[发明专利]一种定向自修复平板陶瓷膜组件的水处理方法及处理装置

权利要求书

1.一种定向自修复平板陶瓷膜组件的水处理方法，其特征在于：先在平板膜片表面上设置有颗粒大小为10-300nm的纳米催化型二氧化钛非对称分离膜，然后将平板膜片组装成用于水处理的平板陶瓷膜组件，在平板陶瓷膜组件中的平膜片之间设置有能随机对平板陶瓷膜表面进行上下擦洗的旋转毛刷辊，所述平板膜片之间设置有紫外线发生装置，并在反冲洗时的介质中加入臭氧和H₂O₂，所述纳米催化型二氧化钛非对称分离膜为纳米二氧化钛膜或掺杂二氧化钛膜及可产生光催化作用的膜，并经过高温烧制和载体牢固结合。

2.根据权利要求1所述的一种定向自修复平板陶瓷膜组件的水处理方法，其特征在于：当紫外线照射到二氧化钛晶体时，半导体微粒吸收光，产生电子-空穴对，在半导体与溶液界面之间的空间电荷层的电场作用下，光生电子和空穴有效地分离并迁移到TiO₂微粒表面的不同位置，光生空穴有很强的得电子能力，可夺取吸附于半导体膜表面的有机物或溶剂中的电子，使原本不吸收入射光的物质活化而被氧化，而电子受体则可以通过二氧化钛微粒表面的电子而被还原,水溶液中的光催化氧化还原反应就在二氧化钛微粒表面进行,吸附于二氧化钛微粒表面的水分被光生空穴氧化后,生成氧化能力和反应活性极强的氢氧自由基;另外光生电子还原水中的溶解氧,通过反应生成氧化氢自由基和过氧化氢,过氧化氢生成氢氧自由基.、氢氧自由基是水中存在的氧化剂总反应活性最强的而且对作用物无选择性,对细胞的作用表现为对其DNA复制和细胞膜的代谢带来有害的影响,H₂O₂也有很强的杀菌作用.，综合上述,产生的杀菌效果是无毒性和杀灭及降解作用,并能够持续发挥效果。

3.根据权利要求1所述的一种定向自修复平板陶瓷膜组件的水处理方法，其特征在于：所述在反冲洗时，在反向清洗的清水或洁净压缩空气中加入臭氧和H₂O₂，便于臭氧从内部反向进行分解有机物和细菌体，并且溢出膜表面的臭氧在紫外线的作用下能产生羟基自由基进一步提高臭氧的利用率和分解有机物的能力和效率，以彻底清除由细菌体和有机物造成的膜内部污染。

4.根据权利要求1所述的一种定向自修复平板陶瓷膜组件的水处理方法，其特征在于：当污染有机物在纳米二氧化钛膜表面形成一层厚膜时，遮挡了紫外光的入射，进而屏蔽了紫外光，最终破坏了二氧化钛膜和紫外光的相互作用时，机械刷可以强制刷除大部分在平板陶瓷膜表面的有机物及无机物，露出二氧化钛膜表面，从而使二氧化钛膜和紫外光产生相互作用，进而产生羟基自由基、过氧化氢、氢氧根离子等并迅速分解有机污染物，达到定向清洗修复膜表面的功能。

5.根据权利要求1所述的一种定向自修复平板陶瓷膜组件的水处理方法，其特征在于：所述紫外线发生装置表面的二氧化钛进行光催化作用产生强氧化的羟基自由基、过氧化氢、氢氧根离子、臭氧，能对被截留在平板膜表面上的难降解的有机物进行定向高效分解，从而降低COD等指标，达到净化水质的作用；更主要是利用羟基自由基、过氧化氢、氢氧根离子、臭氧的协同强氧化作用对膜表面和周围的细菌进行定向杀灭和分解，可有效避免或极大减少细菌及微生物代谢物金属离子相互作用在膜表面形成一层凝胶层或细菌在陶瓷膜表面着床并牢固粘附在膜表面上形成覆膜层，有效防止因为细菌体和有机物在膜片通道堵塞而造成的通量下降问题，能使膜片长久保持较大通量，从而达到膜的自行修复。

6.一种定向自修复平板陶瓷膜组件的处理装置，其特征是：它包括组件框体、平板膜组件（11）及过滤反洗装置，所述过滤反洗装置包括变频水泵（22），与清水池相连的过滤阀（21）、空压机（19）、气反冲洗阀（20）和与平板膜组件相连的气反冲洗管（24），所述组件框体为用于固定平板膜片组件和曝气机构的刚性构体，所述平板膜组件包括间隔设置的平板膜片（10）、与平板膜片形成一体的上堵头与下堵头，所述平板膜片上设置有能对膜片表面进行清洗的毛刷辊（9），所述毛刷辊两端设置在承托架（12）上，所述承托架可在组件框体上的平板膜片间作升降运动，所述平板膜片表面上设置有催化二氧化钛分离膜，所述毛刷辊上方设有紫外线发生装置（17）。

7.根据权利要求6所述的一种定向自修复平板陶瓷膜组件的处理装置，其特征是：所述紫外线发生装置为紫外线灯管，所述紫外线灯管外形为圆形、椭圆形、方形、长方形、扁平形。