全性以及催化剂失活等问题，常规紫外光催化工艺光能利用率低等。因此，如何扬长避短，构建高效的高级氧化体系是工业废水深度处理的研究重点。
[0005]膜分离技术是一种典型的深度处理技术，因其水处理效果好、出水水质稳定、操作简便、设备易于集成等优点，已经在废水深度处理领域中得到了广泛应用。然而，截留作用引起的膜污染，膜的渗透性与选择性之间的权衡以及浓缩物的后续处理等问题限制了膜分离技术的进一步应用。近年来，导电膜技术成为了水处理领域中的新兴研究方向，导电膜可同时实现污染物的尺寸截留和电化学降解，其外加电压的存在可通过调节污染物和膜工作电极之间的相互作用力，抑制污染物在膜上的沉积和富集。
[0006]因此，抑制污染物在膜上的沉积和富集、减少高级氧化工艺催化药剂的使用以及铁、锰等金属离子的排放、提高类芬顿处理效率、缩短水处理流程、提高难降解污染物水处理效果，这对于废水深度处理具有重要意义，具有良好的应用前景。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种利用导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置对难降解污染物进行深度处理的方法。
[0008]本专利技术的处理方法兼具抑制污染物在膜上的沉积和富集、减少高级氧化工艺催化药剂的使用以及铁、锰等金属离子的排放、提高类芬顿处理效率、缩短水处理流程、提高难
降解污染物水处理效果。
[0009]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0010]利用导电滤膜
‑
非均相类芬顿水处理装置对难降解污染物进行深度处理的方法,
[0011]所述的导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置耦合导电滤膜和非均相类芬顿于一体，包括反应器本体，反应器本体一侧设置有进水口，反应器本体侧壁上设置有出水口，出水口连接出水管，在反应器本体内部设置有纵向均等排列的导电滤膜，导电滤膜之间填充有高级氧化催化填料，在与进水口临近的导电滤膜与进水口之间纵向设置有电极板，电极板为阳极，经导线外接直流电源正极，导电滤膜为阴极，经导线外接直流电源负极；
[0012]所述的深度处理方法，包括步骤如下：
[0013]1)电极板和导电滤膜外接低压直流电，外加电场电压为0.5
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10V，废水混合高级氧化药剂后，用恒流泵由进水口注入导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置中；
[0014]2)高级氧化药剂和废水中的污染物迅速扩散到填料和导电滤膜的表面及内部孔洞中，在外加电场作用下，迅速催化分解为强氧化剂
·
OH自由基，形成电场强化非均相类芬顿反应，氧化降解废水中和膜表面的难降解有机污染物；
[0015]3)废水中的难降解有机污染物经膜截留过滤和非均相类芬顿氧化降解而去除，处理完成的水由出水口排出。
[0016]根据本专利技术优选的，反应器本体的材质为有机玻璃、不锈钢或碳钢，横截面为方形或圆形，水力停留时间为2
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120分钟。
[0017]根据本专利技术优选的，导电滤膜为负载了碳纳米管、石墨烯或炭黑材料的导电纳滤膜、导电微滤膜或导电陶瓷膜，其截留孔径为1nm
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1μm。
[0018]根据本专利技术优选的，导电滤膜之间的间距为5
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50cm。
[0019]最为优选的，导电滤膜之间的间距为10cm。
[0020]根据本专利技术优选的，电极板为钛板、钛网、不锈钢板、不锈钢网、Ti/Sb
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SnO2电极板或Ti/PbO2电极板。
[0021]根据本专利技术优选的，反应器本体的底部设置有曝气头，曝气头的间距为5
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50cm，曝气气体采用的是空气或者氧气，曝气强度为5
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25m3/m2·
h。
[0022]根据本专利技术优选的，高级氧化催化填料为负载金属或金属氧化物的基质材料，金属为铁、锰、镍、铜、钴、铂、银或钯，基质材料为活性炭、生物炭、纳米碳材或三维石墨烯。
[0023]根据本专利技术优选的，高级氧化药剂为双氧水、过硫酸盐或次氯酸盐，高级氧化药剂的用量使其浓度达到1
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100mM；进一步优选的，高级氧化药剂的用量使其浓度达到10
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30mM。
[0024]负载了金属或金属氧化物的基质材料的负载方法按现有技术制备得到。
[0025]本专利技术的深度处理方法以导电滤膜和非均相类芬顿水处理装置为核心，利用电极板为阳极，导电滤膜为阴极，并在导电滤膜之间填充具有催化性能的碳材料，形成导电滤膜和非均相芬顿的耦合体系。水处理装置的进水口设置于阳极板一侧，出水口设置于阴极滤膜一侧。高级氧化药剂在催化填料和导电滤膜上被迅速催化分解为强氧化剂
·
OH自由基，氧化降解膜表面和进水中的难降解有机污染物。进水中的污染物经非均相芬顿氧化和膜截留过滤作用被去除，由出水口排出。特别的，如果不加入高级氧化药剂时，曝气作用提供的氧气也可以在催化填料和导电滤膜上被原位还原为H2O2，起到氧化去除污染物的作用。
[0026]本专利技术的技术特点及优点：
[0027]1本专利技术的深度处理方法将导电滤膜和非均相类芬顿氧化方法相结合，以电极板作为阳极，导电滤膜作为阴极，并在导电滤膜之间填充具有催化性能的碳材料，该反应器可同步完成类芬顿反应和膜过滤作用，极大缩短水处理流程，提高水处理效果。
[0028]2、本专利技术的处理方法利用导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置进行，高级氧化药剂在催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置对难降解污染物进行深度处理的方法,所述的导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置耦合导电滤膜和非均相类芬顿于一体，包括反应器本体，反应器本体一侧设置有进水口，反应器本体侧壁上设置有出水口，出水口连接出水管，在反应器本体内部设置有纵向均等排列的导电滤膜，导电滤膜之间填充有高级氧化催化填料，在与进水口临近的导电滤膜与进水口之间纵向设置有电极板，电极板为阳极，经导线外接直流电源正极，导电滤膜为阴极，经导线外接直流电源负极；所述的深度处理方法，包括步骤如下：1)电极板和导电滤膜外接低压直流电，外加电场电压为0.5
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10V，废水混合高级氧化药剂后，用恒流泵由进水口注入导电滤膜
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非均相类芬顿水处理装置中；2)高级氧化药剂和废水中的污染物迅速扩散到填料和导电滤膜的表面及内部孔洞中，在外加电场作用下，迅速催化分解为强氧化剂
·
OH自由基，形成电场强化非均相类芬顿反应，氧化降解废水中和膜表面的难降解有机污染物；3)废水中的难降解有机污染物经膜截留过滤和非均相类芬顿氧化降解而去除，处理完成的水由出水口排出。2.根据权利要求1所述的深度处理的方法，其特征在于，反应器本体的材质为有机玻璃、不锈钢或碳钢，横截面为方形或圆形，水力停留时间为2

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕，王敏，倪晓雨，高宝玉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：