[发明专利]用于臭氧水处理的卷式膜接触器及方法

说明书

一种用于臭氧水处理的卷式膜接触器及方法，该卷式膜接触器包括中心管，两端分别为管内互不连通的进气端和出气端；以及膜元件，为由第一疏水膜、气相隔网、第二疏水膜和液相隔网堆叠而成的板式膜，以第一疏水膜贴向中心管进行卷绕，膜元件的两端为进水端和出水端；其中：通过封装线对第一疏水膜、气相隔网和第二疏水膜进行加封形成气相流道；第二疏水膜、液相隔网和第一疏水膜在卷绕后形成液相流道，自膜元件一侧的进水端沿着中心管轴向直通膜元件另一侧的出水端。本发明将板式疏水膜通过卷制后装填于膜壳内，增大装填密度，提高臭氧膜接触传质效率。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及膜接触传质技术和臭氧水处理技术，尤其涉及一种用于臭氧水处理的卷式膜接触器及方法。

背景技术

我国水资源短缺问题严重，分布不均匀，并且水污染问题严重，水处理技术在解决水污染问题方面发挥着重大的作用。在这些技术中，臭氧水处理技术在很多方面有着明显的优势。臭氧具有良好的氧化、消毒、脱色等能力，在饮用水处理中可作为消毒剂和氧化剂；在废水处理中，可应用于工业废水等难降解废水的处理。然而，臭氧水处理技术在应用中受到两方面因素的制约：1)臭氧的气液间传质效率较低；2)臭氧分解转化为·OH的效率有待提高。

目前，臭氧发生器多以氧气瓶或制氧机供氧，在电场作用下将氧气转化为臭氧。臭氧发生器产生的气体中，臭氧只占很少一部分，氧气含量为84％-92％，臭氧分压较低，限制了臭氧的气液间传质。另一方面臭氧与废水的接触方式导致了臭氧传质效率不高，再一次造成了资源的浪费。传统的臭氧接触方式大多为填料塔、喷雾塔、鼓泡塔等，不但传质效率不够高，而且容易出现液泛、乳液、泡沫、气雾夹带等问题。

膜接触器用于臭氧气液间传质，可以在单位体积内提供较大的气液接触面积，促进臭氧传质，并且避免液泛、乳液、泡沫、气雾夹带等问题。常用的膜接触器一般有中空纤维式膜接触器和板式膜接触器。但板式膜接触器装填密度较低，中空纤维式膜接触器受制膜工艺影响，应用受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于臭氧水处理的卷式膜接触器及方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

作为本发明的一个方面，提供了一种用于臭氧水处理的卷式膜接触器，包括中心管和膜元件，其中：

中心管，两端分别为进气端和出气端，所述进气端和出气端在管内互不连通；

膜元件，为由第一疏水膜、气相隔网、第二疏水膜和液相隔网依次堆叠而成的板式膜，所述膜元件以第一疏水膜贴向所述中心管并卷绕在所述中心管上，在所述膜元件的两端分别为进水端和出水端；其中：

通过封装线对所述第一疏水膜、气相隔网和第二疏水膜进行加封形成气相流道，所述气相流道自所述进气端绕着中心管周向通向所述出气端；

所述第二疏水膜、液相隔网和第一疏水膜在卷绕后形成液相流道，所述液相流道自膜元件一侧的进水端沿着中心管轴向直通膜元件另一侧的出水端。

作为本发明的另一个方面，提供了一种使用如上所述的卷式膜接触器进行臭氧水处理的方法，包括以下步骤：

将臭氧自中心管的进气端通入膜元件的气相流道，将原水自膜元件一侧的进水端通入膜元件的液相流道，所述臭氧和原水在各自的流道内独立流动；

臭氧通过第一疏水膜和第二疏水膜扩散至液相侧的原水中，氧化去除原水中的有机污染物；

剩余的臭氧自中心管的出气端流出，经氧化处理后的产水自膜元件另一侧的出水端流出。

基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：