[发明专利]一种催化陶瓷膜反应器

说明书

本发明提供了一种催化陶瓷膜反应器，包括反应器，所述反应器内设置有催化陶瓷膜组件、催化供能系统、曝气系统、催化剂回收系统；所述催化陶瓷膜组件设置在反应器中部；所述催化供能系统设置在催化陶瓷膜组件的外侧；所述催化陶瓷膜组件的下方依次设置有曝气系统和催化剂回收系统；所述反应器内填充含光催化剂的溶胶体系。该催化陶瓷膜反应器可有效分解有机物、控制膜污染的发生、保留催化剂、降低膜清洗成本，深度处理，提高出水水质标准。

技术领域

本发明涉及一种催化陶瓷膜反应器，属于污水处理技术领域。

背景技术

当今世界，水环境恶化和水资源短缺的问题日益严重，膜法水处理技术以其高效节能、选择性好、应用广泛的突出优点成为新型水处理技术的主导技术。其中无机陶瓷膜具有耐高温、抗氧化、机械强度高的特点，然而膜污染以及清洗成本高成为限制陶瓷膜发展的瓶颈问题。催化氧化法作为一种新型、绿色环保的水处理技术，对生化法不能降解和难降解的有机物的深度去除具有显著优势，但催化剂保留问题是制约催化氧化法大规模应用于实践的关键问题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种催化陶瓷膜反应器。尤其是一种结构简单、能够高效去除难生物降解有机物的催化陶瓷膜反应器；本发明将膜法和催化氧化法组合研究既发挥膜法技术对水中不溶物质的截留优势，又同时对原水中有机污染物分解去除；可有效分解有机物、控制膜污染的发生、保留催化剂、降低膜清洗成本，深度处理，提高出水水质标准；所述装置可应用于难降解有机废水、高盐废水、生化不能降解废水的处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种催化陶瓷膜反应器，包括反应器，所述反应器内设置有催化陶瓷膜组件、催化供能系统、曝气系统、催化剂回收系统；所述催化陶瓷膜组件设置在反应器中部；所述催化供能系统设置在催化陶瓷膜组件的外侧；所述催化陶瓷膜组件的下方依次设置有曝气系统和催化剂回收系统；所述反应器内填充含光催化剂的溶胶体系。所述催化陶瓷膜组件是指设置有催化陶瓷膜的组件，尤其是指设置有纳米平板陶瓷膜的组件。

优选地，所述含光催化剂的溶胶体系中，所述光催化剂包括纳米二氧化钛P25和复合催化剂；所述纳米二氧化钛P25的其平均粒径为25纳米，与水接触后形成600-800nm溶胶颗粒；

所述纳米二氧化钛P25的浓度一般根据污染物的浓度设定为200-600mg/L，在开启催化供能系统，产生254nmUV紫外光的照射下,在反应器和膜表面进行光催化反应，底部曝气系统对使光催化剂形成悬浮体系，和污水介质、UV光充分接触，形成大量的羟基自由基氧化污水中难降解有机物，达到充分降解污水中难降解COD的目标。

优选地，所述催化陶瓷膜组件包括模板支撑框架和分布在模板支撑框架上的纳米平板陶瓷膜；所述催化陶瓷膜组件的侧面设置有集水装置，集水装置通过管道与设置在反应器上方的膜抽吸泵连接。

优选地，所述纳米平板陶瓷膜的孔径为100nm，膜总面积为4.8m2，每平方米膜最大运行通量为5m3/h。

优选地，所述纳米平板陶瓷膜由氧化铝和二氧化钛复合制成。

优选地，所述催化供能系统包括多个紫外灯，所述紫外灯均匀垂直布置在催化陶瓷膜组件周围。

所述紫外灯与稳压装置及电压电流控制系统连接。

优选地，所述紫外灯的波长为254nm，功率为325w。

优选地，所述曝气系统包括气源、气体控制阀门、曝气箱、曝气管；所述气体控制阀门为三通阀门，所述气源通过管道与气体控制阀门的上端部连接，所述气体控制阀门的下端部与曝气箱中的曝气管和集水装置连接；所述气体控制阀门的侧端部与膜抽吸泵连接；