一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3-膜电化学处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及环境工程处理技术领域，涉及一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑

【技术实现步骤摘要】
一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置及方法


[0001]本专利技术涉及环境工程处理
，尤其涉及一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置及方法。

技术介绍

[0002]常规臭氧催化氧化技术因其环境友好特性，在渗滤液浓缩液处理领域中得到了广泛应用。为增强臭氧的传质效率和利用效率，微气泡曝气、催化剂添加、高级氧化技术耦合和膜分离等技术改进成为基于臭氧的高级氧化技术的研究热点。催化剂强化臭氧工艺可提高自由基的生成，但均相的臭氧催化剂投加过程繁琐，催化剂流失严重，导致处理成本增加，固定式的非均相的臭氧催化可解决催化剂流失问题，但降低了催化剂与臭氧的接触传质；电化学的耦合作用可以利用臭氧夹杂着的大量氧气，转化为H2O2进一步催化臭氧，产生更多的自由基，但传统电化学氧化技术存在传质速率较慢的问题。利用膜过滤可进一步强化渗滤液浓缩液中污染物的去除，但膜污染问题降低了膜的使用寿命。
[0003]CN113184955A构建了一种处理有机农药废水的臭氧
‑
膜电极耦合一体式反应系统，可提高有机物去除率和矿化率、降低出水毒性，利用臭氧将大分子分解为小分子以减轻膜污染的影响，但其中起主要作用的氧化因子为臭氧和转化的羟基自由基，系统中作用机制未考虑臭氧中夹杂着的大量氧气的浪费，同时渗滤液浓缩液中大量的氯离子也是潜在的可利用物质。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置及方法，用于解决渗滤液浓缩液难降解有机物的去除难题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，包括臭氧发生器、渗滤液浓缩液调节罐、气液混合微气泡发生泵、臭氧溢流反应罐、膜电化学反应罐；
[0007]其中通过所述臭氧发生器制得臭氧输送至所述气液混合微气泡发生泵中；
[0008]所述渗滤液浓缩液调节罐与所述气液混合微气泡发生泵连通，并输送至所述臭氧溢流反应罐中，其中所述臭氧溢流反应罐通过其上部溢流堰流入膜电化学反应罐内，其中所述膜电化学反应罐的内膜截留液经回流泵进入所述渗滤液浓缩液调节罐中；其中膜出水经出水泵引出。
[0009]进一步的，所述渗滤液浓缩液调节罐包括用于检测浓缩液pH的探头和测定仪、设置在罐体内的搅拌器、自动控制器、pH调节药剂罐、控制泵。
[0010]再进一步的，所述pH测定仪作为所述自动控制器的信号输入端，其信号控制端连接所述控制泵，以调节所述pH调节药剂罐对所述渗滤液浓缩液调节罐内的加药量。
[0011]再进一步的，所述膜电化学反应罐包括直流电源、阳极板、阴极板。
[0012]再进一步的，所述膜电化学反应罐的出水通过出水泵排出。
[0013]再进一步的，在所述膜电化学反应罐内布置多片所述阳极板和多片所述阴极板。
[0014]再进一步的，所述膜电极为将极板放置在浸入式超滤膜两侧，所述超滤膜的孔径为1
‑
10μm，其孔隙率60％
‑
80％，其比表面积为4
‑
8m2/g；所述极板材质为钛、铜、石墨或钛镀贵金属的材质制成。
[0015]再进一步的，所述臭氧溢流反应罐(5)高径比为8/1
‑
12/1，其上端为高径比为1/3
‑
1/4的溢流堰。
[0016]一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理方法，其包括
[0017]S1将经pH调节的渗滤液浓缩液和经氧气源制备的高浓度臭氧在气液混合微气泡发生泵中混合产生高含臭氧的渗滤液浓缩液；
[0018]S2渗滤液浓缩液进入臭氧溢流反应罐，该反应区域作用机制为渗滤液浓缩液在臭氧催化剂作用下，产生大量的羟基自由基，在臭氧的直接和间接氧化下可将大部分有机物降解，渗滤液浓缩液自上而下运动，经顶端溢流堰流入膜电化学反应罐；
[0019]S3在膜电化学反应罐中，浓缩液进入膜电化学反应罐后，膜截留液经回流泵进入所述渗滤液浓缩液调节罐，膜出水经出水泵排出，其中流失的臭氧催化剂经收集后回到臭氧溢流反应罐；
[0020]其中膜与电极的耦合作用，一方面电化学可将大量剩余的氧气可在阴极转化为H2O2，进一步催化剩余O3，转化为羟基自由基，渗滤液浓缩液中的氯离子在阳极作用下，转化为活性氯和氯自由基；另一方面，膜的引入可以利用其微孔径，加速自由基在其中的传质过程，同时可截留前端的臭氧催化剂。
[0021]进一步的，所述臭氧催化剂为铝系、镁系、铁系、稀土系金属氧化物或活性炭、氮化碳、生物炭等碳基材料及多金属负载材料；其中流失的臭氧催化剂经收集后回到臭氧溢流反应罐。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0023]本专利技术提出了一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置及方法，通过分段梯度式利用臭氧、氧气、氯离子达到了渗滤液浓缩液中难降解有机物的低能耗、高效去除的目的。
[0024]本专利技术的作用机制：催化微纳米O3的作用是充分利用前期高浓度臭氧，已到达较高的处理效能；膜与电极的耦合作用：(1)电化学可将大量剩余的氧气可在阴极转化为H2O2，进一步催化剩余低浓度O3，转化为羟基自由基，渗滤液浓缩液中的氯离子在阳极作用下，转化为活性氯和氯自由基(2)膜的引入可以利用其微孔径，加速自由基在其中的传质过程，同时可截留前端的臭氧催化剂(3)电化学作用可降低膜污染。
附图说明
[0025]下面结合附图说明对本专利技术作进一步说明。
[0026]图1为本专利技术渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置的示意图。
[0027]附图标记说明：1
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氧气源；2
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臭氧发生器；3
‑
渗滤液浓缩液调节罐，301
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pH探头，302
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搅拌器，303
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pH测定仪，304
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自动控制器，305
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pH调节药剂罐，306
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控制泵；4
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气液混合微气泡发生泵；5
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臭氧溢流反应罐；6
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膜电化学反应罐，601
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直流电源，602
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阳极板，603
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阴极板，604
‑
回流泵，605
‑
出水泵。
具体实施方式
[0028]本实施例中公开了一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，包括臭氧发生器2、渗滤液浓缩液调节罐3、气液混合微气泡发生泵4、臭氧溢流反应罐5、膜电化学反应罐6；
[0029]其中所述臭氧发生器2通过管路连通氧气源1，制得臭氧输送至所述气液混合微气泡发生泵4中；如图所示，其中所述臭氧发生器2连通有氧气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，其特征在于：包括臭氧发生器、渗滤液浓缩液调节罐、气液混合微气泡发生泵、臭氧溢流反应罐、膜电化学反应罐；其中通过所述臭氧发生器制得臭氧输送至所述气液混合微气泡发生泵中；所述渗滤液浓缩液调节罐与所述气液混合微气泡发生泵连通，并输送至所述臭氧溢流反应罐中，其中所述臭氧溢流反应罐通过其上部溢流堰流入膜电化学反应罐内，其中所述膜电化学反应罐的内膜截留液经回流泵进入所述渗滤液浓缩液调节罐中；其中膜出水通过出水泵引出。2.根据权利要求1所述的渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，其特征在于：所述渗滤液浓缩液调节罐包括用于检测浓缩液pH的探头和测定仪、设置在罐体内的搅拌器、自动控制器、pH调节药剂罐、控制泵。3.根据权利要求2所述的渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，其特征在于：所述pH测定仪作为所述自动控制器的信号输入端，其信号控制端连接所述控制泵，以调节所述pH调节药剂罐对所述渗滤液浓缩液调节罐内的加药量。4.根据权利要求1所述的渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，其特征在于：所述膜电化学反应罐内设置有连通直流电源的阳极板和阴极板。5.根据权利要求4所述的渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，其特征在于：所述膜电化学反应罐的出水通过出水泵排出。6.根据权利要求4所述的渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，其特征在于：在所述膜电化学反应罐内布置多片所述阳极板和多片所述阴极板。7.根据权利要求6所述的渗滤液浓缩液催化微纳米O3‑
膜电化学处理装置，其特征在于：所述膜电极为将极板放置在浸入式超滤膜两侧，所述超滤膜的孔径为1
‑
10μm，其孔隙率60％
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【专利技术属性】
技术研发人员：楼紫阳，王辉，耿涌，刘伟，胡星，叶永姣，潘杰，
申请(专利权)人：上海交通大学重庆研究院，
类型：发明
国别省市：