[发明专利]电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法

权利要求书

1.一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置，包括：

反应室，反应室内设有电催化疏水膜，电催化疏水膜包括电催化层和疏水层；电催化疏水膜将反应室分割为电芬顿区和出水区，电催化层位于电芬顿区一侧，疏水层位于出水区一侧；

气扫单元，与反应室的出水区连接，将反应室产生的水蒸气吹扫至出水单元并为反应室提供氧气；

进水单元，与反应室的电芬顿区连接，为反应室提供原水；以及

出水单元，与反应室的出水区连接，收集反应室的产水；

其中，电催化疏水膜电催化层与电源的负极连接；气扫单元中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂或活化剂可催化或活化H₂O₂产生活性物质，活性物质氧化降解电催化疏水膜附近区域及部分原水主体中的有机物，防止挥发性有机物进入产水；电催化疏水膜界面处原水蒸发，水蒸气通过电催化疏水膜的膜孔后由气扫单元中的气体吹扫进入出水单元，水蒸气冷凝获得产水；

所述反应室内还设有阳极；

所述阳极与电源的正极连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述反应室内还设有隔网；

所述隔网设置在阳极和电催化疏水膜之间，用于隔离阴电极和阳电极并起到均匀布水的作用。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述进水单元包括储水罐和加热组件，所述加热组件与储水罐连接，储水罐中的原水在加热组件加热后进入电芬顿区；

所述出水单元包括冷却组件和产水罐。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电催化疏水膜的厚度为0.05至500μm，孔径为0.1至1 μm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电催化疏水膜的制备方法包括：

（1）在平板疏水膜上抽滤至少一层电催化层材料分散液；

（2）将步骤（1）得到的平板膜热处理，得到所述电催化疏水膜；

其中，步骤（1）中所述平板疏水膜采用的材料包括聚四氟乙烯；

其中，步骤（1）中所述电催化层材料分散液中电催化层材料的浓度为0.1至10 wt%；

其中，步骤（1）中所述电催化层材料包括碳纤维、炭黑、碳纳米管、石墨烯及氮化碳中的至少一种；

其中，将步骤（2）中热处理的温度为250至400℃；热处理的时间为0.5至3小时。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

步骤（1）中所述电催化层材料分散液中还包括粘接剂材料；

其中，所述电催化层材料的浓度为0.01至5 wt%；

其中，所述粘接剂采用的材料包括聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述疏水层的厚度为0.03至300 μm，水接触角大于90度，透水压力大于1bar，孔径为0.1至1μm，孔隙率不低于50%；

所述疏水层采用的材料包括聚四氟乙烯、全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和聚乙烯中的至少一种；

所述电催化层采用的材料包括碳纤维、炭黑、碳纳米管、石墨烯及氮化碳中的至少一种；

所述电催化层内负载Fe₃O₄、α-FeOOH、Fe₂O₃、Fe/Cu、Fe/Co中的至少一种；

所述电催化层厚度为100至400μm，孔隙率大于80%。