(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222169235.6 (22)申请日 2022.08.16 (73)专利权人 深水海纳水务 集团股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市南 山区西丽 街 道西丽社区打石一路深圳国际创新谷 六栋B座19层、 A座19层 (72)发明人 张健羽　马志国　张彬彬　宋艳华　 王鑫　欧阳清华 　李海波　 (74)专利代理 机构 深圳市智胜联合知识产权代 理有限公司 4 4368 专利代理师 袁斌 (51)Int.Cl. C02F 9/04(2006.01) C02F 1/72(2006.01) C02F 1/78(2006.01)C02F 1/52(2006.01) C02F 1/56(2006.01) (54)实用新型名称 一种基于改性陶瓷膜催化臭氧氧化的水处 理装置 (57)摘要 本申请提供了一种基于改性陶瓷膜催化臭 氧氧化的水处理装置， 通过依次连通的加药反应 区、 沉淀区、 预氧化区以及 膜催化臭氧反应区； 预 氧化区和膜催化臭氧反应区的底部分别设有臭 氧进气管和曝气器； 膜催化臭氧反应区内设有主 管以及设于主管两端的反冲洗管和出水管， 主管 与改性陶瓷膜组件连接； 改性陶瓷膜组件包括模 组支架、 若干出水软管及改性陶瓷膜， 主管的两 端与模组支架连接， 主管还与若干出水软管的一 端连接， 若干出水软管的另一端与若干改性陶瓷 膜连接。 通过改性陶瓷膜的物理截留将污染物阻 挡在膜表 面， 同时臭氧分子吸附在 催化剂表面并 转化为活性自由基降解膜表面的有机物。 有助于 缓解臭氧非均相催化体系的催化剂流失及易失 活等问题， 同时极大程度地抑制膜污染问题。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 217996945 U 2022.12.09 CN 217996945 U 1.一种基于改性陶瓷膜催化臭氧氧化的水处理装置， 其特征在于， 包括依次连通的加 药反应区、 沉淀区、 预 氧化区以及膜 催化臭氧反应区； 所述预氧化区和所述膜催化臭氧反应区的底部分别设有臭氧进气管和与所述臭氧进 气管连接的曝气 器； 当所述预氧化区工作时， 所述臭氧进气管通入臭氧与废水反应， 所述废 水通过所述预氧化区的出 水口流入所述膜 催化臭氧反应区； 所述膜催化臭氧反应区内设有主管以及 设于所述主管两端的反冲洗管和出水管， 所述 主管与改性陶瓷膜组件连接； 所述改性陶瓷膜组件包括模组支架、 若干出水软管及改性陶瓷膜， 所述主管的两端与 所述模组支架连接， 所述主管还与若干所述出水软管 的一端连接， 若干所述出水软管 的另 一端与若干所述改性陶瓷膜连接 。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述膜催化臭氧反应区的顶部还设有盖 板， 所述出 水管和所述盖 板之间还设有尾气排 放口。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述加药反应区的上部设有加药管， 所述 加药反应区的下部设有 进水管和排空管， 所述加药反应区内还设有搅拌机 。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述沉淀区内设有导流筒， 所述导流筒与 所述加药反应区的出 水口连接 。 5.根据权利要求 4所述的装置， 其特 征在于， 所述 沉淀区的底部设有排泥口。 6.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述膜催化臭氧反应区还包括膜吊装钩， 所述膜吊装钩与所述模组支 架连接。 7.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述膜催化臭氧反应区的一侧设有溢水 口。 8.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 所述曝气器为金属微 孔曝气器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217996945 U 2一种基于改性陶瓷膜催化臭氧 氧化的水 处理装置 技术领域 [0001]本申请涉及污水处理技术领域， 特别是一种基于改性 陶瓷膜催化臭氧氧化的水处 理装置。 背景技术 [0002]臭氧氧化工艺作为广泛应用的水处理技术之一， 存在着氧化选择性高、 臭氧利用 率低等问题， 传统的臭氧氧化工艺一般通过投加臭氧催化剂促进臭氧分解为羟基自由基 (·OH)、 超氧自由基( ·O2‑)、 单线态氧(1O2)等活性物种 无选择性地高效降解有机污染物， 可显著提升COD去除效率和臭氧利用率。 目前， 在臭氧催化氧化技术中涉及的催化剂主要 是 金属氧化物(Fe2O3、 Al2O3、 TiO2、 MnO2等)、 负载于载体上的金属或金属氧化物以及具有较大 比表面积的多孔材 料， 而催化剂失活及流失是 该技术的关键瓶颈 。 [0003]现阶段， 以膜分离技术与高级氧化技术相结合逐渐受到关注。 然而， 目前市场广泛 应用的高分子膜材料在臭氧氧化过程中容易发生材料老化， 导致膜性能 降低， 使用寿命缩 短， 运行成本升高。 近年来， 以陶瓷为基材的催化膜材料在水深度处理过程中极具应用前 景。 一方面， 陶瓷膜材料具有优异的耐氧化特性， 可以在高浓度高锰酸钾、 臭氧条件 下使用； 另一方面， 陶瓷膜材料容易负载过渡金属催化剂， 能够催化臭氧产生活性氧化物种， 提升高 级氧化效率。 [0004]常见的陶瓷膜材料如氧化铝、 二氧化钛、 二氧化锰、 二氧化锆和二氧化钛等， 都是 一些具有催化功能的金属氧化物， 其界面能够与臭氧分子结合， 催化臭氧分解生成羟基 自 由基， 加快有机物的降解， 提高对有机物的去除效果。 此外， 为了进一步提升臭氧催化效果， 同时减缓臭氧催化氧化对陶瓷膜过滤功 能的影响， 通常可对陶瓷膜进行改性或负载处理。 目前关于陶瓷膜改性， 多通过临时制备纳米催化剂、 催化剂负载在膜表面并进行简单烧制 方式获得催化陶瓷膜， 这种方式制备 的陶瓷膜应用性不强， 因为陶瓷膜使用过程中会面临 物理反冲洗、 化学清洗、 臭氧氧化、 微生物侵蚀等问题， 所以其制备成本、 量产可能性、 催化 剂机械与化学稳定性等都面临重大难题， 导致 目前应用较少， 而通过在 陶瓷膜制备过程中 直接掺杂三氧化二铁、 二氧化锰等高催化活性组分可使改性陶瓷膜的性质更加稳定， 同时 调整孔道结构。 [0005]我国对臭氧 ‑陶瓷膜工艺的研究起步较晚。 清华大学张锡辉课题组首先在国内使 用臭氧‑陶瓷膜组合工艺处理水中甲硫醚， 此后该课题组开始针对该工艺在降低浊度、 膜污 染控制、 饮用水处 理、 微污染水 净化等方面的理论研究。 实用新型内容 [0006]鉴于所述问题， 提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问 题的一种基于改性陶瓷膜 催化臭氧氧化的水处 理装置， 包括： [0007]一种基于改性陶瓷膜催化臭氧氧化的水处理装置， 包括依次连通的加药反应区、 沉淀区、 预 氧化区以及膜 催化臭氧反应区；说　明　书 1/6 页 3 CN 217996945 U 3