[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

说明书

本发明涉及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，钛网作为阴极，掺杂Sb元素的钛基SnO₂涂层A电极或A电极基础上负载了TiO₂和SnO₂的混合涂层B电极作为阳极，阴极正对两片阳极内置于陶瓷微滤膜组件中。该反应器由稳压直流电源施加外加电场，在连续流模式下操作运行，孔径为0.1~0.4μm的陶瓷微滤膜能够过滤去除水源水中颗粒和胶体等，在电催化的作用下，水中以产生大量强氧化性物质，实现难降解有机污染物的去除。Sb的掺杂显著提高了SnO₂的电导率，电极的涂层对HO•具有物理吸附作用，对降解中间产物有重要作用。电极表面负载的TiO₂空穴为H₂O能够在阳极上放电形成吸附态的HO•以及溶液中的有机物分子提供了更多的场地，从而加强了电极的催化氧化效果。

技术领域

本发明属于环境保护、水处理领域，具体涉及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。

背景技术

水体中人造有机化学物质的污染已经成为一个严重的问题，大量有机污染物排入污水中并进入自然水体中积累，最近的水框架指令正着力解决该问题以确保良好的水质状况和健康的生态系统。由城市工业、农业活动排入水体中的有毒的且难以生物降解的有机污染物，通过常规的污水处理方法通常难以去除。电化学高级氧化法（EAOPs）是新兴的一种处理污水中该类污染物的环境友好型技术。

膜分离技术被广泛应用于污水处理，相较于传统聚合物分离膜材料，陶瓷膜具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂，机械强度大，可反向冲洗，抗微生物能力强，耐高温，孔径分布窄、分离效率高等优点，在污水处理中具有明显优势。膜分离技术与电化学高级氧化技术的耦合能够实现膜分离与难降解有机物氧化降解的双重功能，在污水处理技术中具有广泛的应用前景。

本发明采用Ti/SnO₂-Sb或Ti/SnO₂-Sb/TiO₂-SnO₂陶瓷微滤膜电极作为阳极，钛网作为阴极，由稳压直流电源施加外加电场，在连续流模式下操作运行，可以拦截去除水源水中的颗粒、胶体以及大分子污染物；同时，反应器中可原位生成强氧化剂物种，氧化去除水中的小分子有机物。本发明的外加电压仅为1 ~ 5 V，能耗低，处理成本低，而且对微生物活性没有负面作用，因此可以与常规生物处理工艺（如MBR）相结合，协同去除水中污染物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具过滤与电化学高级氧化功能以去除水体中有机污染物的水处理装置。本发明将电化学氧化与陶瓷微滤膜分离技术相耦合，在连续流模式操作运行，不仅能通过陶瓷膜拦截去除水体中的颗粒、胶体以及大分子污染物，还能在外加电场作用下生成氧化剂物种氧化去除难生物降解的有机污染物，能耗较低。