CN215756632U - 陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水处理装置技术领域，具体涉及一种陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置。包括膜池，膜池侧壁上设进水管和排污管，膜池内部设有陶瓷平板膜组件，陶瓷平板膜的表面设有催化剂涂层，陶瓷平板膜组件下方依次设有空气曝气管和臭氧曝气管，空气曝气管进气口连接曝气风机，臭氧曝气管进气口连接臭氧输送管线，陶瓷平板膜组件的产水口通过产水管线与产水池连接，陶瓷平板膜组件的产水口还通过药洗管线与药液箱连接，陶瓷平板膜组件的产水口还通过反洗管线与产水池连接。该装置的催化剂设置在膜表面，催化剂利用率高，催化效率高，能够有效阻止污染物在膜表面的富集，降低膜的反洗频率，延长膜的使用寿命，装置运行稳定，水处理效果好。

Description

陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置

技术领域

本实用新型属于水处理装置技术领域，具体涉及一种陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置。

背景技术

臭氧催化氧化技术是一种高效的污水深度处理技术，是近年来污水处理领域内的应用热点。与臭氧作为单独氧化剂相比，臭氧在催化剂的作用下形成的[·OH]与有机物的反应速率更高、氧化性更强，几乎可以氧化所有的有机物。催化剂可以利用臭氧的强氧化性将水中的有机物直接氧化为CO₂和H₂O，或者将大分子有机物氧化分解成小分子，使其更容易被分解成小分子，使其更容易被降解。

陶瓷平板膜具有化学稳定性好、耐高温、耐酸碱、机械强度高、耐氧化、水处理效果好等特点，广泛用于污水处理领域。由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除。不同于有机MBR膜，陶瓷平板膜具有一定的机械强度，在曝气的情况下膜片不会抖动，膜表面的微生物会产生生物黏泥及其他污染物容易附着在膜表面，导致膜通量在较短时间内下降，造成膜的污堵。将臭氧催化氧化技术与陶瓷平板膜技术结合，臭氧催化氧化能够与污水中的有机物进行反应，减少有机物在陶瓷平板膜上的附着，能够有效解决陶瓷平板膜易污堵、造成膜通量减小、反冲洗频繁、使用寿命短的问题。

但是，直接将此类催化剂投加到陶瓷平板膜的膜池中时，存在以下问题：催化剂利用率低、催化效率低，并且，催化剂颗粒与污水中的有机物共混后容易沉积在膜表面，造成膜通量减小，虽然相较于投加催化剂之前有所改善，但是效果非常有限。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置，该装置的催化剂设置在膜表面，催化剂利用率高，催化效率高，能够有效阻止污染物在膜表面的富集，降低膜的反洗频率，延长膜的使用寿命，装置运行稳定，水处理效果好。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置，包括膜池，膜池侧壁上设进水管和排污管，膜池内部设有陶瓷平板膜组件，陶瓷平板膜的表面设有催化剂涂层，陶瓷平板膜组件下方依次设有空气曝气管和臭氧曝气管，空气曝气管进气口连接曝气风机，臭氧曝气管进气口连接臭氧输送管线，陶瓷平板膜组件的产水口通过产水管线与产水池连接，产水管线上设有产水泵，陶瓷平板膜组件的产水口还通过药洗管线与药液箱连接，药洗管线上设有药洗泵，陶瓷平板膜组件的产水口还通过反洗管线与产水池连接，反洗管线上设有反洗泵。

其中：

优选地，所述的膜池为密封结构，顶部连接尾气回收管线。

优选地，所述的进水管设置在膜池上部。

优选地，所述的排污管设置在膜池下部。

工作原理及过程：

该装置使用时，废水经进水管进入膜池内，同时臭氧通过臭氧输送管线和臭氧曝气管进入陶瓷平板膜组件底部，臭氧在膜池内部自下而上通过，臭氧在催化剂涂层的催化作用下，与废水中的COD、氨氮等污染物质发生催化氧化反应，实现对废水中的污染物降解去除，未反应的臭氧经尾气回收管线回收至尾气收集循环利用系统进行收集并循环利用，提高了臭氧利用率。在膜池内经过催化氧化处理后的废水经过产水泵进入产水池。

装置运行过程中需要定期对陶瓷平板膜组件进行反洗，反洗时，反洗泵开启，曝气风机开启，产水池内的水通过反洗泵进入陶瓷平板膜组件内部，在反洗泵作用力下反洗水由陶瓷平板膜膜片内部向外溢出，反洗的同时，曝气风机对陶瓷平板膜组件进行曝气，起到曝气冲刷陶瓷平板膜膜片表面污染物的作用，使污染物脱离膜片表面。

装置的产水通量衰减时，需对装置进行化学清洗，此时药液箱内的药剂在药洗泵的作用下，通过药洗管线进入陶瓷平板膜膜片内部，在药洗泵作用下，药液由膜片内部向外溢出，并对膜片进行一定时间的浸泡，起到对膜片进行化学清洗的作用，使陶瓷平板膜组件通量得到有效恢复。反洗产生的污水经排污管从膜池中排出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型在陶瓷平板膜的表面设有催化剂涂层，催化活性高，能够提高臭氧的利用率，缩短催化氧化时间。

2、本实用新型能够有效阻止污染物在膜表面的富集，减少过滤周期内膜通量的衰减，提高了陶瓷平板膜的有效运行时间。

3、本实用新型能够降低膜的反洗次数及反洗频率，大大减少化学清洗药剂的使用，节省运行成本，达到节能减排的目的。

4、本实用新型设有水反洗装置和药洗装置(即药液反洗装置)，能够有效对陶瓷平板膜进行清洗，保证装置的稳定高效运行。

5、该装置特别适合于化工、制药、印染、垃圾渗滤液等工业高难度废水的处理。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1、膜池；2、进水管；3、排污管；4、尾气回收管线；5、陶瓷平板膜组件；6、催化剂涂层；7、空气曝气管；8、臭氧曝气管；9、药洗泵；10、药洗管线；11、药液箱；12、产水泵；13、产水管线；14、产水池；15、反洗管线；16、反洗泵；17、曝气风机；18、臭氧输送管线。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例

如图1所示，所述的陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置，包括膜池1，膜池1侧壁上设进水管2和排污管3，膜池1内部设有陶瓷平板膜组件5，陶瓷平板膜的表面设有催化剂涂层6，陶瓷平板膜组件5下方依次设有空气曝气管7和臭氧曝气管8，空气曝气管7进气口连接曝气风机17，臭氧曝气管8进气口连接臭氧输送管线18，陶瓷平板膜组件5的产水口通过产水管线13与产水池14连接，产水管线13上设有产水泵12，陶瓷平板膜组件5的产水口还通过药洗管线10与药液箱11连接，药洗管线10上设有药洗泵9，陶瓷平板膜组件5的产水口还通过反洗管线15与产水池14连接，反洗管线15上设有反洗泵16。

其中：

所述的催化剂涂层6为臭氧催化氧化中采用的催化剂制备的涂层，即催化氧化涂层。带有这种涂层的陶瓷平板膜市场上已经有销售。优选地，催化剂涂层6采用高强度氧化铝、碳化硅作为催化载体，掺混不易流失催化组分，采用过渡金属、稀有金属、稀土金属作为有效催化组分，高温下在陶瓷平板膜表面烧结形成催化剂涂层6。多种催化组分，加强催化剂对不同废水的适应性的同时提高催化活性。能够大大提高臭氧的利用率，缩短催化氧化时间；在臭氧催化氧化反应下，能够有效阻止污染物在膜表面的富集，减少过滤周期内膜通量的衰减，提高了膜的有效运行时间；降低膜的反洗次数及反洗频率，减少膜加药清洗的次数，减少药剂的使用量，达到节能减排的目的。设置有催化剂涂层6的陶瓷平板膜具有机械强度高、化学稳定性好、耐氧化、寿命长，孔径分布均匀不变形，膜分离效率高，亲水性好，节能等优势。

所述的膜池1为密封结构，顶部连接尾气回收管线4。尾气中不可避免的含有臭氧的残留，对尾气回收之后集中处理后回用或者对臭氧进行分解后排放，减少臭氧外排给环境带来的危害。

所述的进水管2设置在膜池1上部。

所述的排污管3设置在膜池1下部。

所述的臭氧输送管线18连接臭氧发生器。

该装置使用时，废水经进水管2进入膜池1内，同时臭氧通过臭氧输送管线18和臭氧曝气管8进入陶瓷平板膜组件5底部，臭氧在膜池1内部自下而上通过，臭氧在催化剂涂层6的催化作用下，与废水中的COD、氨氮等污染物质发生催化氧化反应，实现对废水中的污染物降解去除，未反应的臭氧经尾气回收管线4回收至尾气收集循环利用系统进行收集并循环利用，提高了臭氧利用率，减少了臭氧直接排放造成的环境污染。在膜池1内经过催化氧化处理后的废水经过产水泵12进入产水池14。

装置运行过程中需要定期对陶瓷平板膜组件5进行反洗，反洗时，反洗泵16开启，曝气风机17开启，产水池14内的水通过反洗泵16进入陶瓷平板膜组件5内部，在反洗泵16作用力下反洗水由陶瓷平板膜膜片内部向外溢出，反洗的同时，曝气风机17对陶瓷平板膜组件5进行曝气，起到曝气冲刷陶瓷平板膜膜片表面污染物的作用，使污染物脱离膜片表面。

装置的产水通量衰减时，需对装置进行化学清洗，此时药液箱11内的药剂在药洗泵9的作用下，通过药洗管线10进入陶瓷平板膜膜片内部，在药洗泵9作用下，药液由膜片内部向外溢出，并对膜片进行一定时间的浸泡，起到对膜片进行化学清洗的作用，使陶瓷平板膜组件5通量得到有效恢复。反洗产生的污水经排污管3从膜池1中排出。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置，包括膜池(1)，其特征在于：膜池(1)侧壁上设进水管(2)和排污管(3)，膜池(1)内部设有陶瓷平板膜组件(5)，陶瓷平板膜的表面设有催化剂涂层(6)，陶瓷平板膜组件(5)下方依次设有空气曝气管(7)和臭氧曝气管(8)，空气曝气管(7)进气口连接曝气风机(17)，臭氧曝气管(8)进气口连接臭氧输送管线(18)，陶瓷平板膜组件(5)的产水口通过产水管线(13)与产水池(14)连接，产水管线(13)上设有产水泵(12)，陶瓷平板膜组件(5)的产水口还通过药洗管线(10)与药液箱(11)连接，药洗管线(10)上设有药洗泵(9)，陶瓷平板膜组件(5)的产水口还通过反洗管线(15)与产水池(14)连接，反洗管线(15)上设有反洗泵(16)。

2.根据权利要求1所述的陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置，其特征在于：所述的膜池(1)为密封结构，顶部连接尾气回收管线(4)。

3.根据权利要求1所述的陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置，其特征在于：所述的进水管(2)设置在膜池(1)上部。

4.根据权利要求1所述的陶瓷平板膜耦合臭氧催化氧化的一体化装置，其特征在于：所述的排污管(3)设置在膜池(1)下部。

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