CN112811571A - 一种臭氧催化膜水处理系统及方法 - Google Patents
一种臭氧催化膜水处理系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112811571A CN112811571A CN202110056108.2A CN202110056108A CN112811571A CN 112811571 A CN112811571 A CN 112811571A CN 202110056108 A CN202110056108 A CN 202110056108A CN 112811571 A CN112811571 A CN 112811571A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- purified water
- water
- ozone
- ozone catalytic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 213
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 127
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 115
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 136
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 69
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 31
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 19
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 12
- 229910016526 CuMn2O4 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 9
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 206010010356 Congenital anomaly Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- SYBFKRWZBUQDGU-UHFFFAOYSA-N copper manganese(2+) oxygen(2-) Chemical class [O--].[O--].[Mn++].[Cu++] SYBFKRWZBUQDGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8892—Manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明属于水处理技术领域,公开了一种臭氧催化膜水处理系统及方法,所述臭氧催化膜水处理系统包括:废水收集模块、废水预处理模块、中央控制模块、活性炭吸附模块、臭氧催化膜制备模块、臭氧催化模块、循环模块、二次催化模块、净化水检测模块、净化水再利用模块。本发明提供的臭氧催化膜制备方法简单,能够实现催化活性稳定和延长催化剂的使用寿命,具有更强的催化能力且催化效率高。本发明在进行臭氧催化前进行工业废水中杂质吸附,进行臭氧催化干扰少,效果更好;在进行臭氧催化后进行水循环,使进行催化的水再次流经臭氧催化膜进行二次催化,得到的水的净化程度更好,可以进行再次利用。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域,尤其涉及一种臭氧催化膜水处理系统及方法。
背景技术
目前,随着我国水污染问题日益突显,污水处理排放标准的提高已是大势所趋。近年来,各地污水处理厂的提标改造工作正在陆续进行。提标改造,尤其是含有工业废水的污水处理厂的提标改造,仅靠升级生化处理工艺,很难达到要求的标准,势必需要在生化后增加高级氧化工艺。
现阶段高级氧化的方法包括芬顿法、臭氧氧化法、电解催化法、湿式氧化法、光化学协同氧化法等高级氧化技术。其中,芬顿法会产生大量的铁泥难以处理,同时在反应过程中需要投加大量的酸碱及其他药剂,运行费用较高。电化学氧化法应用处理规模受限制,无法大规模应用于大水量处理项目中。湿式氧化技术运行成本太高,在工业水处理中应用较少。协同氧化法涵盖了几种不同氧化方法,相互之间的影响较为复杂,且处于实验室研究阶段,其先天性制约因素如对来水水质条件苛刻、反应过程复杂、效果不稳定、工程化的可行性均是其发展应用需要攻克的壁垒。臭氧氧化法中,臭氧的氧化能力较强,并且臭氧经氧化分解为氧气,对环境无二次污染,整体运行成本较低。O3一般要与催化剂联用,促进O3分解,使O3对有机污染物降解率显著提高,且臭氧催化氧化技术具有运行成本低、操作方便等优点。但是现有的臭氧催化膜进行水处理的效率较低,且臭氧催化膜进行降解的有效性差,水处理质量差。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有的臭氧催化膜进行水处理的效率较低,且臭氧催化膜进行降解的有效性差,水处理质量差。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种臭氧催化膜水处理系统及方法。
本发明是这样实现的,一种臭氧催化膜水处理方法,所述臭氧催化膜水处理方法,包括以下步骤:
步骤一,废水收集模块利用废水收集程序进行工业废水的收集;废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小颗粒杂质,得到第一次净化水;
步骤二,中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行;通过活性炭吸附模块利用活性炭吸附装置进行第一次净化水中杂质的吸附,得到第二次净化水;
步骤三,通过臭氧催化膜制备模块利用臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备;通过臭氧催化模块利用臭氧催化膜对流经的第二次净化水进行臭氧催化,得到第三次净化水;
步骤四,通过循环模块利用循环程序进行第三次净化水的循环;通过二次催化模块利用二次催化程序使循环中的第三次净化水再次流经臭氧催化膜,进行二次臭氧催化,得到净化水;
步骤五,通过净化水检测模块利用净化水检测程序进行净化水的净化指标的检测;所述净化指标包括pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度;通过净化水再利用模块利用净化水再利用程序将净化水进行收集,并进行再次利用;
步骤一中,所述通过废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,包括:
(1)通过水驱动装置进行水处理管道中工业废水的驱动;
(2)水处理管道中按照水流向依次设置大粒径过滤器和小粒径过滤器;
(3)工业废水流经大粒径过滤器,滤除大粒径杂质,得到初次过滤水;
(4)初次过滤水流经小粒径过滤器,滤除小粒径杂质,得到第一次净化水;
步骤五中,所述净化水检测模块利用净化水检测程序控制各种传感器进行净化水的净化指标的检测的过程中,对检测的数据进行数据融合的具体过程为:
将检测到的pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度数据,建立数据集合;
根据数据集合中的数据,提取对应的目标特征;
提取目标特征完成后,通过数据融合算法对获取的目标特征量进行融合,并进行相应的目标分类;
目标分类完成后,对相应的每组进行统一解释说明;
步骤三中,所述通过臭氧催化膜制备模块利用臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备,包括:
1)进行CuMn2O4(CMO)的制备;
2)将制备的CuMn2O4(CMO)与氧化石墨烯按照质量比例为8~10:1~3的比例进行混合,得到混合物;
3)将混合物进行充分研磨得到混合粉末,将混合粉末置于煅烧炉中进行煅烧,得到于反应物;
4)将反应物与去离子水混合,搅拌均匀并进行超声分散,得到悬浊液;
5)将陶瓷膜的一侧密封,将氮气通入悬浊液中,直至容器内悬浊液全部压完;
6)将所述陶瓷膜置于干燥箱中干燥,并将干燥的陶瓷膜置于煅烧炉中煅烧,得到臭氧催化膜。
进一步,步骤二中,所述活性炭吸附装置包括:第一活性炭吸附罐、第二活性炭吸附罐、连接管道、小粒径过滤器以及管路切换开关;
所述连接管道包括第一连接管道、第二连接管道、第三连接管道;在第一连接管道与第二连接管道的连接处设置管路切换开关,第二活性炭吸附罐的出气口与第一连接管道位于管路切换开关和小粒径过滤器之间的管道部分通过第三连接管连通。
进一步,所述管路切换开关为三通开关。
进一步,所述CuMn2O4(CMO)的制备,包括:
第一步,将KOH与NaOH按照质量比为1:1比例进行混合,用去离子水溶解,得到碱性溶液;
第二步,将Cu(CH3COO)2溶液倒入Mn(CH3COO)2溶液中,得到混合盐溶液;
第三步,在搅拌条件下,将碱性溶液逐滴加入至混合盐溶液中,得到混合液;
第四步,将混合盐溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压釜内,进行加热反应,反应结束后对反应物进行离心;收集固态物质进行洗涤、烘干,得到CuMn2O4(CMO)。
进一步,所述将混合粉末置于煅烧炉中进行煅烧,包括:将混合粉末置于煅烧炉中进行两次煅烧,第一次煅烧温度为400~500℃煅烧1~2h,保温1~3h;第二次煅烧为550~600℃煅烧2~3h,保温20~30min。
进一步,所述干燥的温度为50~80℃,干燥时间为50~60min。
进一步,所述干燥的陶瓷膜置于煅烧炉中煅烧,包括:设定升温速率为20~40℃/min进行升温,升温至400℃进行30~40min保温。
本发明另一目的在于提供一种实施所述臭氧催化膜水处理方法的臭氧催化膜水处理系统,所述臭氧催化膜水处理系统包括:
废水收集模块、废水预处理模块、中央控制模块、活性炭吸附模块、臭氧催化膜制备模块、臭氧催化模块、循环模块、二次催化模块、净化水检测模块、净化水再利用模块;
废水收集模块,与中央控制模块连接,用于通过废水收集程序进行工业废水的收集;
废水预处理模块,与中央控制模块连接,用于通过废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,得到第一次净化水;通过废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,包括:通过水驱动装置进行水处理管道中工业废水的驱动;水处理管道中按照水流向依次设置大粒径过滤器和小粒径过滤器;工业废水流经大粒径过滤器,滤除大粒径杂质,得到初次过滤水;初次过滤水流经小粒径过滤器,滤除小粒径杂质,得到第一次净化水;
中央控制模块,与废水收集模块、废水预处理模块、活性炭吸附模块、臭氧催化膜制备模块、臭氧催化模块、循环模块、二次催化模块、净化水检测模块、净化水再利用模块连接,用于通过主控机控制各个模块正常运行;
活性炭吸附模块,与中央控制模块连接,用于通过活性炭吸附装置进行第一次净化水中杂质的吸附,得到第二次净化水;
臭氧催化膜制备模块,与中央控制模块连接,用于通过臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备;
臭氧催化模块,与中央控制模块连接,用于通过臭氧催化膜对流经的第二次净化水进行臭氧催化,得到第三次净化水;
循环模块,与中央控制模块连接,用于通过循环程序进行第三次净化水的循环;
二次催化模块,与中央控制模块连接,用于通过二次催化程序使循环中的第三次净化水再次流经臭氧催化膜,进行二次臭氧催化,得到净化水;
净化水检测模块,与中央控制模块连接,用于通过净化水检测程序进行净化水的净化指标的检测;所述净化指标包括pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度;净化水检测模块利用净化水检测程序控制各种传感器进行净化水的净化指标的检测的过程中,对检测的数据进行数据融合的具体过程为:将检测到的pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度数据,建立数据集合;根据数据集合中的数据,提取对应的目标特征;提取目标特征完成后,通过数据融合算法对获取的目标特征量进行融合,并进行相应的目标分类;目标分类完成后,对相应的每组进行统一解释说明;
净化水再利用模块,与中央控制模块连接,用于通过净化水再利用程序将净化水进行收集,并进行再次利用。
本发明另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施所述的臭氧催化膜水处理方法。
本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行所述的臭氧催化膜水处理方法。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明采用CuMn2O4(CMO)催化膜作为臭氧催化膜,其催化剂成分中不含除CuMn2O4外的其他铜锰氧化物,且制备方法简单,能够实现催化活性稳定和延长催化剂的使用寿命,具有更强的催化能力且催化效率高。本发明在进行臭氧催化后进行水循环,使进行催化的水再次流经臭氧催化膜进行二次催化,得到的水的净化程度更好,可以进行再次利用。
同时本发明通过废水收集模块中废水收集程序进行工业废水的收集;废水预处理模块通过废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,得到第一次净化水;活性炭吸附模块通过活性炭吸附装置进行第一次净化水中杂质的吸附,得到第二次净化水;臭氧催化膜制备模块通过臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备;臭氧催化模块通过臭氧催化膜对流经的第二次净化水进行臭氧催化,得到第三次净化水;循环模块通过循环程序进行第三次净化水的循环;二次催化模块通过二次催化程序使循环中的第三次净化水再次流经臭氧催化膜,进行二次臭氧催化,得到净化水;净化水检测模块通过净化水检测程序进行净化水的净化指标的检测;所述净化指标包括pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度;净化水再利用模块通过净化水再利用程序将净化水进行收集,并进行再次利用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的臭氧催化膜水处理系统结构框图。
图2是本发明实施例提供的臭氧催化膜水处理方法流程图。
图3是本发明实施例提供的废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通过臭氧催化膜制备模块利用臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备方法流程图。
图5是本发明实施例提供的CuMn2O4(CMO)的制备方法流程图。
图中:1、废水收集模块;2、废水预处理模块;3、中央控制模块;4、活性炭吸附模块;5、臭氧催化膜制备模块;6、臭氧催化模块;7、循环模块;8、二次催化模块;9、净化水检测模块;10、净化水再利用模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种臭氧催化膜水处理系统及方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的臭氧催化膜水处理系统包括:
废水收集模块1、废水预处理模块2、中央控制模块3、活性炭吸附模块4、臭氧催化膜制备模块5、臭氧催化模块6、循环模块7、二次催化模块8、净化水检测模块9、净化水再利用模块10;
废水收集模块1,与中央控制模块3连接,用于通过废水收集程序进行工业废水的收集;
废水预处理模块2,与中央控制模块3连接,用于通过废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,得到第一次净化水;
中央控制模块3,与废水收集模块1、废水预处理模块2、活性炭吸附模块4、臭氧催化膜制备模块5、臭氧催化模块6、循环模块7、二次催化模块8、净化水检测模块9、净化水再利用模块10连接,用于通过主控机控制各个模块正常运行;
活性炭吸附模块4,与中央控制模块3连接,用于通过活性炭吸附装置进行第一次净化水中杂质的吸附,得到第二次净化水;
臭氧催化膜制备模块5,与中央控制模块3连接,用于通过臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备;
臭氧催化模块6,与中央控制模块3连接,用于通过臭氧催化膜对流经的第二次净化水进行臭氧催化,得到第三次净化水;
循环模块7,与中央控制模块3连接,用于通过循环程序进行第三次净化水的循环;
二次催化模块8,与中央控制模块3连接,用于通过二次催化程序使循环中的第三次净化水再次流经臭氧催化膜,进行二次臭氧催化,得到净化水;
净化水检测模块9,与中央控制模块3连接,用于通过净化水检测程序进行净化水的净化指标的检测;所述净化指标包括pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度;
净化水再利用模块10,与中央控制模块3连接,用于通过净化水再利用程序将净化水进行收集,并进行再次利用。
如图2所示,本发明实施例提供的臭氧催化膜水处理方法包括以下步骤:
S101,通过废水收集模块利用废水收集程序进行工业废水的收集;通过废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小颗粒杂质,得到第一次净化水;
S102,通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行;通过活性炭吸附模块利用活性炭吸附装置进行第一次净化水中杂质的吸附,得到第二次净化水;
S103,通过臭氧催化膜制备模块利用臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备;通过臭氧催化模块利用臭氧催化膜对流经的第二次净化水进行臭氧催化,得到第三次净化水;
S104,通过循环模块利用循环程序进行第三次净化水的循环;通过二次催化模块利用二次催化程序使循环中的第三次净化水再次流经臭氧催化膜,进行二次臭氧催化,得到净化水;
S105,通过净化水检测模块利用净化水检测程序进行净化水的净化指标的检测;所述净化指标包括pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度;通过净化水再利用模块利用净化水再利用程序将净化水进行收集,并进行再次利用。
如图3所示,步骤S101中,本发明实施例提供的通过废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,包括:
S201,通过水驱动装置进行水处理管道中工业废水的驱动;
S202,水处理管道中按照水流向依次设置大粒径过滤器和小粒径过滤器;
S203,工业废水流经大粒径过滤器,滤除大粒径杂质,得到初次过滤水;
S204,初次过滤水流经小粒径过滤器,滤除小粒径杂质,得到第一次净化水。
步骤S102中,本发明实施例提供的活性炭吸附装置包括:第一活性炭吸附罐、第二活性炭吸附罐、连接管道、小粒径过滤器以及管路切换开关;
所述连接管道包括第一连接管道、第二连接管道、第三连接管道;在第一连接管道与第二连接管道的连接处设置管路切换开关,第二活性炭吸附罐的出气口与第一连接管道位于管路切换开关和小粒径过滤器之间的管道部分通过第三连接管连通。
本发明实施例提供的管路切换开关为三通开关。
如图4所示,步骤S103中,本发明实施例提供的通过臭氧催化膜制备模块利用臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备,包括:
S301,进行CuMn2O4(CMO)的制备;
S302,将制备的CuMn2O4(CMO)与氧化石墨烯按照质量比例为8~10:1~3的比例进行混合,得到混合物;
S303,将混合物进行充分研磨得到混合粉末,将混合粉末置于煅烧炉中进行煅烧,得到于反应物;
S304,将反应物与去离子水混合,搅拌均匀并进行超声分散,得到悬浊液;
S305,将陶瓷膜的一侧密封,将氮气通入悬浊液中,直至容器内悬浊液全部压完;
S306,将所述陶瓷膜置于干燥箱中干燥,并将干燥的陶瓷膜置于煅烧炉中煅烧,得到臭氧催化膜。
如图5所示,本发明实施例提供的CuMn2O4(CMO)的制备,包括:
S401,将KOH与NaOH按照质量比为1:1比例进行混合,用去离子水溶解,得到碱性溶液;
S402,将Cu(CH3COO)2溶液倒入Mn(CH3COO)2溶液中,得到混合盐溶液;
S403,在搅拌条件下,将碱性溶液逐滴加入至混合盐溶液中,得到混合液;
S404,将混合盐溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压釜内,进行加热反应,反应结束后对反应物进行离心;收集固态物质进行洗涤、烘干,得到CuMn2O4(CMO)。
本发明实施例提供的将混合粉末置于煅烧炉中进行煅烧,包括:将混合粉末置于煅烧炉中进行两次煅烧,第一次煅烧温度为400~500℃煅烧1~2h,保温1~3h;第二次煅烧为550~600℃煅烧2~3h,保温20~30min。
本发明实施例提供的干燥的温度为50~80℃,干燥时间为50~60min。
本发明实施例提供的将干燥的陶瓷膜置于煅烧炉中煅烧,包括:设定升温速率为20~40℃/min进行升温,升温至400℃进行30~40min保温。
步骤S105中,本发明实施例提供的净化水检测模块利用净化水检测程序控制各种传感器进行净化水的净化指标的检测的过程中,对检测的数据进行数据融合的具体过程为:
将检测到的pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度数据,建立数据集合;
根据数据集合中的数据,提取对应的目标特征;
提取目标特征完成后,通过数据融合算法对获取的目标特征量进行融合,并进行相应的目标分类;
目标分类完成后,对相应的每组进行统一解释说明。
以上所述,仅为本发明较优的具体的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种臭氧催化膜水处理方法,其特征在于,所述臭氧催化膜水处理方法,包括以下步骤:
步骤一,废水收集模块利用废水收集程序进行工业废水的收集;废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小颗粒杂质,得到第一次净化水;
步骤二,中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行;通过活性炭吸附模块利用活性炭吸附装置进行第一次净化水中杂质的吸附,得到第二次净化水;
步骤三,通过臭氧催化膜制备模块利用臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备;通过臭氧催化模块利用臭氧催化膜对流经的第二次净化水进行臭氧催化,得到第三次净化水;
步骤四,通过循环模块利用循环程序进行第三次净化水的循环;通过二次催化模块利用二次催化程序使循环中的第三次净化水再次流经臭氧催化膜,进行二次臭氧催化,得到净化水;
步骤五,通过净化水检测模块利用净化水检测程序进行净化水的净化指标的检测;所述净化指标包括pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度;通过净化水再利用模块利用净化水再利用程序将净化水进行收集,并进行再次利用;
步骤一中,所述通过废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,包括:
(1)通过水驱动装置进行水处理管道中工业废水的驱动;
(2)水处理管道中按照水流向依次设置大粒径过滤器和小粒径过滤器;
(3)工业废水流经大粒径过滤器,滤除大粒径杂质,得到初次过滤水;
(4)初次过滤水流经小粒径过滤器,滤除小粒径杂质,得到第一次净化水;
步骤五中,所述净化水检测模块利用净化水检测程序控制各种传感器进行净化水的净化指标的检测的过程中,对检测的数据进行数据融合的具体过程为:
将检测到的pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度数据,建立数据集合;
根据数据集合中的数据,提取对应的目标特征;
提取目标特征完成后,通过数据融合算法对获取的目标特征量进行融合,并进行相应的目标分类;
目标分类完成后,对相应的每组进行统一解释说明;
步骤三中,所述通过臭氧催化膜制备模块利用臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备,包括:
1)进行CuMn2O4(CMO)的制备;
2)将制备的CuMn2O4(CMO)与氧化石墨烯按照质量比例为8~10:1~3的比例进行混合,得到混合物;
3)将混合物进行充分研磨得到混合粉末,将混合粉末置于煅烧炉中进行煅烧,得到于反应物;
4)将反应物与去离子水混合,搅拌均匀并进行超声分散,得到悬浊液;
5)将陶瓷膜的一侧密封,将氮气通入悬浊液中,直至容器内悬浊液全部压完;
6)将所述陶瓷膜置于干燥箱中干燥,并将干燥的陶瓷膜置于煅烧炉中煅烧,得到臭氧催化膜。
2.如权利要求1所述臭氧催化膜水处理方法,其特征在于,步骤二中,所述活性炭吸附装置包括:第一活性炭吸附罐、第二活性炭吸附罐、连接管道、小粒径过滤器以及管路切换开关;
所述连接管道包括第一连接管道、第二连接管道、第三连接管道;在第一连接管道与第二连接管道的连接处设置管路切换开关,第二活性炭吸附罐的出气口与第一连接管道位于管路切换开关和小粒径过滤器之间的管道部分通过第三连接管连通。
3.如权利要求2所述臭氧催化膜水处理方法,其特征在于,所述管路切换开关为三通开关。
4.如权利要求1所述臭氧催化膜水处理方法,其特征在于,所述CuMn2O4(CMO)的制备,包括:
第一步,将KOH与NaOH按照质量比为1:1比例进行混合,用去离子水溶解,得到碱性溶液;
第二步,将Cu(CH3COO)2溶液倒入Mn(CH3COO)2溶液中,得到混合盐溶液;
第三步,在搅拌条件下,将碱性溶液逐滴加入至混合盐溶液中,得到混合液;
第四步,将混合盐溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压釜内,进行加热反应,反应结束后对反应物进行离心;收集固态物质进行洗涤、烘干,得到CuMn2O4(CMO)。
5.如权利要求1所述臭氧催化膜水处理方法,其特征在于,所述将混合粉末置于煅烧炉中进行煅烧,包括:将混合粉末置于煅烧炉中进行两次煅烧,第一次煅烧温度为400~500℃煅烧1~2h,保温1~3h;第二次煅烧为550~600℃煅烧2~3h,保温20~30min。
6.如权利要求1所述臭氧催化膜水处理方法,其特征在于,所述干燥的温度为50~80℃,干燥时间为50~60min。
7.如权利要求1所述臭氧催化膜水处理方法,其特征在于,所述干燥的陶瓷膜置于煅烧炉中煅烧,包括:设定升温速率为20~40℃/min进行升温,升温至400℃进行30~40min保温。
8.一种实施如权利要求1~7任意一项所述臭氧催化膜水处理方法的臭氧催化膜水处理系统,其特征在于,所述臭氧催化膜水处理系统包括:
废水收集模块、废水预处理模块、中央控制模块、活性炭吸附模块、臭氧催化膜制备模块、臭氧催化模块、循环模块、二次催化模块、净化水检测模块、净化水再利用模块;
废水收集模块,与中央控制模块连接,用于通过废水收集程序进行工业废水的收集;
废水预处理模块,与中央控制模块连接,用于通过废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,得到第一次净化水;通过废水预处理模块利用废水预处理程序对废水进行两次过滤,滤除工业废水中的小粒径杂质,包括:通过水驱动装置进行水处理管道中工业废水的驱动;水处理管道中按照水流向依次设置大粒径过滤器和小粒径过滤器;工业废水流经大粒径过滤器,滤除大粒径杂质,得到初次过滤水;初次过滤水流经小粒径过滤器,滤除小粒径杂质,得到第一次净化水;
中央控制模块,与废水收集模块、废水预处理模块、活性炭吸附模块、臭氧催化膜制备模块、臭氧催化模块、循环模块、二次催化模块、净化水检测模块、净化水再利用模块连接,用于通过主控机控制各个模块正常运行;
活性炭吸附模块,与中央控制模块连接,用于通过活性炭吸附装置进行第一次净化水中杂质的吸附,得到第二次净化水;
臭氧催化膜制备模块,与中央控制模块连接,用于通过臭氧催化膜制备程序进行臭氧催化膜的制备;
臭氧催化模块,与中央控制模块连接,用于通过臭氧催化膜对流经的第二次净化水进行臭氧催化,得到第三次净化水;
循环模块,与中央控制模块连接,用于通过循环程序进行第三次净化水的循环;
二次催化模块,与中央控制模块连接,用于通过二次催化程序使循环中的第三次净化水再次流经臭氧催化膜,进行二次臭氧催化,得到净化水;
净化水检测模块,与中央控制模块连接,用于通过净化水检测程序进行净化水的净化指标的检测;所述净化指标包括pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度;净化水检测模块利用净化水检测程序控制各种传感器进行净化水的净化指标的检测的过程中,对检测的数据进行数据融合的具体过程为:将检测到的pH值、难降解有机物浓度、溴离子浓度数据,建立数据集合;根据数据集合中的数据,提取对应的目标特征;提取目标特征完成后,通过数据融合算法对获取的目标特征量进行融合,并进行相应的目标分类;目标分类完成后,对相应的每组进行统一解释说明;
净化水再利用模块,与中央控制模块连接,用于通过净化水再利用程序将净化水进行收集,并进行再次利用。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施如权利要求1~7任意一项所述的臭氧催化膜水处理方法。
10.一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1~7任意一项所述的臭氧催化膜水处理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110056108.2A CN112811571A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种臭氧催化膜水处理系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110056108.2A CN112811571A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种臭氧催化膜水处理系统及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112811571A true CN112811571A (zh) | 2021-05-18 |
Family
ID=75869475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110056108.2A Pending CN112811571A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种臭氧催化膜水处理系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112811571A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203683278U (zh) * | 2014-01-10 | 2014-07-02 | 天津市环境保护科学研究院 | 一种处理有机废水的耦合式膜臭氧催化反应装置 |
CN105195168A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-30 | 北京林业大学 | 一种具有空心六面体锰酸铜尖晶石的制备及其催化臭氧氧化除污染技术的应用方法 |
CN109712821A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-03 | 绍兴文理学院 | 一种CuMn2O4/MnxOy复合材料的制备及其电化学性能的测试方法 |
CN111573818A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-25 | 北京林业大学 | 一种臭氧催化膜反应器组装及其在水处理工程应用方法 |
CN111606465A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-01 | 华东交通大学 | 井水净化处理设备及净化处理方法 |
CN112062395A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-11 | 盐城工学院 | 一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法 |
-
2021
- 2021-01-15 CN CN202110056108.2A patent/CN112811571A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203683278U (zh) * | 2014-01-10 | 2014-07-02 | 天津市环境保护科学研究院 | 一种处理有机废水的耦合式膜臭氧催化反应装置 |
CN105195168A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-30 | 北京林业大学 | 一种具有空心六面体锰酸铜尖晶石的制备及其催化臭氧氧化除污染技术的应用方法 |
CN109712821A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-03 | 绍兴文理学院 | 一种CuMn2O4/MnxOy复合材料的制备及其电化学性能的测试方法 |
CN111573818A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-25 | 北京林业大学 | 一种臭氧催化膜反应器组装及其在水处理工程应用方法 |
CN111606465A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-01 | 华东交通大学 | 井水净化处理设备及净化处理方法 |
CN112062395A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-11 | 盐城工学院 | 一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张燕等: "高热稳定性Cu-Mn-O催化燃烧催化剂的制备", 《分子催化》 * |
蔡丽娜等: "过渡金属氧化物掺杂对铜锰氧化物催化CO氧化性能的影响", 《催化学报》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106882884B (zh) | 一种回收利用废水中氯离子的方法 | |
CN112316913A (zh) | 一种以赤泥废渣为原料的水处理吸附剂及其制备方法 | |
CN113856691B (zh) | 臭氧催化剂及其制备方法 | |
CN107892375A (zh) | 含氯溶液中氯离子的去除方法 | |
CN101838065A (zh) | 电解锰生产末端废水中六价铬的回收方法 | |
CN110801814A (zh) | 一种磁性氨基核桃壳生物炭新型吸附剂的制备方法 | |
CN104772214B (zh) | 一种粉煤灰高效除铁的方法 | |
CN101091869A (zh) | 一种低浓度硫化氢废气的净化方法 | |
CN109603434B (zh) | 一种黄磷尾气的净化处理工艺及装置 | |
CN112958165B (zh) | 一种scr脱硝催化剂再生生产线的工艺流程 | |
CN112811571A (zh) | 一种臭氧催化膜水处理系统及方法 | |
CN102188959A (zh) | 一种吸附污水中氨氮饱和后的沸石的再生方法 | |
CN102381749A (zh) | 一种低浓度含汞废水的处理方法 | |
CN111762927A (zh) | 一种高酸度化工含汞废酸液联合脱汞的方法和装置 | |
CN107381705B (zh) | 一种相变调控分离回收水中多种阳离子重金属的方法 | |
CN106145282B (zh) | 一种高浓度废水的预处理装置 | |
CN107473319B (zh) | 一种相变调控回收水中阳离子重金属的方法 | |
CN109095731A (zh) | 一种基于镁法脱硫废水制取高纯度氢氧化镁的系统 | |
CN213924392U (zh) | 一种含镍废液的回收处理装置 | |
CN107335399B (zh) | 一种相变调控分离回收水中重金属阴、阳离子的方法 | |
CN209338324U (zh) | 一种基于镁法脱硫废水制取高纯度氢氧化镁的系统 | |
CN207755981U (zh) | 一种trs净化系统 | |
CN113292191A (zh) | 一种渣油催化热裂解及煤制烯烃废碱液资源化利用装置 | |
CN102350300B (zh) | 降解多/杂环芳烃的仿酶型水处理剂及其制备方法 | |
CN201896078U (zh) | 磁性树脂吸附反应回收装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210518 |