[发明专利]一种臭氧预氧化联合膜催化臭氧化的超滤一体化装置

摘要

一种臭氧预氧化联合膜催化臭氧化的超滤一体化装置，属于水处理装置技术领域。该装置由臭氧预氧化系统、膜催化臭氧化系统和超滤过程自动控制系统组成。生活污水二级生化出水在臭氧反应柱中进行初级预氧化，未消耗的臭氧随二级出水进入膜催化臭氧化反应柱中，在经碳纳米管改性的中空纤维超滤膜内表面发生膜催化臭氧化反应，中空纤维超滤膜内壁负载的碳纳米管催化臭氧产生强氧化性的羟基自由基，分解水中难降解有机物以及致堵污染物。该装置在改善超滤工艺出水水质的同时，能够增强超滤膜的抗污染能力，进而增加超滤膜的使用周期。

主权项

1.一种臭氧预氧化联合膜催化臭氧化的超滤一体化装置，其特征在于，包括臭氧预氧化系统、基于有机膜的催化臭氧化系统和超滤过程自动控制系统三个部分；/n臭氧预氧化系统包括臭氧发生器(2)、臭氧反应柱(3)、臭氧尾气吸收装置(5)、臭氧扩散装置(7)；臭氧发生器(2)出口端与臭氧扩散装置(7)的导气管相连，臭氧扩散装置(7)位于臭氧反应柱(3)内部且靠近底部的位置；臭氧反应柱(3)上部的出气管与臭氧尾气吸收装置(5)相连；/n基于有机膜的催化臭氧化系统包括改性中空纤维膜组件(11)、催化臭氧化反应柱(12)；改性中空纤维膜组件(11)置于催化臭氧化反应柱(12)内部；同时臭氧反应柱(3)还通过超滤进水泵(8)与改性中空纤维膜组件(11)连接，催化臭氧化反应柱(12)与出水水箱(13)连接；其中，中空纤维膜表面采用碳纳米管进行改性处理的方法，具体操作如下：/n(a)碳纳米管悬浮液的分散：选用乙醇、曲拉通或两者的混合液作为分散剂，加入到纯水中，将碳纳米管碳分散到分散剂水溶液中，超声处理使其分散均匀；/n(b)中空纤维超滤膜内表面改性：以内压进水方式将碳纳米管分散液注入中空纤维超滤膜内腔中，使其负载于中空纤维超滤膜内壁上；中空纤维超滤膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF)；/n(c)改性膜的清洗：中空纤维超滤膜内表面经碳纳米管改性后，先用超纯水进行分散液的冲洗；/n(d)改性膜的反洗：步骤(c)之后，用超纯水对改性膜进行反洗，去除膜表面负载不稳定的碳纳米管；/n超滤过程自动控制系统由监测单元和执行单元组成；/n监测单元包括第一气态臭氧分析仪(4)和第二气态臭氧分析仪(6)、压力传感器(10)、PLC控制箱(14)和终端设备(15)；第一气态臭氧分析仪(4)、第二气态臭氧分析仪(6)和压力传感器(10)通过数据线分别与PLC控制箱(14)相连，PLC控制箱将电信号转换为数据信号传输至终端设备；/n第一气态臭氧分析仪(4)与臭氧发生器(2)出口端相连，第二气态臭氧分析仪(6)与臭氧反应柱(3)上部的出气管相连，第一气态臭氧分析仪(4)和第二气态臭氧分析仪(6)分别对臭氧预氧化系统进、出口处的气态臭氧进行监测，压力传感器用于监测膜组件运行压力；/n执行单元质的是由臭氧发生器(2)、超滤进水泵(8)、超滤反洗泵(9)和PLC控制箱(14)组成；臭氧发生器(2)、超滤进水泵(8)、超滤反洗泵(9)分别通过电路线与PLC控制箱(14)连接；超滤反洗泵(9)分别与改性中空纤维膜组件(11)和进水箱相连。/n