[发明专利]一种适用于水中难降解有机物去除的电化学活性炭纤维毡膜反应器

摘要

本发明涉及一种适用于水中难降解有机物去除的电化学活性炭纤维毡膜反应器，钛网阴极嵌于PVC膜支架内，ACFF/SnO2‑Ta同时作为阳极和滤膜，电化学微滤膜组件置于反应器中。反应器由稳压直流电源施加外加电场，原位生成具有较强氧化性的氧化剂物种，在连续流模式下，通过出水蠕动泵抽吸促进本体溶液与阳极界面对流传质，加速阳极界面的电子传递反应增加氧化剂产量，增加水中有机污染物与生成的氧化剂的接触概率，本发明能通过膜孔的尺寸排阻效应过滤去除水中颗粒、胶体以及大分子污染物，因其具有较高比表面积，能够为水中小分子有机污染物提供大量吸附位点；掺杂Ta元素显著改善了SnO2的电催化性能，H2O能够在阳极放电形成大量吸附态和解离态的•OH，对小分子有机污染物的降解有重要作用。

主权项

1.一种适用于水中难降解有机物去除的电化学活性炭纤维毡膜反应器，其特征在于：由反应器(1)、稳压直流电源(2)、电化学活性炭纤维毡膜组件(3)、气体扩散器(4)、气体流量计(5)、气泵(6)和蠕动泵 (7)组成，电化学活性炭纤维毡膜组件(3)置于反应器(1)内，电化学活性炭纤维毡膜组件(3)底部安装有气体扩散器(4)，所述气体扩散器(4)通过气管连接气体流量计(5)，气体流量计(5)连接气泵(6)，通过气泵(6)和气体流量计(5)控制反应器(1)的进气量，以维持H2O2氧化剂物种在阴极表面的持续生成；其中，电化学活性炭纤维毡膜组件(3)由钛网阴极、ACFF/SnO2‑Ta阳极和PVC膜支架组成，钛网阴极放置于PVC膜支架上，钛网阴极两侧粘合ACFF/SnO2‑Ta阳极，所述ACFF/SnO2‑Ta阳极通过导线连接稳压直流电源(2)的正极，所述钛网阴极通过导线连接稳压直流电源(2)的负极；反应器(1)顶部通过蠕动泵(7)连接进水管，电化学活性炭纤维毡膜组件(3)顶部通过蠕动泵(7)连接出水管，所述出水管连接清水池；在连续流模式下，原水在进水蠕动泵的抽吸作用下进入反应器(1)中，通过稳压直流电源(2)施加外加电场，在电极界面原位生成具有较强氧化性的氧化剂物种，并扩散进入水中，部分难降解有机物被水中或阳极表面吸附的•OH氧化降解，同时在蠕动泵的抽吸作用下，水中的污染物到达电化学活性炭纤维毡膜组件表面，其中，颗粒、胶体以及大分子污染物被有效拦截，小分子难降解有机物被活性炭纤维毡膜吸附或被阴阳极产生的吸附态和解离态氧化剂物种所氧化降解，经膜组件上方的出水口流出，由出水蠕动泵抽送至清水池。