[发明专利]一种氧化纳滤膜反应器

权利要求书

1.一种氧化纳滤膜反应器，由反应-分离系统，增压系统和尾气处理系统组成；其中反应-分离系统由原料泵(A-1)、氧化反应釜(2)、循环管(4)、气体分布板(5)和膜组件(6)组成；增压系统由臭氧发生器(F-1)、缓冲罐(F-2)、气动增压泵(F-3)、空气压缩机(F-4)和稳压罐(F-5)组成；尾气处理系统由臭氧吸收装置(1)组成；其中氧化反应釜(2)从上至下为气液分离区(a)、反应-分离区(b)和沉降区(d)；气液分离区(a)顶部开有料液进口(A)与尾气出口(B)，料液进口(A)通过阀门(V-1)与原料泵(A-1)相连，尾气出口(B)通过阀门(V-2)与臭氧吸收装置(1)相连；反应-分离区(b)由封装了膜元件(7)的膜组件(6)组成，膜元件(7)封装在膜组件(6)中并且在膜组件(6)外部下侧设有渗透液出口(D)；沉降区(d)下部开有卸料口(C)；循环管(4)为对称循环管装在氧化反应釜(2)侧臂，同氧化反应釜相接；布满曝气孔的气体分布板(5)位于沉降区(d)顶部，并通过止回阀(8)和阀门(V-5)依次与气体流量计(9)、稳压罐(F-5)、气动增压泵(F-3)、缓冲罐(F-2)和臭氧发生器(F-1)相连，气动增压泵(F-3)和空气压缩机(F-4)相连；增压系统产生高压臭氧气源(F)。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的氧化反应釜的反应-分离区与气液分离区的高度比为2～8∶1。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于所述氧化反应釜与循环管截面为圆形，氧化反应釜与循环管的内径比为2～12∶1。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的对称循环管为1～5组，循环管回流口开在沉降区顶部与气体分布板相接；入流口开在气液分离区高度的1/4～2/3处。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的气体分布板为圆形，曝气孔为圆孔；曝气孔径为0.5～4mm；气孔间的中心间距为1～8mm。

6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的膜元件为孔径0.9～8nm的单管或多通道陶瓷纳滤膜；其材质至少为Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂或TiO₂中的一种。

7.一种利用权利要求1所述反应器氧化的方法，其具体步骤为：首先将料液通过原料泵(A-1)从料液进口A加入氧化反应釜(2)中，关闭阀门(V-1)；然后开启臭氧发生器(F-1)，产生的臭氧气体经过缓冲罐(F-2)、气动增压泵(F-3)和空气压缩机(F-4)，在稳压罐(F-5)中形成稳定高压臭氧气源F；高压臭氧气源经过气体流量计(9)，通过气体分布板(5)进入氧化反应釜，依靠气体的扰动产生流体密度差使料液在膜通道内与循环管中循环流动，同时与料液反应；通过阀门(V-2)和(V-5)控制膜面气速与跨膜压差进行膜过滤，渗透液从渗透液出口D流出，从而达到去除水体中的有机物，控制出水水质，反应尾气含有残留的臭氧，通过臭氧吸收装置(1)处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于控制稳压罐的压力为0.5～2.5MPa；控制跨膜压差为0.2～1.0MPa。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于控制膜面气速为0.03～0.5m/s。