[01319473]一种集成催化氧化和负载催化剂的超滤膜再生水处理装置

1、课题来源与背景： 超滤应用于再生水处理或用作纳滤、反渗透的预处理中,是近几年来的研究热点之一。再生水处理或纳滤、反渗透的预处理要求水中的杂质含量如悬浮物、胶体、有机污染物以及微生物等越低越好。超滤膜由于孔径微小,通常在0.002~0.1 μm之间,可以有效的拦截悬浮物、大部分的胶体、大分子量的有机物和较大尺寸的微生物等。在污水处理厂的二级排水中,含有一定数量的尤其是溶解性的难生物降解的有机污染物和大量的微生物,如果不进一步的去除,必然对再生水的水质,或者对后续的纳滤、反渗透深度处理造成严重的影响,极易形成有机污染、微生物污染和复合污染。已有的研究和工程实践表明：超滤膜对悬浮物、胶体拦截效果很好,但对绝大多数的有机污染物和微生物的拦截效果很差。曾有报道显示,当采用0.02 μm的超滤膜处理CODCr浓度为20 45 mg/L的污水处理厂的二级排水时,超滤出水中的CODCr浓度几乎没有降低。因此研究一种新型的超滤装置,尤其是能够同时去除有机污染物和杀灭微生物的超滤装置就显得尤为重要。 2、技术原理及性能指标： 本发明提供了一种集成催化氧化和负载催化剂的超滤膜再生水处理装置,其技术原理是利用超滤膜上负载的催化剂与紫外光催化氧化、臭氧催化氧化的耦合作用,去除有机污染物和微生物,以期提供一种新型的超滤再生水处理装置,实现了悬浮物、胶体、有机污染物和微生物的同时去除,提高出水水质。 本发明的结构特点是该再生水处理装置包括一个密闭罐体,放置在罐体内部的超滤膜组件,该超滤膜组件中负载催化剂的超滤膜与紫外灯间隔布置,超滤膜的下方布置有曝气器和臭氧释放器,可以推动水流自下而上运动,水流和富含臭氧的气泡的双重作用促使中空纤维超滤膜处于抖动状态,利于超滤膜上负载的催化剂接受紫外光的均匀照射,并强化负载催化剂的超滤膜与臭氧和污染物间的传质作用,从而提高催化氧化的效果。本发明集合了截留悬浮物、胶体,降解有机污染物和杀菌等功能为一体,为污水的资源化再生利用或者作为纳滤、反渗透的预处理提供了可靠保障。依据本发明的技术原理和结构特点,本发明的性能指标可使得处理后的出水水质达到地表类四类水质指标。 3、技术的创造性与先进性： 本技术是在现有技术水平上进行了创新和技术升级,本发明创造性的将多种催化氧化如光催化、臭氧催化氧化和膜技术进行了有机结合,在反应罐体内实现了催化氧化降解有机物,杀菌和截留悬浮物为一体的综合处理性能,本发明所布置的新型紫外灯管的布置方式是一种优化布置,其辐照均匀性和辐照强度均能得到保障,具有一定的先进性。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性： 超滤技术发展到现在已经广泛的使用在中水、给水以及污水处理当中,是一种非常成熟的技术,本发明是在现有技术上进行的创新和技术升级,因此技术成熟度高。 本发明所涉及的新型超滤再生水处理装置主要适用于污水处理和中水回用领域,可作为解决污水处理达标排放（地表三类-类四类水体指标）的技术之一,也可作为中水回用深度处理后,作为工业企业的生产用水。因此本发明的设备具有较广泛的使用范围。 本发明所涉及的新型超滤再生水处理装备紫外灯内封与设备罐体内,并加有密封盖板,因此不会产生紫外灯的辐照损害,臭氧催化氧化后残存的臭氧进入后续处理单元,继续进行催化氧化或被还原掉,因此本发明的装置安全性高,使用安装方便,处理效果好。 5、应用情况及存在的问题： 本发明涉及的新型超滤膜组件尚未得到实际应用。 6、历年获奖情况： 无 7、成果简介: 本发明涉及的“复合”催化氧化超滤再生水处理装置用于污水处理中解决了两个问题：一是光催化氧化中紫外光的垂直均匀辐照（即高的辐照强度和辐照均匀同时满足）;二是臭氧催化氧化中臭氧与催化剂、污水三者的高效密切均匀接触,为了显著提高复合催化氧化的效率,二者缺一不可。针对现有技术在结构方面存在的缺陷显然限制了实际的催化氧化效果。本发明着重于了解决“复合”催化氧化超滤再生水处理装置中光催化氧化紫外光的垂直均匀辐照和臭氧催化氧化中臭氧、污水、负载催化剂的膜丝三者的高效密切均匀接触两个首要问题,具有很好的创新性和一定技术先进性。