[发明专利]一种去除反渗透浓水中有机物的装置及方法

说明书

本发明提供了一种去除反渗透浓水中有机物的装置及方法，所述装置包括：反应容器、正极板、负极板、阳离子交换膜、阴离子交换膜、臭氧催化剂床层及曝气头；阴、阳离子交换膜将反应容器分成三个室，正极室、处理室和负极室；正极室内装有正极板，顶部设有正极进水口和正极排气口，底部设有正极排液口；负极室内有负极板，顶部设有负极进水口和负极排气口，底部设有负极排液口；臭氧催化剂床层位于处理室，内装有臭氧催化剂；处理室底部设有出水口，顶部设有臭氧排气口和进水口；曝气头安装于处理室底部，与臭氧进气口相通。采用所述装置处理反渗透浓水，可以增加臭氧在其中的溶解度，提高·OH生成率，实现高效去除反渗透浓水中的有机物。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种去除反渗透浓水中有机物的装置及方法。

背景技术

反渗透技术广泛应用于海水和苦咸水淡化、硬水软化、中水回收、工业废水处理和超纯水制备等领域。反渗透技术处理污水产水率约50-75％，产生反渗透浓水约占50-25％。反渗透浓水中含有大量的难降解的有机物，主要包括高级脂肪烃、多环芳烃、多环芳香化合物等，直接外排污染地表水、土壤，危害周边环境、人群。

臭氧催化氧化法已经成为去除水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。利用固体催化剂协同臭氧氧化可以达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。但是反渗透浓水盐分含量高，富含Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-等，盐分不仅影响臭氧的溶解度，而且易使·OH淬灭，从而影响了臭氧催化去除反渗透浓水中有机物的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除反渗透浓水中有机物的装置及方法，在阴阳离子交换膜之间形成一个低盐环境，解决高盐条件下臭氧溶解度低，·OH易淬灭的技术问题。具体技术方案如下：

本发明第一方面提供了一种去除反渗透浓水中有机物的装置，包括：反应容器、正极板、负极板、阳离子交换膜、阴离子交换膜、臭氧催化剂床层及曝气头；阴离子交换膜与阳离子交换膜将反应容器分成三个室，阴离子交换膜与反应容器壁间为正极室，阳离子交换膜与反应容器壁间为负极室，两膜之间为处理室；其中正极板位于正极室，正极室顶部设有正极进水口和正极排气口，底部设有正极排液口；负极板位于负极室，负极室顶部设有负极进水口和负极排气口，底部设有负极排液口；所述臭氧催化剂床层置于处理室中，臭氧催化剂床层中装有臭氧催化剂；所述处理室底部设有出水口，顶部设有臭氧排气口和进水口；所述曝气头安装于处理室底部，与臭氧进气口相通。

在本发明第一方面的一些实施方式中，所述正极板是钛板，其表面镀有钌、铂、铱中的至少一种，所述负极板是316L不锈钢或双相不锈钢，所述正极板和负极板通过绝缘支架固定在反应容器中，正极板和负极板连接12～16V直流电源。

在本发明第一方面的另一些实施方式中，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜是亲水性均相或半均相膜片，其中阴离子交换膜与正极板平行放置，两者间距为100-200mm，阳离子交换膜与负极板平行放置，间距为100-200mm，且阴离子交换膜、阳离子交换膜与对应正极板、负极板间距离相等。

在本发明第一方面的一些实施方式中，所述处理室中安装有床层支架，所述臭氧催化剂床层固定于所述床层支架上。所述床层支架上设置有不同高度的固定点，通过所述固定点，所述臭氧催化剂床层可以固定于所述床层支架上的不同高度。

在本发明第一方面的一些实施方式中，所述曝气头是钛金曝气头。

在本发明第一方面的另一些实施方式中，所述的曝气头位于臭氧催化剂床层的正下方。

在本发明第一方面的一些实施方式中，所述处理室内顶部设置有布水器，所述布水器与所述进水口连通；优选地，所述布水器安装于处理室顶部中央。