CN110407375B - 一种过滤膜同步催化过滤装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种过滤膜同步催化过滤装置及其方法，包括进水错流单元、电催化单元和排水反冲单元，三个单元主体均由有机玻璃容腔构成，按照从上至下通过螺栓顺次连接；三个单元之间相互连通，进水错流单元一侧开有进水孔和错流孔；进水错流单元底部安装有透水孔板，透水孔板上贴有导电过滤膜，导电过滤膜通过预埋导线和导电铜片连接直流电源的负极；电催化单元顶部开有放置催化电极的通孔，催化电极平行间隔布置在通孔侧壁上，并通过预埋导线连接导电铜片并与直流电源的正极连接。导电过滤膜与电催化电极形成电场，过滤膜与水中带负电的污染物质相斥，同时电催化电极将水中带负电的污染物质吸附，进行催化氧化降解。

Description

一种过滤膜同步催化过滤装置及其方法
技术领域
本发明属于过滤膜污水处理设备技术领域，涉及一种过滤膜同步催化过滤装置，及该装置的过滤方法。
背景技术
随着水处理要求的不断提高，过滤膜法水处理成为饮用水及污水深度处理中常用的方法之一，已经广泛的运用到污水处理行业。但由于过滤膜表面吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞而形成的膜污染一直制约着过滤膜技术的发展，常规的化学清洗对膜表面的损伤较大而且清洗的效果十分的有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种过滤膜同步催化过滤装置及其方法，同步利用过滤膜与电催化电极形成电场，解决了现有技术中存在的吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞而形成膜污染的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种过滤膜同步催化过滤装置包括进水错流单元、电催化单元和排水反冲单元；三个单元主体均由有机玻璃容腔构成，按照从上至下通过螺栓顺次连接；三个单元的有机玻璃容腔之间相互连通。
进水错流单元的有机玻璃容腔一侧开有进水孔和错流孔；进水错流单元底部安装有透水孔板，透水孔板上贴有导电过滤膜，导电过滤膜通过预埋导线和导电铜片连接直流电源的负极。
电催化单元的有机玻璃容腔顶部开有放置电催化电极的通孔，电催化电极平行间隔布置在通孔侧壁上，并通过预埋导线连接导电铜片并与直流电源的正极连接；有机玻璃容腔底部安装有透水孔板。
电催化电极为Ti/rGO-SnO2棒。
排水反冲单元的有机玻璃容腔一侧开有排水孔和反冲洗孔；进水错流单元顶部安装有透水孔板。
透水孔板四周的机玻璃容腔表面贴有内防水橡皮圈和外防水橡皮圈。
本发明的特点还在于：
一种过滤膜同步催化过滤装置的过滤方法，包括以下步骤：
步骤1，准备工作，将进水错流单元、电催化单元和排水反冲单元进行组装，并将进水孔和错流孔以及排水孔和反冲洗孔与对应的管路进行连接；将水错流单元和电催化单元的直流电源接通。
步骤2，过滤工作，关闭反冲洗孔，打开进水孔和错流孔以及排水孔11进行过滤，同时对导电过滤膜和电催化电极供电；导电过滤膜与电催化电极形成电场，过滤膜与水中带负电的污染物质相斥，同时电催化电极将水中带负电的污染物质吸附，进行催化氧化降解。
步骤3，反冲工作，当导电过滤膜过滤效果下降时，关闭排水孔，打开反冲洗孔和进水孔和错流孔，对导电过滤膜和电催化电极以及透水孔板进行清洗，减少膜污染。
供电的电压为5V，电流为0.05A-0.06A。
本发明的有益效果是：同步利用过滤膜与电催化电极形成电场，对过滤膜表面通负电与水中带负电的污染物质相斥，有效减缓膜污染；对电催化电极通正电，水中带负电的污染物质被电催化电极吸附，进行催化氧化降解，进一步缓解水体对过滤膜表面的污染。
附图说明
图1是本发明过滤装置的整体结构示意图；
图2是本发明过滤装置的进水错流单元的俯视图；
图3是本发明过滤装置的进水错流单元的主视图；
图4是本发明过滤装置的电催化单元的俯视图；
图5是本发明过滤装置的电催化单元的主视图；
图6是本发明过滤装置的排水反冲单元的俯视图；
图7是本发明过滤装置的排水反冲单元的主视图；
图8是导电过滤膜上的COD残留统计结果图。
图中，1.螺栓孔，2.外防水橡皮圈，3.内防水橡皮圈，4.透水孔板，5.预埋导线，6.导电铜片，7.有机玻璃容腔，8.进水孔，9.错流孔，10.Ti/rGO-SnO2棒，11.排水孔，12.反冲洗孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明一种过滤膜同步催化过滤装置，包括进水错流单元、电催化单元和排水反冲单元；所述三个单元主体均由有机玻璃容腔7构成，按照从上至下通过螺栓穿过螺栓孔1顺次连接；所述三个单元的有机玻璃容腔7之间相互连通。
如图2和图3所示，进水错流单元的有机玻璃容腔7一侧开有进水孔8和错流孔9，用于进水过滤和错流；所述进水错流单元底部安装有透水孔板4，所述透水孔板4上贴有导电过滤膜；透水孔板4四周的机玻璃容腔7表面贴有内防水橡皮圈3和外防水橡皮圈2，透水孔板4主要起到对导电过滤膜的支撑作用以及均匀透水布水用；导电过滤膜通过预埋导线5和导电铜片6连接直流电源的负极，执行过滤过程。
如图4和图5所示，电催化单元的有机玻璃容腔7顶部开有放置电催化电极的通孔，所述电催化电极平行间隔布置在通孔侧壁上，并通过预埋导线5连接导电铜片6并与直流电源的正极连接；本例中电催化电极采用Ti/rGO-SnO2棒10，具有较强的导电性及稳定性，以及电极催化活性；电催化单元的有机玻璃容腔7底部安装有透水孔板4，透水孔板4四周的机玻璃容腔7表面贴有内防水橡皮圈3和外防水橡皮圈2；电催化单元不仅使进水错流单元和排水反冲单元连通，同时执行电催化降解过程。
如图6和图7所示，排水反冲单元的有机玻璃容腔7一侧开有排水孔11和反冲洗孔12；进水错流单元的有机玻璃容腔7顶部安装有透水孔板4；透水孔板4四周的机玻璃容腔7表面贴有内防水橡皮圈3和外防水橡皮圈2；排水反冲单元时执行反冲过程。
一种过滤膜同步催化过滤装置的过滤方法，包括以下步骤：
步骤1，准备工作，将进水错流单元、电催化单元和排水反冲单元进行组装，并将进水孔8和错流孔9以及排水孔11和反冲洗孔12与对应的管路进行连接；将水错流单元和电催化单元的直流电源接通。
步骤2，过滤工作，关闭反冲洗孔12，打开进水孔8和错流孔9以及排水孔11进行过滤，同时对导电过滤膜和电催化电极供电；导电过滤膜与电催化电极形成电场，导电过滤膜与水中带负电的污染物质相斥，同时电催化电极将水中带负电的污染物质吸附，进行催化氧化降解。
步骤3，反冲工作，当导电过滤膜过滤效果下降时，关闭排水孔11，打开反冲洗孔12和进水孔8和错流孔9，对导电过滤膜和电催化电极以及透水孔板4进行清洗，减少膜污染。
供电的电压为5V，电流为0.05A-0.06A。
对比实验：
采用本装置在通电和不通电两种情形下进行过滤操作，时间为1h，对导电过滤膜上的COD残留进行统计，结果如图8所示；
从图8可以看出，本装置在同时对导电过滤膜和电催化电极进行供电形成电场后，导电过滤膜与水中带负电的污染物质相斥，同时电催化电极将水中带负电的污染物质吸附，进行催化氧化降解，使得导电过滤膜上的COD去除率达95％。

Claims (6)

1.一种过滤膜同步催化过滤装置，其特征在于，包括进水错流单元、电催化单元和排水反冲单元；所述三个单元主体均由有机玻璃容腔（7）构成，按照从上至下通过螺栓顺次连接；所述三个单元的有机玻璃容腔（7）之间相互连通；
所述进水错流单元的有机玻璃容腔（7）一侧开有进水孔（8）和错流孔（9）；所述进水错流单元底部安装有透水孔板（4），所述透水孔板（4）上贴有导电过滤膜，导电过滤膜通过预埋导线（5）和导电铜片（6）连接直流电源的负极；
所述电催化单元的有机玻璃容腔（7）顶部开有放置电催化电极的通孔，所述电催化电极平行间隔布置在通孔侧壁上，并通过预埋导线（5）连接导电铜片（6）并与直流电源的正极连接；所述有机玻璃容腔（7）底部安装有透水孔板（4）。
2.根据权利要求1所述的一种过滤膜同步催化过滤装置，其特征在于，所述电催化电极为Ti/rGO-SnO2棒。
3.根据权利要求1所述的一种过滤膜同步催化过滤装置，其特征在于，所述排水反冲单元的有机玻璃容腔（7）一侧开有排水孔（11）和反冲洗孔（12）；所述进水错流单元顶部安装有透水孔板（4）。
4.根据权利要求1或3所述的一种过滤膜同步催化过滤装置，其特征在于，所述透水孔板（4）四周的有机玻璃容腔（7）表面贴有内防水橡皮圈（3）和外防水橡皮圈（2）。
5.一种根据权利要求3所述的过滤膜同步催化过滤装置的过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，准备工作，将进水错流单元、电催化单元和排水反冲单元进行组装，并将进水孔（8）和错流孔（9）以及排水孔（11）和反冲洗孔（12）与对应的管路进行连接；将水错流单元和电催化单元的直流电源接通；
步骤2，过滤工作，关闭反冲洗孔（12），打开进水孔（8）和错流孔（9）以及排水孔（11）进行过滤，同时对导电过滤膜和电催化电极供电；导电过滤膜与电催化电极形成电场，过滤膜与水中带负电的污染物质相斥，同时电催化电极将水中带负电的污染物质吸附，进行催化氧化降解；
步骤3，反冲工作，当导电过滤膜过滤效果下降时，关闭排水孔（11），打开反冲洗孔（12）和进水孔（8）和错流孔（9），对导电过滤膜和电催化电极以及透水孔板（4）进行清洗，减少膜污染。
6.根据权利要求5所述的过滤膜同步催化过滤装置的过滤方法，其特征在于，所述供电的电压为5V，电流为0.05A-0.06A。
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