申请日2014.04.02
公开(公告)日2015.02.11
IPC分类号C02F1/44; C02F1/72
摘要
本实用新型涉及一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置，主要包括预涂动态膜催化氧化反应器和预反应器，预涂动态膜光催化反应器通过其进水口及出水口和预反应器连接形成回路，预涂动态膜光催化反应器内部设1根及以上单通道无机膜管及气体分布板，其底部连接抽吸泵和空压机，预反应器上中部设有废水进水管，左右上角设有气体排放口和雾沫挡板，底部设有气液分布板，在空气提升与循环作用下，纳米涂膜剂在无机膜表面形成孔径明显小于固体催化剂粒径的动态膜层，不仅可以完全回收装置中的固体催化剂，而且有效控制浓差极化层厚度，减缓污染物对动态膜和陶瓷膜管的堵塞，而从简化无机膜管的清洗再生工艺，延长运行周期，降低运行费用。
权利要求书
1.一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置，其特征在于，包括抽吸泵(1)、空压机(5)、预涂动态膜催化氧化反应器(9)和预反应器(14)，预涂动态膜光催化反应器(9)通过其进水口(12)及出水口(10)和预反应器(14)连接形成回路。
2.根据权利要求1所述一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述的预涂动态膜催化氧化反应器(9)为圆筒形，内部设1根及以上单通道无机膜管(7)，下部设有气体分布板(8)。
3.根据权利要求1所述一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述的预反应器(14)上部中心位置设有废水进水管(15)，左右上角设有气体排放口(16)和雾沫挡板(18)，底部设有气液分布板(19)。
4.根据权利要求1所述一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置，所述的单通道无机膜管(7)为超滤膜，涂膜剂平均粒径在10~100nm范围内;无机膜管(7)为微滤膜，涂膜剂平均粒径在100~1000nm范围内。
5.根据权利要求2所述的一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置，其特征在于废水进水管(15)底端出口为喇叭形，并位于气液分布板(19)的正上方。
说明书
一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置。
背景技术
近年来，随着我国化学工业的快速发展，每年都会产生大量的有机废水，其中难降解有机废水占了相当大的比例，若不加以有效治理，势必对人类社会环境造成巨大的威胁，也引起的国内外专家的高度重视。使用生物法或物化法等传统方法并不能将该类废水有效处理，很难满足达标排放的要求。近年出现的高级催化氧化技术在难降解有机废水在矿化率高方面显示出独特优势。研究显示，高级催化氧化技术和其他水处理技术组合集成的技术可表现出较好的处理效果，如和膜分离技术组合能有效解决固液分离困难以及催化剂流失等问题，保证工艺连续稳定运行。
利用高级催化氧化技术与膜分离技术组合集成也公开了一些相关的技术，如公开号为CN103011374A、CN102515396 A、CN102001773A等，这些技术通过分离膜连续截留反应器中的催化剂颗粒物及未降解大分子物质，实现被截留有机物质的进一步被氧化及催化剂的充分回收利用，实现装置有效运行。但也存在一些不足之处：一些中间降解小分子产物还没来得及被完全氧化就透过了分离膜随渗透液一起流出，影响了最终处理效果;同时还有些有机污染物没被充分氧化就进入了膜孔内，造成膜孔堵塞，并且膜面形成阻力非常高的滤饼凝胶层，膜的污染十分严重，使得分离膜的清洗再生更加困难，增加了膜元件更换和清洗的频率。公开号为CN201648052U利用预涂动态膜和光催化技术集成，组成预涂动态膜光催化反应器，虽然预涂动态膜能表现出较强的抗污染能力，但其用到了紫外光源，也存在有一些不足之处：一方面溶液中微纳催化剂容易附着在灯管外壁面，降低了光源的辐射强度，影响了催化效果;另一方面分离膜并不能完全有效接受紫外光的照射，影响了膜面污染物的降解，使得分离膜的抗污染性能不能较好地体现出来。
实用新型内容
实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种高效、低廉的一种预涂动态膜催化氧化处理有机废水装置。该装置把预涂动态膜和化学催化氧化技术进行了有效集成，具有反应效率高，催化剂回收利用充分，并能充分发挥预涂动态膜的抗污染能力，其清洗工艺简单，运行成本低廉等优点。
为达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案：由抽吸泵、空压机、预涂动态膜催化氧化反应器、内循环式预反应器组成。预涂动态膜催化氧化反应器为圆筒形，内部设1根及以上单通道无机膜管，无机膜管可以是超滤膜，也可以微滤膜。预涂动态膜催化氧化反应器下部设有圆形气体分布板，其顶部设有封盖板，其底部设有固定板及法栏，用硅橡胶密封圈和封盖板对无机膜管上端进行则封和端封。用硅橡胶密封圈和固定板对无机膜管下端进行侧封，无机膜管下端口和法栏相通，气体分布板的直径是预涂动态膜催化氧化反应器筒体半径的0.75倍。气体分布板通过管道和转子流量计连接，转子流量计再和阀门相连，阀门再通过三通管分别和空压机和三通阀相连，空压机出口设有压力表，三通阀另两端分别和抽吸泵及法栏相连，预涂动态膜催化氧化反应器上部出水管和预反应器下部设置的圆形气液分布板相连。预反应器下部为倒圆锥体形，中部为圆筒形，上部为扩大段，其整体高度和预涂动态膜催化氧化反应器的高度相等，其中部位置和出水管处于同一高度。预反应器左右上角设有气体排放口和雾沫挡板，其上部中心位置设有废水进水管，废水进水管和阀门相连，进水管旁边设有药剂投放管，废水进水管底端出口为喇叭形，并位于气液分布板的正上方，气液分布板直径等于预反应器中部圆筒的半径，气液分布板孔径在2~5mm范围内。预反应器底部通过阀门和预涂动态膜催化氧化反应器的进水口连接，预反应器底部设有排空阀。
装置中所用的涂膜剂为无机粉体材料，如高岭土、ZnO、MnO2、TiO2、MgO、ZrO2等，若膜管为无机超滤膜，涂膜剂平均粒径在10~100nm范围内;若膜管为无机微滤膜，涂膜剂平均粒径在100~1000nm范围内;催化剂为固体催化剂，其活性组分为CuO、ZnO、MnO2、V2O5、CeO2等金属氧化物中的一种或几种，载体为活性碳、硅藻土、γ-Al2O3中的一种，平均粒径在2~30μm范围内;氧化剂为H2O2。
本实用新型的优点在于：在空气提升与循环作用下，溶液在反应器内外形成循环流动模式，大大降低分子扩散阻力，而获得较高氧化效率;纳米涂膜剂在无机膜表面形成孔径明显小于固体催化剂粒径的动态膜层，不仅可以完全回收装置中的固体催化剂，而且能有效防止固体催化剂在动态膜层表面的沉积;当一些中小分子污染物进入膜面浓差极化层、沉积到预涂动态膜表面或进入预涂动态膜孔内时，形成的膜污染物可被氧化剂充分氧化，大大降低浓差极化层厚度，减缓预涂动态膜和陶瓷膜管的堵塞，使膜污染阻力始终维持在较低的水平，达到有效减缓无机膜管污染的目的，从而简化无机膜管的清洗再生工艺，延长装置的运行周期，大大降低运行费用。