[发明专利]电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法

说明书

一种电芬顿‑膜蒸馏协同水处理的装置及方法，该装置包括反应室，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，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；本发明的同步去除挥发性有机物的电芬顿‑膜蒸馏脱盐方法，可在膜蒸馏过程中同步实现截留和降解挥发性有机物、Fe²⁺离子循环和脱盐过程，保证膜蒸馏过程持续获得稳定产水，防止原水侧挥发性有机物进入产水影响产水水质。

技术领域

本发明属于水处理和工业脱盐领域，具体涉及电化学技术和膜分离技术领域，尤其涉及一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法。

背景技术

膜蒸馏是近年来新兴的膜分离过程，膜蒸馏技术可用于污废水处理、海水和苦咸水淡化、盐结晶等领域，可作为反渗透技术的替代技术。膜蒸馏技术由于操作压力低、截盐率高、可应用于高含盐体系等优点，受到越来越多的重视，具有较好的应用前景。

膜蒸馏对非挥发性物质具有极高的截留率，产水水质较好。但是，待处理原水中不可避免的会存在一些挥发性的有机物，会随水蒸气一起进入产水侧，甚至会发生挥发性有机物在产水侧富集的问题，影响产水水质。

为降低原水中挥发性有机物对膜蒸馏过程所产纯水的水质，目前一般在膜蒸馏过程前采用混凝、吸附、吹脱或高级氧化等预处理方法处理原水，以期降低原水中的挥发性有机物的含量。这些预处理方法与膜蒸馏过程的简单组合均不同程度存在处理效果低、流程长、处理成本高等问题。因此，充分发挥膜蒸馏过程技术特点，采用功能疏水膜，构建电化学与膜蒸馏集成工艺，可形成同步去除挥发性有机物的电芬顿-膜蒸馏脱盐高效、低耗、短流程协同增效系统。

发明内容

鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法，通过引入电催化疏水膜，构建电芬顿与膜蒸馏技术协同增效集成系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种电芬顿-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。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的方法，采用如上所述的装置，包括：

将原水及芬顿试剂通入电芬顿区；