申請日2015.11.06

　　公開(公告)日2016.01.06

　　IPC分類號C02F1/04; C02F1/30; C02F1/44

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，包括：進水裝置，用于將PPCPs類廢水引入膜蒸餾裝置;膜蒸餾裝置，內(nèi)設有石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜，所述膜蒸餾裝置用于，通過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜在可見光激發(fā)下產(chǎn)生催化反應，對廢水進行降解，再通過加熱使所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜兩側(cè)產(chǎn)生蒸汽壓差驅(qū)動水蒸氣透過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜進入水循環(huán)裝置;水循環(huán)裝置，用于通過水循環(huán)將透過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜的水蒸氣液化為水后帶入集水裝置;集水裝置，用于收集經(jīng)處理后的水。本發(fā)明可以對廢水進行無害化處理。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

　　進水裝置，用于將PPCPs類廢水引入膜蒸餾裝置;

　　膜蒸餾裝置，內(nèi)設有石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜，所述膜蒸餾裝置用于， 通過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜在可見光激發(fā)下產(chǎn)生催化反應，對廢水 進行降解，再通過加熱使所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜兩側(cè)產(chǎn)生蒸汽壓差 驅(qū)動水蒸氣透過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜進入水循環(huán)裝置;

　　水循環(huán)裝置，用于通過水循環(huán)將透過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜的 水蒸氣液化為水后帶入集水裝置;

　　集水裝置，用于收集經(jīng)處理后的水。

　　2.如權(quán)利要求1所述的PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述進水裝 置包括廢水池和進水泵，所述進水泵通過管道分別連接所述廢水池和所述膜蒸 餾裝置，所述進水泵設有液位控制器。

　　3.如權(quán)利要求1或2所述的PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述膜 蒸餾裝置包括膜蒸餾器、加熱器和所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜，所述石 墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜設置于所述膜蒸餾器內(nèi)，并將所述膜蒸餾器分割為 相互隔離的熱側(cè)和冷側(cè)，所述加熱器設置于所述膜蒸餾器的熱側(cè)。

　　4.如權(quán)利要求3所述的PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱器 為電加熱器或太陽能加熱器，所述加熱器設有溫度傳感器，以控制所述膜蒸餾 器的熱側(cè)的水溫。

　　5.如權(quán)利要求4所述的PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水循環(huán) 裝置包括循環(huán)水泵和循環(huán)水池，所述循環(huán)水泵通過管道分別連接所述膜蒸餾器 的冷側(cè)和所述循環(huán)水池，所述膜蒸餾器的冷側(cè)和所述循環(huán)水池還通過管道直接 相連。

　　6.如權(quán)利要求5所述的PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，廢水處理系 統(tǒng)還包括光催化裝置，所述光催化裝置包括可見光源和石英冷阱，所述可見光 源設置于所述石英冷阱內(nèi)，所述石英冷阱設置于所述膜蒸餾器內(nèi)。

　　7.一種基于權(quán)利要求5或6所述的PPCPs類廢水處理系統(tǒng)的廢水處理方法， 其特征在于，包括：

　　進水泵將廢水從廢水池中引入膜蒸餾器熱側(cè);

　　在可見光激發(fā)下，所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜產(chǎn)生催化反應，對廢 水進行降解;

　　加熱器對所述膜蒸餾器的熱側(cè)進行加熱，從而產(chǎn)生水蒸氣并透過所述石墨 烯鎢酸鉍PVDF光催化膜進入膜蒸餾器冷側(cè);

　　打開循環(huán)水泵，以一定的流速使水在膜蒸餾器冷側(cè)和循環(huán)水池中循環(huán)，從 而在循環(huán)過程中將透過來的水蒸氣冷凝為水，并帶入集水裝置進行收集。

　　8.如權(quán)利要求7所述的PPCPs類廢水處理方法，其特征在于，所述可見光 為太陽光、所述可見光源發(fā)出的可見光、紫外線光中的一種或多種。

　　9.如權(quán)利要求7所述的PPCPs類廢水處理方法，其特征在于，所述加熱器 對所述膜蒸餾器的熱側(cè)加熱的溫度為50-80℃;所述膜蒸餾器的熱側(cè)的水力停留 時間為2-6h，所述膜蒸餾器的冷熱側(cè)溫度差為20-50℃。

　　10.如權(quán)利要求8或9所述的PPCPs類廢水處理方法，其特征在于，所述 石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜的膜污染的清洗方式為水洗、酸洗、堿洗、超聲 清洗、紫外輻射清洗和可見光輻射清洗中的任意一種。

　　說明書

　　一種PPCPs類廢水處理系統(tǒng)及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PPCPs類廢水處理系統(tǒng)及方 法。

　　背景技術(shù)

　　研究表明全球約有600多萬種PPCPs類物質(zhì)，且每年都在以3%左右的比例 增長，其與人類的生活密切相關(guān)。環(huán)境中的PPCPs類廢水主要來源于工業(yè)廢水、 生活廢水和養(yǎng)殖與畜牧業(yè)廢水等，由于缺乏合適的處理方法與技術(shù)導致PPCPs 類廢水在環(huán)境中富集，從而給環(huán)境及人體健康帶來極大威脅。因此，尋找出一 種適用于PPCPs類廢水的處理方法尤為重要。

　　膜分離技術(shù)出現(xiàn)于20世紀初，60年代以來取得了迅速的發(fā)展，膜分離技術(shù) 兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保等特征，因此， 在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著不可替代的作用，應用領(lǐng)域廣泛并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效 益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。PVDF膜機械強度與 堅韌度高，抗紫外線和核輻射性，抗沖擊性能等優(yōu)點，在膜分離技術(shù)中也扮演 著重要角色，不僅可以用于海水淡化，在廢水處理中也有其獨特的優(yōu)勢。然而 將PVDF膜技術(shù)應用于PPCPs類廢水的過程當中，該技術(shù)只能對PPCPs類廢水 進行物理分離卻不能真正實現(xiàn)廢水無害化，膜在使用過程中又容易受到污染從 而影響其分離性能。

　　納米光催化技術(shù)是一種高級氧化技術(shù)，它可用于空氣凈化，殺菌消毒，廢 水處理等領(lǐng)域。尤其在廢水處理過程當中表現(xiàn)出其卓越的性能，納米光催化劑 在光的照射下產(chǎn)生具有強氧化作用的羥基自由基，從而將廢水降解為對人體無 害的氣體和水，且不造成二次污染。納米光催化技術(shù)中研究最為成熟的當為二 氧化鈦，然而二氧化鈦僅能利用紫外光來產(chǎn)生催化作用，限制了其在實際廢水 處理當中的大規(guī)模使用。鎢酸鉍是一種可響應可見光的納米光催化劑，但是在 廢水處理過程當中它和二氧化鈦等光催化劑一樣存在易團聚等問題。

　　因此，找到一種能將PPCPs類廢水無害化的處理方式顯得尤為重要。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種PPCPs類廢水處理系統(tǒng)及方法， 可以對PPCPs類廢水進行無害化處理。

　　為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種PPCPs類廢水處理系統(tǒng)，包括：

　　進水裝置，用于將PPCPs類廢水引入膜蒸餾裝置;

　　膜蒸餾裝置，內(nèi)設有石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜，所述膜蒸餾裝置用于， 通過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜在可見光激發(fā)下產(chǎn)生催化反應，對廢水 進行降解，再通過加熱使所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜兩側(cè)產(chǎn)生蒸汽壓差 驅(qū)動水蒸氣透過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜進入水循環(huán)裝置;

　　水循環(huán)裝置，用于通過水循環(huán)將透過所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜的 水蒸氣液化為水后帶入集水裝置;

　　集水裝置，用于收集經(jīng)處理后的水。

　　進一步的，所述進水裝置包括廢水池和進水泵，所述進水泵通過管道分別 連接所述廢水池和所述膜蒸餾裝置，所述進水泵設有液位控制器。

　　進一步的，所述膜蒸餾裝置包括膜蒸餾器、加熱器和所述石墨烯鎢酸鉍 PVDF光催化膜，所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜設置于所述膜蒸餾器內(nèi)，并 將所述膜蒸餾器分割為相互隔離的熱側(cè)和冷側(cè)，所述加熱器設置于所述膜蒸餾 器的熱側(cè)。

　　進一步的，所述加熱器為電加熱器或太陽能加熱器，所述加熱器設有溫度 傳感器，以控制所述膜蒸餾器的熱側(cè)的水溫。

　　進一步的，所述水循環(huán)裝置包括循環(huán)水泵和循環(huán)水池，所述循環(huán)水泵通過 管道分別連接所述膜蒸餾器的冷側(cè)和所述循環(huán)水池，所述膜蒸餾器的冷側(cè)和所 述循環(huán)水池還通過管道直接相連。

　　進一步的，廢水處理系統(tǒng)還包括光催化裝置，所述光催化裝置包括可見光 源和石英冷阱，所述可見光源設置于所述石英冷阱內(nèi)，所述石英冷阱設置于所 述膜蒸餾器內(nèi)。

　　本發(fā)明還提供了一種基于上述的PPCPs類廢水處理系統(tǒng)的廢水處理方法， 包括：

　　進水泵將廢水從廢水池中引入膜蒸餾器熱側(cè);

　　在可見光激發(fā)下，所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜產(chǎn)生催化反應，對廢 水進行降解;

　　加熱器對所述膜蒸餾器的熱側(cè)進行加熱，從而產(chǎn)生水蒸氣并透過所述石墨 烯鎢酸鉍PVDF光催化膜進入膜蒸餾器冷側(cè);

　　打開循環(huán)水泵，以一定的流速使水在膜蒸餾器冷側(cè)和循環(huán)水池中循環(huán)，從 而在循環(huán)過程中將透過來的水蒸氣冷凝為水，并帶入集水裝置進行收集。

　　進一步的，所述可見光為太陽光、所述可見光源發(fā)出的可見光、紫外線光 中的一種或多種。

　　進一步的，所述加熱器對所述膜蒸餾器的熱側(cè)加熱的溫度為50-80℃，;所 述膜蒸餾器的熱側(cè)的水力停留時間為2-6h，所述膜蒸餾器的冷熱側(cè)溫度差為 20-50℃。

　　進一步的，所述石墨烯鎢酸鉍PVDF光催化膜的膜污染的清洗方式為常規(guī) 的水洗、酸洗、堿洗、超聲清洗、紫外輻射清洗和可見光輻射清洗中的任意一 種。

　　實施本發(fā)明，具有如下有益效果：本發(fā)明兼具膜分離技術(shù)和納米光催化技 術(shù)的優(yōu)點，是PPCPs類廢水處理的有效手段。石墨烯鎢酸鉍納米光催化劑不僅 可以減緩PVDF膜的污染，延長PVDF膜的使用壽命，也可以提高PVDF膜對 PPCPs廢水的處理效率。本發(fā)明以PVDF膜為石墨烯鎢酸鉍納米光催化劑的載 體，也解決了其在廢水處理當中難以回收的問題。本發(fā)明方法對PPCPs廢水有 極佳的處理效果，COD去除率可達99%以上，從而實現(xiàn)水的高度純化，具有很 強的實用性和廣闊的市場前景。