专利汇可以提供用于膜接触电催化臭氧氧化的卷式膜组件及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于膜 接触 电催化臭 氧 氧化的卷式膜组件及方法,该卷式膜组件包括中心管,其两端分别为管内互不连通的进气端和出气端;以及膜元件,其由第一电催化疏 水 膜、气相隔网、第二电催化疏水膜、第一液相隔网、柔性 阳极 、第二液相隔网堆叠而成,以第一电催化疏水膜贴向中心管进行卷绕,膜元件两端为进水端和出水端;其中:在第一电催化疏水膜和第二电催化疏水膜之间形成气相流道;在第二电催化疏水膜和柔性阳极之间、以及第一电催化疏水膜和柔性阳极之间形成液相流道;柔性阳极与电源正极相连,第一电催化疏水膜、第二电催化疏水膜分别与电源负极相连。本 发明 提高了臭氧膜接触传质效率和有机污染物矿化效率,实现了臭氧 水处理 技术的经济性和高效性。,下面是用于膜接触电催化臭氧氧化的卷式膜组件及方法专利的具体信息内容。
1.一种用于膜接触电催化臭氧氧化的卷式膜组件,包括中心管和膜元件,其特征在于:
中心管,两端分别为进气端和出气端,所述进气端和出气端在管内互不连通;
膜元件,由第一电催化疏水膜、气相隔网、第二电催化疏水膜、第一液相隔网、柔性阳极和第二液相隔网依次堆叠而成,所述膜元件以第一电催化疏水膜贴向所述中心管并卷绕在所述中心管上,所述膜元件的两端分别为进水端和出水端;其中:
在所述第一电催化疏水膜和第二电催化疏水膜之间通过封装线形成气相流道,所述气相流道自所述进气端绕着中心管周向通向所述出气端;
在所述第二电催化疏水膜和柔性阳极之间、以及所述第一电催化疏水膜和柔性阳极之间分别形成液相流道,所述液相流道自膜元件一侧的进水端沿着中心管轴向直通膜元件另一侧的出水端;
所述柔性阳极与外部直流电源的正极相连作为电化学反应的阳极,所述第一电催化疏水膜、第二电催化疏水膜分别与外部直流电源的负极相连作为电化学反应的阴极。
2.根据权利要求1所述的卷式膜组件,其特征在于,所述卷式膜组件还包括外壳,在所述外壳内装填入所述膜元件和中心管,其中所述外壳对应于膜元件的进水端、出水端位置分别设置有进水端盖和出水端盖。
3.根据权利要求1所述的卷式膜组件,其特征在于,所述第一电催化疏水膜和第二电催化疏水膜为包括电催化层和疏水层的复合膜,所述电催化层与液相接触,所述疏水层与气相接触。
4.根据权利要求3所述的卷式膜组件,其特征在于,所述电催化层与外部直流电源的负极相连。
5.根据权利要求4所述的卷式膜组件,其特征在于:
所述电催化层的边缘处连接或粘接第一惰性金属条,所述第一惰性金属条通过导线连接至外部直流电源的负极;
所述柔性阳极的边缘处连接或粘接第二惰性金属条,所述第二惰性金属条通过导线连接至外部直流电源的正极;
所述第一惰性金属条、第二惰性金属条与导线的连接处分别做密封处理,以防止与水接触。
6.根据权利要求3所述的卷式膜组件,其特征在于:
所述疏水层为有机微孔膜,选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚(偏氟乙烯-共聚-六氟丙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-四氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-三氟乙烯)和聚(偏氟乙烯-共聚-氯三氟乙烯)中的一种或多种材料;
所述电催化层为金属、金属氧化物或碳基导电材料,选自铂、金、银、汞、碳纤维、石墨烯、碳纳米管和氮掺杂碳材料中一种或多种材料。
7.根据权利要求6所述的卷式膜组件,其特征在于:
所述有机微孔膜的孔径大小为0.1~1μm,孔隙率为30%~90%,膜厚为0.1~0.5mm;
所述电催化层的孔径大小为10nm~10μm,电催化层厚度为10μm~1mm。
8.根据权利要求1所述的卷式膜组件,其特征在于:
所述中心管的进气端和出气端的侧壁上分别布有若干管孔,并与气相流道连通;
所述封装线由耐臭氧胶粘剂粘接形成。
9.一种使用如权利要求1至8任意一项所述的卷式膜组件进行膜接触电催化臭氧氧化的方法,其特征在于,包括以下步骤:
将含有氧气和臭氧的混合气体自中心管的进气端通入膜元件的气相流道,将原水自膜元件的进水端通入膜元件的液相流道,所述混合气体和原水在各自的流道内独立流动;
在所述混合气体通过第一电催化疏水膜和第二电催化疏水膜扩散至液相的过程中,以第一电催化疏水膜和第二电催化疏水膜作为阴极,使氧气在所述第一电催化疏水膜和第二电催化疏水膜处被电还原为过氧化氢;
通过过氧化氢和臭氧的高级氧化反应增大臭氧传质的驱动力,并产生活性物质来氧化去除原水中的有机污染物。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:
所述高级氧化反应为产生自由基的链式反应;
控制膜元件气相侧压力小于泡点压力与液相侧压力之和,使所述混合气体以无泡方式通过第一电催化疏水膜和第二电催化疏水膜进行传质。
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