[发明专利]一种适用于水源水污染物去除的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器

权利要求书

1.一种适用于水源水污染物去除的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器，其特征在于：由稳压直流电源(1)、陶瓷膜组件(2)、气体扩散器(3)、气体流量计(4)、气泵(5)和壳体(6)组成，其中，陶瓷膜组件是由一片阴极和两片阳极组成，阴极采用钛网，阳极采用Ti/SnO₂-Sb涂层A电极或Ti/SnO₂-Sb/TiO₂-SnO₂涂层B电极，阴极的两侧分别设置阳极；陶瓷膜组件(2)位于壳体(6)内，气体扩散器(3)安装于陶瓷膜组件(2)阴极正下方；气体扩散器(3)通过气体流量计(4)和管道连接气泵(5)；陶瓷膜组件(2)的顶部通过导线分别连接稳压直流电源(1)；壳体(6)顶部设有出水口，所述出水口通过蠕动泵和管道连接清水池；具体为：原水首先进入反应器中，在稳压直流电源(1)施加的外加电场作用下，水中的一部分难降解有机物被阳极陶瓷膜表面产生的HO•氧化降解，同时在蠕动泵的抽吸作用下，水中的污染物到达陶瓷微滤膜组件表面，其中，颗粒、胶体以及大分子污染物被有效拦截，小分子难降解有机物透过膜组件两侧的陶瓷微滤膜进入膜腔中，进一步被阴阳极产生的氧化剂所氧化，经上方的出水口流出，由蠕动泵抽送至清水池；通过气体流量计(4)和气泵(5)来控制反应器的进气量，以维持H₂O₂氧化剂物种在阴极表面的持续生成。

2.根据权利要求1所述的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器，其特征在于，稳压直流电源为电化学氧化过程供电，外加直流电压范围为1 ~ 5 V。

3.根据权利要求1所述的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器，其特征在于，所用陶瓷膜由ZrO₂和Al₂O₃组成，孔径为0.1~0.4μm。

4.根据权利要求1所述的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器，其特征在于，所述钛网的孔径为100μm，厚度为200μm；所述阳极为Ti/SnO₂-Sb或Ti/SnO₂-Sb/TiO₂-SnO₂陶瓷微滤膜电极，是通过9：1的Sn和Sb制得的溶胶凝胶反复涂覆于孔径为100μm，厚度为200 μm的钛网上烘干，煅烧得到Ti/SnO₂-Sb电极，再通过溶胶-凝胶法负载TiO₂，并贴合陶瓷微滤膜制得Ti/SnO₂-Sb/TiO₂-SnO₂电极；Sb的掺杂显著提高了SnO₂的电导率，涂层电极对有机物阳极氧化具有好的催化作用；阳极析氧电位高达1.7 V，能够减少副反应的发生，有利于有机物的降解；施加外加电场和曝气条件下，阳极表面可以产生一定量的H₂O₂、HO•强氧化剂物种，氧化降解水中的难降解污染物。

5.根据权利要求1所述的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器，其特征在于，阴极底部安装气体分散器，通过气泵和气体流量计来控制进气量，提供的 O₂在阴极表面失电子还原生成H₂O₂，能够降解有机污染物。

6.根据权利要求1所述的阴阳极内置式陶瓷微滤膜反应器，其特征在于，水力停留时间为1 ~ 4 h；阳极膜通量为35~139L/(m²·h)。