CN112744972A - 电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种电芬顿‑膜蒸馏协同水处理的装置及方法，该装置包括反应室，反应室内设有电催化疏水膜，电催化疏水膜包括电催化层和疏水层；电催化疏水膜将反应室分割为电芬顿区和出水区，电催化层位于电芬顿区一侧，疏水层位于出水区一侧；气扫单元，与反应室的出水区连接，为反应室提供氧气；进水单元，与反应室的电芬顿区连接，为反应室提供原水；以及出水单元，与反应室的出水区连接，收集反应室的产水；本发明的同步去除挥发性有机物的电芬顿‑膜蒸馏脱盐方法，可在膜蒸馏过程中同步实现截留和降解挥发性有机物、Fe²⁺离子循环和脱盐过程，保证膜蒸馏过程持续获得稳定产水，防止原水侧挥发性有机物进入产水影响产水水质。

Description

电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法

技术领域

本发明属于水处理和工业脱盐领域，具体涉及电化学技术和膜分离技术领域，尤其涉及一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法。

背景技术

膜蒸馏是近年来新兴的膜分离过程，膜蒸馏技术可用于污废水处理、海水和苦咸水淡化、盐结晶等领域，可作为反渗透技术的替代技术。膜蒸馏技术由于操作压力低、截盐率高、可应用于高含盐体系等优点，受到越来越多的重视，具有较好的应用前景。

膜蒸馏对非挥发性物质具有极高的截留率，产水水质较好。但是，待处理原水中不可避免的会存在一些挥发性的有机物，会随水蒸气一起进入产水侧，甚至会发生挥发性有机物在产水侧富集的问题，影响产水水质。

为降低原水中挥发性有机物对膜蒸馏过程所产纯水的水质，目前一般在膜蒸馏过程前采用混凝、吸附、吹脱或高级氧化等预处理方法处理原水，以期降低原水中的挥发性有机物的含量。这些预处理方法与膜蒸馏过程的简单组合均不同程度存在处理效果低、流程长、处理成本高等问题。因此，充分发挥膜蒸馏过程技术特点，采用功能疏水膜，构建电化学与膜蒸馏集成工艺，可形成同步去除挥发性有机物的电芬顿-膜蒸馏脱盐高效、低耗、短流程协同增效系统。

发明内容

鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法，通过引入电催化疏水膜，构建电芬顿与膜蒸馏技术协同增效集成系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置，包括：

反应室，反应室内设有电催化疏水膜，电催化疏水膜包括电催化层和疏水层；电催化疏水膜将反应室分割为电芬顿区和出水区，电催化层位于电芬顿区一侧，疏水层位于出水区一侧；

气扫单元，与反应室的出水区连接，将反应室产生的水蒸气吹扫至出水单元并为反应室提供氧气；

进水单元，与反应室的电芬顿区连接，为反应室提供原水；以及

出水单元，与反应室的出水区连接，收集反应室的产水；

其中，电催化疏水膜电催化层与电源的负极连接；气扫单元中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂或活化剂可催化或活化H₂O₂产生活性物质，活性物质氧化降解电催化疏水膜附近区域及部分原水主体中的有机物，防止挥发性有机物进入产水；电催化疏水膜界面处原水蒸发，水蒸气通过电催化疏水膜的膜孔后由气扫单元中的气体吹扫进入出水单元，水蒸气冷凝获得产水。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的方法，采用如上所述的装置，包括：

将原水及芬顿试剂通入电芬顿区；

将含氧气体经由气扫单元通入出水区，含氧气体中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂催化H₂O₂产生活性物质；活性物质氧化降解电催化疏水膜附近区域及部分原水主体中的有机物，防止挥发性有机物进入产水；电催化疏水膜界面处原水蒸发，水蒸气通过电催化疏水膜的膜孔后由气体吹扫进入出水单元，水蒸气冷凝获得产水。

基于上述技术方案可知，本发明的电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置及方法相对于现有技术至少具有以下优势之一或一部分：

(1)H₂O₂产生于电催化层内部，快速与Fe²⁺反应产生·OH等活性物质，·OH寿命极短，在电催化层内部形成截留挥发性有机物的屏障，对即将到达气液界面处的挥发性有机物的实现高效去除；

(2)传统电芬顿方法往往需要进行曝气以提供充足的氧气用于产生H₂O₂，而所述电芬顿-膜蒸馏方法中气扫所用气体可为电芬顿过程提供反应所需的氧气，无需额外曝气；

(3)电芬顿过程中产生的Fe³⁺可以在电催化层部分地还原为Fe²⁺，继续用于芬顿反应，运行过程只需补充少量Fe²⁺即可维持所述电芬顿-膜蒸馏方法运行；

(4)传统电芬顿方法在进行有机物氧化去除之后还需进行催化剂分离、回收等操作，而所述电芬顿-膜蒸馏方法以膜蒸馏方式获得产水，同步实现了铁盐与水的分离；

(5)本发明的同步去除挥发性有机物的电芬顿-膜蒸馏脱盐方法，可在膜蒸馏过程中同步实现截留和降解挥发性有机物、Fe²⁺离子循环和脱盐过程，保证膜蒸馏过程持续获得稳定产水，防止原水侧挥发性有机物进入产水影响产水水质。

附图说明

图1为本发明实施例1中电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置结构示意图；

图2为本发明电芬顿-膜蒸馏协同水处理的方法原理示意图；

图3为本发明实施例1电芬顿-膜蒸馏方法运行过程中原水与产水中总有机碳的含量变化图；

图4为本发明实施例1电芬顿-膜蒸馏方法运行过程中原水中Fe²⁺和Fe³⁺浓度变化图；

图5为本发明实施例2电芬顿-膜蒸馏方法运行过程中膜通量和产水中总有机碳浓度变化图。

上述附图中，附图标记含义如下：

1、阀门；2、泵；3、温度计；4、储水罐；5、流量计；6、热水浴组件；7、隔网；8、阳极；9、电催化疏水膜；10、冷水浴组件；11、鼓风机；12、电源；13、产水罐。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的主要目的在于提供一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的方法，在获得产水的同时可以将挥发性有机物进行截留、降解、矿化，保证膜蒸馏过程的产水水质。所述电芬顿-膜蒸馏方法产水侧采用气扫式，以空气或氧气进行吹扫，水蒸气在外部冷凝获得产水；原水侧含有电解质和Fe²⁺离子，电催化疏水膜作为电化学反应的阴极，产水侧的氧气通过电催化疏水膜的疏水层扩散至电催化层，在气液界面原位还原为H₂O₂，H₂O₂与Fe²⁺构成芬顿反应体系在气液界面产生·OH等活性物质快速截留、氧化甚至矿化挥发性有机物，防止其进入产水影响产水水质。本发明可同步实现有机污染物降解、Fe²⁺离子循环和脱盐过程，保证膜蒸馏过程持续获得稳定产水。

本发明公开了一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置，包括：

反应室，反应室内设有电催化疏水膜，电催化疏水膜包括电催化层和疏水层；电催化疏水膜将反应室分割为电芬顿区和出水区，电催化层位于电芬顿区一侧，疏水层位于出水区一侧；

气扫单元，与反应室的出水区连接，将反应室产生的水蒸气吹扫至出水单元并为反应室提供氧气；

进水单元，与反应室的电芬顿区连接，为反应室提供原水；以及

出水单元，与反应室的出水区连接，收集反应室的产水；

其中，电催化疏水膜电催化层与电源的负极连接；气扫单元中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂或活化剂可催化或活化H₂O₂产生活性物质，活性物质氧化降解电催化疏水膜附近区域及部分原水主体中的有机物，防止挥发性有机物进入产水；电催化疏水膜界面处原水蒸发，水蒸气通过电催化疏水膜的膜孔后由气扫单元中的气体吹扫进入出水单元，水蒸气冷凝获得产水。

在本发明的一些实施例中，所述反应室内还设有阳极和隔网；

在本发明的一些实施例中，所述阳极与电源的正极连接；

在本发明的一些实施例中，所述隔网设置在阳极和电催化疏水膜之间，用于隔离阴、阳电极并起到均匀布水的作用。

在本发明的一些实施例中，所述进水单元包括储水罐和加热组件，所述加热组件与储水罐连接，储水罐中的原水在加热组件加热后进入电芬顿区。

在本发明的一些实施例中，所述出水单元包括冷却组件和产水罐。

在本发明的一些实施例中，所述电催化疏水膜的制备方法包括：

(1)在平板疏水膜上抽滤至少一层电催化层材料分散液；

(2)将步骤(1)得到的平板膜热处理，得到所述电催化疏水膜；

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中所述平板疏水膜采用的材料包括聚四氟乙烯；

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中所述电催化层材料分散液中电催化层材料的浓度为0.1至10wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、2wt％、5wt％、8wt％、10wt％；

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中所述电催化层材料包括碳纤维、炭黑、碳纳米管、石墨烯及氮化碳中的至少一种；

在本发明的一些实施例中，将步骤(2)中热处理的温度为250至400℃，例如为250℃、300℃、330℃、350℃、380℃、400℃；热处理的时间为0.5至3小时，例如为0.5小时、1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中所述电催化层材料分散液中还包括粘接剂材料；

在本发明的一些实施例中，所述电催化层材料的浓度为0.01至5wt％，例如为0.01wt％、0.02wt％、0.05wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％；

在本发明的一些实施例中，所述粘接剂采用的材料包括聚四氟乙烯。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中所述电催化层材料分散液中电催化层材料的浓度为0.1至10wt％，例如为0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm、2μm、5μm、8μm、10μm；

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中所述电催化层材料分散液中每层电催化层材料的浓度可不同；

在本发明的一些实施例中，所述电催化疏水膜的厚度为0.05至500μm，例如为0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm；孔径为0.1至1μm，例如为0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm。

在本发明的一些实施例中，所述疏水层的厚度为0.03至300μm，例如为0.03μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、200μm、300μm；水接触角大于90度；透水压力大于1bar；孔径为0.1至1μm，例如为0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm；孔隙率不低于50％；

在本发明的一些实施例中，所述疏水层采用的材料包括聚四氟乙烯、全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和聚乙烯中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述催化层采用的材料包括碳纤维、炭黑、碳纳米管、石墨烯、氮化碳中的至少一种；

在本发明的一些实施例中，所述催化层内负载Fe₃O₄、α-FeOOH、Fe₂O₃、Fe/Cu、Fe/Co中的至少一种；

在本发明的一些实施例中，所述催化层厚度为100至400μm，例如为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm；孔隙率大于80％。

本发明还公开了一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的方法，采用如上所述的装置，包括：

将原水及芬顿试剂通入电芬顿区；

将含氧气体经由气扫单元通入出水区，含氧气体中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂催化H₂O₂产生活性物质；活性物质氧化降解电催化疏水膜附近区域及部分原水液相主体中的有机物，防止挥发性有机物进入产水；电催化疏水膜界面处原水蒸发，水蒸气通过电催化疏水膜的膜孔后由气体吹扫进入出水单元，水蒸气冷凝获得产水。

在本发明的一些实施例中，所述芬顿试剂包括硫酸亚铁、硝酸钴、硝酸铜、硫酸铜或硝酸银中的任一种。

在本发明的一些实施例中，所述方法还包括将原水加热后再通入电芬顿区；

在本发明的一些实施例中，所述加热温度为40至90℃，例如为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。

在一个示例性实施例中，本发明公开了一种电芬顿-膜蒸馏脱盐方法，通过电催化疏水膜将电芬顿与膜蒸馏方法进行耦合，原水中挥发性有机污染物在电催化疏水膜的电催化层内及其附近区域被氧化降解为非挥发性有机物或二氧化碳，防止挥发性有机物进入产水。电催化疏水膜疏水层与气相接触，电催化层与原水接触，原水中加入Fe²⁺离子或在电催化层上负载非均相催化剂；气相中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在其内部原位还原为H₂O₂，Fe²⁺或电催化层上负载的催化剂催化H₂O₂产生·OH等活性物质，氧化降解即将到达气液界面处的挥发性有机物，防止其进入产水；膜蒸馏过程产水侧采用气扫式获得产水，气扫所用气体为氧气、空气或其他含氧气的混合气体，氧气可进入电催化层原位还原为H₂O₂；原水在气液界面处蒸发，水蒸气通过疏水层进入气室，被吹扫进入冷凝器冷凝获得产水。

其中，电催化疏水膜具有多孔性，与气室接触的一侧具有疏水性，与原水接触的一侧具有电催化性能；电催化层与电源负极相连，作为电化学反应的阴极，可将由气室扩散进入电催化层的氧气原位还原为H₂O₂。

优选的，所述电催化疏水膜的厚度为0.05～500μm，孔径为0.1～1μm；

优选的，所述电催化疏水膜的疏水层为聚四氟乙烯，疏水层厚度为0.03～300μm，水接触角大于90°，透水压力大于1bar，孔径范围0.1～1μm，孔隙率不低于50％；

优选的，所述电催化疏水膜的催化层为碳纤维、炭黑、碳纳米管、石墨烯、氮化碳等碳材料，催化层厚度为100～400μm，孔隙率大于80％。

优选的，所述催化层内负载Fe₃O₄、α-FeOOH、Fe₂O₃、Fe/Cu、Fe/Co中的任一种等非均相芬顿/类芬顿催化剂。其中，电芬顿过程为均相电芬顿或非均相电芬顿过程；气扫气体中的氧气通过电催化疏水膜的疏水层进入电催化层，在电催化层内电还原为H₂O₂，H₂O₂在电催化层内部的Fe²⁺(均相电芬顿)或在电催化层固体催化剂(非均相电芬顿)的作用下生成·OH等活性物质，将即将到达疏水层气液界面处的挥发性有机物氧化降解为非挥发性有机物或矿化为二氧化碳，保证产水水质。

其中，电催化层具有一定的亲水性和适当的厚度，原水可浸没电催化层，·OH等活性物质主要产生于电催化层内部，将气液界面处的挥发性有机物高效氧化降解，液相主体与电催化层有一定的传质限制，主体溶液中有机物降解相对较少。

以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

本实施例提供了一种电芬顿-膜蒸馏方法截留膜蒸馏过程中挥发性有机物的方法，采用如图1所示的电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置，该装置包括反应室、阀门1、泵2、温度计3、储水罐4、流量计5、热水浴组件6、隔网7、阳极8、电催化疏水膜9、冷水浴组件10、鼓风机11、电源12和产水罐13。其中，隔网7、阳极8和电催化疏水膜9设置在反应室内；电催化疏水膜9的电催化层与电源12的负极连接，电源12的正极与阳极8连接；储水罐4内的原水在热水浴组件6加热后被泵2泵入反应室，阀门1控制泵2的开关，流量计5可以记录原水的量，温度计3可以记录原水的温度。鼓风机11产生的含氧气的气体吹入反应室内靠近出水的一侧，鼓风机11产生的含氧气的气体，通过电催化疏水膜9的疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂催化H₂O₂产生活性物质，活性物质氧化降解原水中的挥发性有机物。反应室的出水口与冷水浴组件10连接，反应室的出水经过冷水浴组件10冷却后进入产水罐13内存储。

其中，本实施例中的电催化疏水膜可由以下步骤制备：

(1)配制1wt％的聚四氟乙烯乙醇分散液，备用，聚四氟乙烯作为粘接剂和亲疏水性调节剂；将短切碳纤维均匀分散于水中，制成0.1wt％的分散液，备用；配制0.5wt％炭黑乙醇分散液，并添加炭黑质量10％的聚四氟乙烯，继续超声混合均匀，得到炭黑颗粒和聚四氟乙烯的混合分散液；

(2)在聚四氟乙烯平板膜上按顺序分别抽滤聚四氟乙烯分散液、短切碳纤维分散液、炭黑和聚四氟乙烯的混合分散液，超纯水清洗数次，自然晾干，在氮气气氛炉内350℃热处理3小时。

具体过程和运行参数如下：

将自制电催化疏水膜按图1所示装入膜组件，并按图1所示连接线路和管路，原水中添加苯酚模拟含挥发性有机物的待处理水，苯酚浓度为50mg/L，添加硫酸钠作为电解质，硫酸钠浓度为50mmol/L，添加5mmol/L的硫酸亚铁作为芬顿试剂。有效膜面积为25cm²，膜组件进口温度为55℃，产水侧用空气进行气扫，气扫流量为500mL/min，冷凝水设置为10℃。电源设定电流大小为75mA，电流密度为3mA/cm²。

气扫所用气体中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，原位还原为H₂O₂，液相主体中Fe²⁺扩散进入电催化层，催化上述H₂O₂产生·OH等活性物质，·OH将电催化层的苯酚氧化降解为非挥发性有机物或二氧化碳，使气液界面处只有水蒸发，水蒸气通过疏水膜进入气室，被空气吹扫出膜组件进行冷凝，获得产水。电催化层内Fe²⁺与H₂O₂反应转化为Fe³⁺，部分Fe³⁺可在电催化层内还原为Fe²⁺，继续催化H₂O₂产生·OH等活性物质如图2所示。

图3为本实施例电芬顿-膜蒸馏方法运行过程中原水与产水中总有机碳的含量变化图；如图3所示，随着反应的进行，原水中总有机碳的浓度基本维持不变，产水中总有机碳浓度持续下降，反应至3小时，产水中总有机碳浓度为0，实现了对苯酚的完全截留，截留率达到100％，保证了产水水质。

图4为本实施例电芬顿-膜蒸馏方法运行过程中原水中Fe²⁺和Fe³⁺浓度变化图；如图4所示，反应前1小时内，Fe²⁺离子的浓度快速降低，Fe³⁺浓度快速升高，Fe²⁺与H₂O₂反应转化为Fe³⁺；随后Fe²⁺和Fe³⁺浓度基本趋于稳定，说明Fe³⁺在阴极得到还原，被H₂O₂氧化的Fe²⁺和电还原的Fe³⁺达到平衡状态。

实施例2

本实施例提供了一组电芬顿-膜蒸馏方法截留膜蒸馏过程中挥发性有机物的长期运行数据，具体过程和运行参数如下：

将自制电催化疏水膜按图1所示装入膜组件，并按图1所示连接线路和管路，原水中添加苯酚模拟含挥发性有机物的待处理水，苯酚浓度为50mg/L，添加硫酸钠作为电解质，硫酸钠浓度为50mmol/L，添加2mmol/L的硫酸亚铁作为芬顿试剂。有效膜面积为25cm²，膜组件进口温度为55℃，产水侧用空气进行气扫，气扫流量为500mL/min，冷凝水设置为10℃。电源设定电流大小为50mA，电流密度为2mA/cm²。根据运行过程的产水量，实时补充苯酚浓度为50mmol/L的溶液。

运行50小时过程中膜蒸馏通量和产水中总有机碳浓度如图5所示，膜蒸馏通量维持稳定，产水中总有机碳浓度从5小时后维持在较低浓度(＜0.5mg/L)，保证了产水水质。

实施例3

本实施例提供了一组使用负载了芬顿催化剂的电催化疏水膜，通过电芬顿-膜蒸馏方法截留膜蒸馏过程中挥发性有机物的数据，具体过程和运行参数如下：

将负载了Fe₃O₄的自制电催化疏水膜按图1所示装入膜组件，并按图1所示连接线路和管路，原水中添加苯酚模拟含挥发性有机物的待处理水，苯酚浓度为50mg/L，添加硫酸钠作为电解质，硫酸钠浓度为50mmol/L。有效膜面积为25cm²，膜组件进口温度为55℃，产水侧用空气进行气扫，气扫流量为500mL/min，冷凝水设置为10℃。电源设定电流大小为50mA，电流密度为2mA/cm²。

随着反应的进行，原水中总有机碳的浓度基本维持不变，产水中总有机碳浓度持续下降，反应至1小时，产水中总有机碳浓度为0，此后3小时内苯酚的截留率维持在100％。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的装置，包括：

反应室，反应室内设有电催化疏水膜，电催化疏水膜包括电催化层和疏水层；电催化疏水膜将反应室分割为电芬顿区和出水区，电催化层位于电芬顿区一侧，疏水层位于出水区一侧；

气扫单元，与反应室的出水区连接，将反应室产生的水蒸气吹扫至出水单元并为反应室提供氧气；

进水单元，与反应室的电芬顿区连接，为反应室提供原水；以及

出水单元，与反应室的出水区连接，收集反应室的产水；

其中，电催化疏水膜电催化层与电源的负极连接；气扫单元中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂或活化剂可催化或活化H₂O₂产生活性物质，活性物质氧化降解电催化疏水膜附近区域及部分原水主体中的有机物，防止挥发性有机物进入产水；电催化疏水膜界面处原水蒸发，水蒸气通过电催化疏水膜的膜孔后由气扫单元中的气体吹扫进入出水单元，水蒸气冷凝获得产水。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述反应室内还设有阳极和隔网；

所述阳极与电源的正极连接；

所述隔网设置在阳极和电催化疏水膜之间，用于隔离阴电极和阳电极并起到均匀布水的作用。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述进水单元包括储水罐和加热组件，所述加热组件与储水罐连接，储水罐中的原水在加热组件加热后进入电芬顿区；

所述出水单元包括冷却组件和产水罐。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电催化疏水膜的厚度为0.05至500μm，孔径为0.1至1μm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电催化疏水膜的制备方法包括：

(1)在平板疏水膜上抽滤至少一层电催化层材料分散液；

(2)将步骤(1)得到的平板膜热处理，得到所述电催化疏水膜；

其中，步骤(1)中所述平板疏水膜采用的材料包括聚四氟乙烯；

其中，步骤(1)中所述电催化层材料分散液中电催化层材料的浓度为0.1至10wt％；

其中，步骤(1)中所述电催化层材料包括碳纤维、炭黑、碳纳米管、石墨烯及氮化碳中的至少一种；

其中，将步骤(2)中热处理的温度为250至400℃；热处理的时间为0.5至3小时。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

步骤(1)中所述电催化层材料分散液中还包括粘接剂材料；

其中，所述电催化层材料的浓度为0.01至5wt％；

其中，所述粘接剂采用的材料包括聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述疏水层的厚度为0.03至300μm，水接触角大于90度，透水压力大于1bar，孔径为0.1至1μm，孔隙率不低于50％；

所述疏水层采用的材料包括聚四氟乙烯、全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和聚乙烯中的至少一种；

所述催化层采用的材料包括碳纤维、炭黑、碳纳米管、石墨烯及氮化碳中的至少一种；

所述催化层内负载Fe₃O₄、α-FeOOH、Fe₂O₃、Fe/Cu、Fe/Co中的至少一种；

所述催化层厚度为100至400μm，孔隙率大于80％。

8.一种电芬顿-膜蒸馏协同水处理的方法，采用如权利要求1至7任一项所述的装置，包括：

将原水及芬顿试剂通入电芬顿区；

将含氧气体经由气扫单元通入出水区，含氧气体中的氧气通过疏水层扩散进入电催化层，在电催化层内部原位还原为H₂O₂，催化剂催化H₂O₂产生活性物质；活性物质氧化降解电催化疏水膜附近区域及部分原水主体中的有机物，防止挥发性有机物进入产水；电催化疏水膜界面处原水蒸发，水蒸气通过电催化疏水膜的膜孔后由气体吹扫进入出水单元，水蒸气冷凝获得产水。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述芬顿试剂包括硫酸亚铁、硝酸钴、硝酸铜、硫酸铜或硝酸银中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括将原水加热后再通入电芬顿区；

其中，所述加热温度为40至90℃。

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