[发明专利]一种陶瓷膜芬顿反应器及其应用方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷膜芬顿反应器及其应用方法，该陶瓷膜芬顿反应器包括进水口、螺旋分隔板、陶瓷膜、外套管、清液出口、过氧化氢进口、浓液出口；陶瓷膜为负载有Fe²⁺的陶瓷膜。本发明反应器以陶瓷膜为载体，负载Fe²⁺构建陶瓷膜芬顿反应器体系，废水和过氧化氢在螺旋环形空间内混合，并通过陶瓷膜进行二次分散，提高物质在反应器中的分散性，从而废水中有机物的降解效果有效提高，降低了成本，实现原位芬顿反应降解废水中的有机物。本发明采用的Fe²⁺负载方法简单，操作便捷，具有很好的实用性、可重复性，是一种高效的负载Fe²⁺的方法，构建的膜芬顿反应器体系具有分散性好、氧化反应活性强的特点，适用于难降解有机废水处理。

技术领域

本发明属于环境保护与治理领域，涉及一种陶瓷膜芬顿反应器及其应用方法，具体的是以陶瓷膜为载体，负载Fe²⁺构建陶瓷膜芬顿反应器体系，实现原位芬顿反应降解废水中的有机物。

背景技术

1894年H.Fenton发现，H₂O₂和Fe²⁺在酸性水溶液中可以有效氧化分解酒石酸。人们将这种试剂称为Fenton试剂，将使用这种试剂的反应称为Fenton反应。Fenton反应过程中能够产生具有强氧化性的·OH，其氧化还原电位高达2.8V，可与大多数有机污染物发生反应，无选择性的彻底破坏有机物结构，最终生成CO₂、H₂O和无机盐，具有反应速度快，无二次污染等特点，广泛用于高浓度难生物降解的有机污染物处理。

传统Fenton反应在实际应用中存在着运行成本偏高、容易产生二次污染等问题，其中Fe²⁺在反应过程中流失严重的问题更为突出。因此针对此问题，调控整个反应体系的速率，研发一种Fe²⁺负载方法是势在必行的。

陶瓷膜由于较强的稳定性和较低的跨膜压力，在极端恶劣的化学条件下(酸性、碱性或高温)它的耐腐蚀性能也能使其正常工作。同时最近研究也表明了陶瓷膜具有更小的足迹和更高的通量，可被定制以改变表面疏水性、表面电荷和表面反应活性。同时Dickhout等人也进一步证实了经过处理的Fenton类陶瓷膜可有效去除有机污染物。

一般在配制硅烷溶液时，通常是将硅烷溶于一定体积比的乙醇和水的混合溶液中，继而进行涂层对样品做硅烷化处理，然而，在此实验中，采用传统的乙醇和水的混合溶液并不能完全溶解FeSO₄·7H₂O，不能完全的符合Fe²⁺负载至陶瓷膜上的要求。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种陶瓷膜芬顿反应器及其应用方法，本发明以陶瓷膜为载体，负载Fe²⁺构建陶瓷膜芬顿反应器，从而降低反应过程中Fe²⁺的消耗，该负载Fe²⁺构建陶瓷膜芬顿反应器制备方法、操作过程简单，具有一定的可用性，大大提升了反应的速率，实现废水中有机物的降解。

技术方案：为实现上述发明目的，如本发明一种陶瓷膜芬顿反应器，包括进水口、螺旋分隔板、陶瓷膜、外套管、清液出口、过氧化氢进口、浓液出口；所述陶瓷膜由螺旋分隔板环绕并设置外套管内部，外套管一端上下分别设置有进水口和过氧化氢进口，另一端下方设置有浓液出口；陶瓷膜一端设置有清液出口；所述陶瓷膜为负载有Fe²⁺的陶瓷膜。

作为优选，所述负载Fe²⁺的陶瓷膜是以陶瓷膜为载体，将Fe²⁺固定在陶瓷膜上。