[发明专利]一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置

摘要

本发明公开了一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置，所述的装置包括臭氧发生装置、气体流量计、原水容器、液体流量计、气液混合泵、反应容器、催化剂耦合陶瓷膜、回流装置、出水装置、气压调节装置、反冲洗装置，本发明的装置中气液混合泵用于臭氧和待消毒饮用水的混合，能够提高臭氧的利用率，采用催化剂耦合陶瓷膜促进臭氧氧化，提高消毒效率，采用回流装置、出水装置、气压调节装置、反冲洗装置使整体结构更加合理化。

主权项

1.一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置，其特征在于，包括臭氧发生装置(1)、气体流量计(2)、原水容器(3)、液体流量计(4)、气液混合泵(5)、反应容器(6)、催化剂耦合陶瓷膜(7)、回流装置(8)、出水装置(9)、气压调节装置(10)、反冲洗装置(11)，所述的臭氧发生装置(1)、原水容器(3)通过管道连接气液混合泵(5)，所述的催化剂耦合陶瓷膜(7)置于反应容器(6)内部，所述的回流装置(8)、出水装置(9)置于反应容器(6)侧壁上，所述的气压调节装置(10)置于反应容器(6)的上盖位置，所述的反冲洗装置(11)连接于反应容器(6)的底端；所述的催化剂耦合陶瓷膜(7)包括至少两个陶瓷膜和催化剂，所述的陶瓷膜通过浸渍法负载氧化钴，且通过涂覆的方法在陶瓷膜表面制备催化剂涂层，构建立体多级催化载体；所述的陶瓷膜为蝶形结构，厚度为0.8‑1.2mm，外直径为1.2‑2cm，膜上有膜孔，膜孔孔径为100‑500nm；所述的陶瓷膜的制备方法为：(1)使用原材料为：粒径为0.1‑0.3μ m的TiO₂粉体90‑95份、NH₄HCO₃ 1‑5份、环氧树脂0.5‑5份、二氧化硅0.5‑5份，将原材料混合均匀后，在高温电炉中，调节温度至1200‑1400℃，烧制4‑6h，自然降温，得支撑体，备用；(2)向浓度为0.4‑0.8mol/L的Ti(SO₄)₂中加入甘油，使甘油浓度为0.1‑0.4mol/L，使用H₂SO₄或NH₃·H₂O调节p H值为5.5‑8.5，加热至60‑90℃，加入加磷酸钠，得膜液，备用；(3)将步骤(2)制得的膜液涂覆至步骤(1)制备的支撑体表面，厚度为10‑100μ m，置于均质机转台上，转速为2000‑4000r/min，1‑5min后，置于高温电炉中，调节温度400‑500℃，5‑10min后，得陶瓷膜层，重复3‑5次；(4)将步骤(3)所得陶瓷膜层置于高温电炉中，调节温度1200‑1400℃，4‑6h后，得陶瓷膜；所述的催化剂为Co‑Ti复合氧化物；所述的Co‑Ti复合氧化物的制备方法为：将6份四异丙醇钛加入至75℃的100份水中，完全溶解后加入1‑2份浓硝酸，1‑2h后加入4‑10份六水硝酸钴，搅拌25‑35min，得Co‑Ti复合凝胶，在50‑70环境中干燥24h后，在马弗炉中煅烧，控制温度为300‑500℃，3‑5h后，得Co‑Ti复合氧化物；所述的回流装置(8)包括回流管、回流泵、回流管流量计，所述的出水装置(9)包括压力计、出水泵，所述的气压调节装置(10)包括气体压力计、气泵，反冲洗装置(11)包括反冲流量计、反冲洗水箱、空气压缩箱；所述的原水容器(3)以及管道均是通过不锈钢管道连接，内部经钝化处理。