[发明专利]一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置

说明书

本发明公开了一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置，所述的装置包括臭氧发生装置、气体流量计、原水容器、液体流量计、气液混合泵、反应容器、催化剂耦合陶瓷膜、回流装置、出水装置、气压调节装置、反冲洗装置，本发明的装置中气液混合泵用于臭氧和待消毒饮用水的混合，能够提高臭氧的利用率，采用催化剂耦合陶瓷膜促进臭氧氧化，提高消毒效率，采用回流装置、出水装置、气压调节装置、反冲洗装置使整体结构更加合理化。

技术领域

本发明涉及饮用水消毒净化领域，具体来讲涉及用于自来水厂水质提标排放的一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置。

背景技术

近年来，我国自来水行业提标排放一直在日程之中。在我国典型的环境水体和污水处理厂排放废水中抗生素、消毒副产物、药物和个人护理品(PPCPs)、内分泌干扰物以及其他持久性有毒难降解污染物超标的报道层出不穷，极大的威胁着水生生态安全和人体健康。中国城市污水处理概念厂专家委员会已将红霉素、磺胺甲恶唑、双氯芬酸、布洛芬、罗红霉素、雌激素(毒性效应当量)7种具有潜在环境危害且难以降解的新型有机微污染物列为未来中国水质管控目标，相关国家政策也正在孕育之中。目前中国自来水厂的常见工艺流程为絮凝、砂率、消毒(氯化、UV或臭氧)，传统处理工艺对溶解性有机物、氨氮、两虫等去除效果不佳，出水水质已无法满足需要，饮用水安全问题迫在眉睫，面临工艺升级改造的需求。

随着膜产品价格的降低和膜技术的成熟，超滤膜在饮用水处理中的应用越来越广，超滤膜能有效去除水中的浊度、颗粒和细菌，占地面积小，自动化程度高。常用氧化工艺处理微污染原水，而目前常用的超滤膜为不能耐氧化的有机聚合膜，因此采用串联分置应用于各处理工艺中，超滤膜常被置于工艺流程末端，此时仅能作为微生物去除的屏障，膜技术的优势未能体现。与有机膜相比，陶瓷膜能耐氧化，具有机械强度高、膜孔径分布范围窄、使用寿命长等优点，可以与氧化工艺耦合使用。但膜工艺运用于实际的另一最大障碍为膜污染，主要表现为过滤阻力增大和渗透通量降低。

臭氧氧化技术是一门环境友好型技术，可以将部分污染物完全矿化为H₂O和CO₂，然而其的氧化性却具有极高的选择性。催化臭氧氧化技术属于高级氧化技术，利用催化剂产生自由羟基，强化降解水中难降解有机物，其降碳脱色能力显著高于单纯臭氧氧化，具有降解效率高、环境友好等特点，其成本也低于单纯臭氧氧化。

因此，将催化臭氧化技术和陶瓷膜分离技术耦合将会最大化的利用陶瓷膜和催化臭氧化的作用，催化臭氧化可以与原水中有机物反应，改变有机物结构，可以解决陶瓷膜膜易被污、使用寿命短的问题，同时也能够解决催化臭氧化技术中催化剂难以回收的问题。

CN2586692公开的《多重杀菌过滤净水器》，利用臭氧的强氧化作用，氧化杀灭水中的多种细菌微生物、去除有机物，但是其臭氧利用效率低，且主要用于生产饮用水机的饮用水。CN103274547A公开的《一种去除饮用水中可溶性污染物的深度净化方法》采用陶瓷膜过滤、臭氧氧化有机物大分子为小分子后通过分子筛膜深度处理饮用水，但其陶瓷膜与臭氧反应装置占地面积大，且臭氧利用效率低。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置，灭水中的多种细菌微生物、去除有机物，并且能够提高臭氧利用率。

本发明的技术方案如下：

一种陶瓷膜耦合臭氧催化的饮用水消毒装置，包括臭氧发生装置、气体流量计、原水容器、液体流量计、气液混合泵、反应容器、催化剂耦合陶瓷膜、回流装置、出水装置、气压调节装置、反冲洗装置，所述的臭氧发生装置、原水容器通过管道连接气液混合泵，所述的催化剂耦合陶瓷膜置于反应容器内部，所述的回流装置、出水装置置于反应容器侧壁上，所述的气压调节装置置于反应容器的上盖位置。

进一步的，所述的催化剂耦合陶瓷膜包括至少两个陶瓷膜和催化剂，所述的陶瓷膜通过浸渍法负载氧化钴，且通过涂覆的方法在陶瓷膜表面制备催化剂涂层，构建立体多级催化载体，对饮用水的催化氧化更彻底。