【技術實現步驟摘要】
本技術涉及化學設備，具體涉及一種水處理電化學janus膜反應器。
技術介紹
1、有機微污染物，包括農藥、藥品、個人護理產品及內分泌干擾物等，通常以非常低的濃度存在于廢水中，這會對自然環境及人類健康造成嚴重的危害。芬頓是高級氧化過程的重要組成部分，利用芬頓試劑(通常是fe2+和h2o2)產生的活性氧來降解有機物，其憑借對有機污染物的選擇性高、反應速率快以及礦化程度高等優點受到廣泛關注，但本身也存在ph操作范圍受限、大量鐵污泥的產生、嚴苛化學試劑需求等缺點，使大規模應用受到限制。
2、由芬頓化學發展而來的電芬頓技術可以有效解決上述問題，但在實際應用中也存在一些必須要克服的缺點。電芬頓技術發生在氣-液-固三項界面，而傳統的電芬頓技術一般在燒杯狀反應器中使用傳統的板電極進行，這導致電極表面傳質限制和電極電活性面積利用不足，其對有機物的氧化作用僅發生在電極表面1μm處，限制了進一步的規模化應用。
3、膜電極作為一種多孔流動電極，可以將膜過濾與電化學高級氧化技術耦合，是上述問題有前景的解決方案。反應性電化學膜系統通過強制溶液對流穿過膜本身的微孔結構，解決了傳統順流式電化學氧化系統傳質受限的問題，顯著提高了污染物的去除效果。經文獻報道膜電極表面的傳質速率常數比傳統的平板電極高3至10倍，電活性面積可增加2至619倍(membrane?electrodes?for?electrochemical?advanced?oxidation?processes:preparation,self-cleaning?mechanis
4、janus膜是近年來膜研究領域一個新興的概念，是指膜兩側具有形貌結構或化學組成不對稱性的膜材料，即膜兩側呈形貌結構或化學組成的各向異性。這種非對稱各向異性賦予janus膜優于傳統均相膜的某些優異的物理、化學、生物等性能。基于其展現出的優異性能，科研工作者研究發現janus膜在液體操縱、高效油水分離、界面傳質等方面具有極大的應用潛力。近5年來，隨著探索和研究的不斷深入，使得janus膜材料從制備方法、性質探究到應用拓展取到了較為迅速的發展。
技術實現思路
1、本技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種水處理電化學janus膜反應器，將膜過濾與電化學高級氧化技術耦合，從而高效去除水中難降解污染物。
2、本技術解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：
3、一種水處理電化學janus膜反應器，包括反應器主體和反應器上蓋組件，所述反應器上蓋組件與反應器主體通過螺紋連接密封。
4、所述反應器主體包括進液管、出液管、進氣管、出氣聯通管和過濾砂芯，所述進液管、出液管、進氣管和出氣聯通管均與反應器主體連接，所述過濾砂芯固定在反應器主體內下部；
5、所述反應器上蓋組件包括鈦棒、固定螺栓、參比電極插口、對電極插口和鈦環；所述鈦棒與鈦環焊接固定；所述鈦棒為穿過參比電極插口和對電極插口；固定螺栓用于固定鈦棒與反應器上蓋組件。
6、進一步的，所述進液管一端設置進液口，所述進液管上安裝進液閥；所述進氣管一端設置進氣口，所述進氣管上安裝進氣閥；所述出液管一端設置出液口，所述出液管上安裝出液閥；所述出氣聯通管一端設置出氣聯通口，所述出氣聯通管上安裝出氣聯通閥。
7、進一步的，所述反應器主體為透明玻璃材質。
8、進一步的，所述反應器上蓋組件為聚四氟乙烯材質。
9、本技術的優點和積極效果是：
10、1、本技術通過鈦環與鈦棒簡易高效的給電化學janus膜進行供電，液體可通過自身重力作用及蠕動泵附加的額外壓力的作用下順利過膜。電化學janus膜上方為污水(液體)，下方為氧氣(氣體)，電化學janus膜負載催化劑(固體)，以此在電化學janus膜上構建了大量的氣-液-固的三項界面。本技術順利解決了傳統順流式電化學氧化系統傳質受限及水中溶解氧較少的問題，顯著提高了污染物的去除效果。
11、2、本技術將傳統的封閉式反應器，改為流通式反應器；將傳統的水中爆氧，改為氧氣順流；將傳統的膜反應器，改為janus膜反應器。本技術結構簡單、易于操作、成本低廉、性能優異，具有較好的工業化前景。
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1.一種水處理電化學Janus膜反應器，其特征在于：包括反應器主體(14)和反應器上蓋組件(17)，所述反應器上蓋組件(17)與反應器主體(14)通過螺紋連接密封；
2.根據權利要求1所述的水處理電化學Janus膜反應器，其特征在于：所述進液管(18)一端設置進液口(15)，所述進液管(18)上安裝進液閥(16)；所述進氣管(19)一端設置進氣口(10)，所述進氣管(19)上安裝進氣閥(11)；所述出液管(20)一端設置出液口(8)，所述出液管(20)上安裝出液閥(9)；所述出氣聯通管(21)一端設置出氣聯通口(5)，所述出氣聯通管(21)上安裝出氣聯通閥(7)。
3.根據權利要求1所述的水處理電化學Janus膜反應器，其特征在于：所述反應器主體(14)為透明玻璃材質。
4.根據權利要求1所述的水處理電化學Janus膜反應器，其特征在于：所述反應器上蓋組件(17)為聚四氟乙烯材質。
【技術特征摘要】
1.一種水處理電化學janus膜反應器，其特征在于：包括反應器主體(14)和反應器上蓋組件(17)，所述反應器上蓋組件(17)與反應器主體(14)通過螺紋連接密封；
2.根據權利要求1所述的水處理電化學janus膜反應器，其特征在于：所述進液管(18)一端設置進液口(15)，所述進液管(18)上安裝進液閥(16)；所述進氣管(19)一端設置進氣口(10)，所述進氣管(19)上安裝進氣閥(11)；所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李陽，馮傳舜，范曉彬，陳朔，葉歡，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：新型
國別省市：
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