专利发明人

齐飞，衡贝贝，王振北，李晨，洪桥峰

授权专利号

CN114409054B

授权公开日期

2023.04.07

发明内容

本发明公开了一种活化过硫酸盐去除有机污染物协同控制卤代副产物的水处理方法。采用铁碳复合材料，铁碳复合材料中铁元素存在形式是Fe⁰、Fe₃ O₄、Fe₂ O₃、FeS和Fe₃C中的至少一种，碳元素存在形式为活性炭、石墨碳、生物炭和热解炭中的至少一种，铁元素和碳元素质量百分比为0.001～0.1 ：0.75～0.97。将其与过硫酸盐同时投加于水体中，铁碳复合材料活化过硫酸盐产生羟基自由基、硫酸根自由基、超氧阴离子自由基、单线态氧以及高铁酸盐等活性氧物种，降解水中有机污染物；同时，通过铁碳复合材料界面还原作用，抑制活性卤以及卤素自由基产生，削减卤代副产物产生，有效解决了高级氧化技术产生卤代副产物的技术问题。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种活化过硫酸盐去除有机污染物协同控制卤代副产物的水处理方法。

应用前景

本发明提出了一种活化过硫酸盐去除有机污染物协同控制卤代副产物的水处理方法，所制备的铁碳复合材料能有效活化过硫酸盐产生的羟基自由基、硫酸根自由基、超氧阴离子自由基、单线态氧以及高铁酸盐等活性氧物种可降解水中有机污染物，同时，通过铁碳复合材料界面还原作用还可抑制活性卤以及卤素自由基产生，削减卤代副产物产生，有效解决了高级氧化技术产生卤代副产物的技术问题。该水处理方法自由基生成速度快，有机物降解效率高，卤代副产物削减幅度大，不需要额外增加热、紫外辐照、外加电磁场等，运行成本低，操作简单易行，适用范围广，使用后的铁碳复合材料还可通过磁场快速回收再利用，不会对水体造成二次污染。

专利发明人

齐飞，刘龙严，王振北，刘超

授权专利号

CN110436542B

授权公开日期

2023.1.10

发明内容

本发明所要解决的技术问题是利用雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质去除径流中氮和磷，提供了一种铁基复合碳材料过滤介质的制备方法并且对制备后的雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质提出了三种应用形式。其一将制备后的雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质作为雨水花园、生态植草沟、生态树池、绿色屋顶及其他低影响开发技术的过滤层和净化层。后将雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质应用于雨水停车场中的透水层和净化层。用于雨水停车场的渗透层的填料和生态透水砖的主要原料时，对铁基复合碳材料过滤介质的承压负荷，此时负载体选用石英砂、陶粒、瓷砂作为负载原料。作为雨水停车场透水层的填料的厚度为50mm 100mm。生态调蓄池的周围设计带有一定倾斜度的周边凹槽，倾斜角度为1 3°凹槽的设计宽分别为100mm 200mm，深度为300mm 500mm，凹槽内填充制备的过滤介质，凹槽内侧每隔2m设置深度为30mm 50mm的缺口。其二将雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质应用于可拆卸式的雨水净化装置，作为雨水净化填料。雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质作为可拆卸式雨水净化装置的主要功能部分，将其装载于可拆卸式除污基质罐中，填装于除污基质罐中的过滤介质其粒径为10mm 20mm。除污基质罐采用高强度网格材料制成，其网格孔径为8mm，其上带有可拆卸式环。其三利用铁基复合碳材料过滤介质为主要原料制备具有高透水性能和脱氮除磷性能的生态滤水砖，该生态滤水砖以石英砂和铁基复合碳材料过滤介质，进行混匀制备。

该过滤介质具有良好的渗透性和快速去除氮、磷等污染物的性能，从而实现降雨径流的净化。

技术领域

本发明针对当前降雨径流中氮磷污染物浓度高且去除效果不佳的问题，提供了一种用于雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质材料制备及其应用方法，属于雨水径流污染控制技术领域。

应用前景

上述雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质以雨水净化填料、可拆卸式雨水净化装置、制造生态滤水砖的形式应用于雨水径流氮磷去除。当作为雨水净化填料能够在雨水花园、绿色屋顶、生态植草沟、生态树池、下凹式绿地、人工湿地和生态雨水停车场的基质层和过滤层中应用，实现雨水中固体颗粒物的分离和溶解性氮磷的去除。

当应用于可拆卸式的雨水净化装置时，上述雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质装于可拆卸式的滤料罐中，并将其应用于雨水调蓄池，实现对调蓄储存雨水的净化。

当应用于制备生态滤水砖时，上述雨水径流中氮磷同步去除的过滤介质为主要功能原料与石英砂混合制备的生态滤水砖用于露天停车场、公园路面和其他需要径流雨水快速入渗和净化的场所，从而实现径流雨水的入渗和净化。

专利发明人

齐飞，宋子龙，王振北，孙德智

授权专利号

CN110420568 B

授权公开日期

2022.11.29

发明内容

本发明为解决现有的陶瓷膜渗透通量低，易产生膜污染等问题，创新性地提出了一种提升陶瓷膜产水通量改善过滤性能的方法。本发明对N-rGO改性陶瓷膜的制备方法和应用条件进行了详细说明，并采用含有大分子海藻酸钠的污染水体作为处理目标来评价膜的过滤和抗膜污染性能。本发明利用N-rGO良好的机械和理化性能，独特的层状结构和无二次污染等优点，对陶瓷膜表面进行修饰，以求改善陶瓷膜的渗透通量和分离过滤效率。

本发明的有益效果是：该工艺选用的N-rGO作为非金属碳材料具有良好的结构和化学稳定性，不产生二次污染。在陶瓷膜表面包覆一层N-rGO，不仅能够提升膜表面的亲水性，而且水分子能够快速通过膜孔，从而提升其产水通量。此外，由于膜结构的改善，污染物不易被吸附和堵塞膜孔，从而起到缓解膜污染的作用，延长膜运行周期，节约水处理运行成本。

技术领域

本发明涉及一种提升陶瓷膜产水通量，改善过滤性能的方法。

应用前景

该发明可应用于饮用水处理中，具体工艺为进水→混凝→N-rGO改性陶瓷膜过滤→消毒→出水。

该发明可应用于城市生活污水再生处理中，具体工艺为进水→粗格栅→曝气沉砂池→初沉池→厌氧池→缺氧池→好氧池→二次沉淀池→混凝→N-rGO改性陶瓷膜过滤→UV消毒→出水。

该发明可应用于工业有机废水与中水回用中，具体工艺为进水→粗格栅→调节池→初沉池→生物处理→二次沉淀池→混凝→N-rGO改性陶瓷膜过滤→消毒→出水。

该发明中制备的N-rGO改性陶瓷膜替代现有MBR工艺中的有机膜进行使用，具体工艺为进水→细格栅→曝气沉砂池→精细格栅→MBR生化池→MBR膜池→UV消毒→出水。

专利发明人

齐飞，宋子龙，王振北，孙德智

授权专利号

CN110436607 B

授权公开日期

2022.09.16

发明内容

本发明提出了一种可调控界面催化性能催化分离膜的组装及其在水处理中的应用方法。针对可调控N-rGO改性陶瓷膜的组装方法和在水处理中的应用方法进行了说明，对于水中有机膜污染成分负荷较重的情况，可以选择N-rGO催化层厚度小于5.0～6.0 μm的催化分离膜作为应对措施，利用其过滤效率高和抗膜污染性能好的优势；对于水中小分子有机微污染物负荷较重的情况，可以选择N-rGO催化层厚度大于5.0～6.0 μm的催化分离膜作为应对措施。本发明采用含有大分子海藻酸钠和小分子难降解的苯并三唑(BZA)有机污染物的污染水体作为处理目标来评价膜的过滤、除微污染及抗膜污染性能。本发明利用N-rGO良好的机械和理化性能，不存在二次污染和独特的层状结构等优点对陶瓷膜表面进行修饰，将催化与膜过滤有机的结合起来，以期进一步提升陶瓷膜的过滤除污染及抗膜污染的能力。本发明不仅能够解决膜过滤无法去除的高毒性微污染物，而且能够提升陶瓷膜过滤效率，延长膜运行周期，节约水处理运行成本。

技术领域

本发明涉及一种新型催化分离膜的组装方法及其在水处理工程中的应用方法，属于膜材料科学与工程和环境工程领域。

应用前景

本发明可应用于饮用水常规处理工艺，将传统饮用水处理中的过滤工艺替换为N-rGO催化分离膜耦合臭氧膜过滤工艺，实现微量有机污染物的强化去除，实现供水安全。具体工艺流程为进水→混凝→N-rGO催化分离膜耦合臭氧膜过滤→消毒→出水。

本发明可应用于饮用水深度处理，将饮用水深度处理中的臭氧 生物活性炭工艺替换为N-rGO催化分离膜耦合臭氧膜过滤工艺，实现微量有机污染物的强化去除，实现供水安全。体工艺流程为进水→混凝→沉淀→过滤→消毒→N-rGO催化分离膜耦合臭氧膜过滤深度处理→出水。

本发明可应用于城市再生水处理，在二沉池工艺之后，增加N-rGO催化分离膜耦合臭氧构筑物，实现小分子、高毒性难降解有机污染物的强化去除，达到安全再生的处理要求。具体工艺流程为进水→粗格栅→曝气沉砂池→初沉池→厌氧池→缺氧池→好氧池→二次沉淀池→混凝→沉淀→N-rGO催化分离膜耦合臭氧膜过滤→UV消毒→出水。

本发明可应用于工业废水深度处理，在生化工艺之后，增加N-rGO催化分离膜耦合臭氧构筑物，实现化学需氧量的高效强化去除，达到工业废水排放与回用标准。具体工艺流程为进水→粗格栅→调节池→初沉池→生物处理→二次沉淀池→混凝→沉淀N-rGO催化分离膜耦合臭氧膜过滤→消毒→出水。

专利发明人

齐飞，张钰婷

授权专利号

CN109721148 B

授权公开日期

2022.06.10

发明内容

本发明针对含有紫外稳定剂等难降解微量有机污染物和溴离子的污染水体,解决现有常规给水处理工艺和污水二级处理效果差并无法抑制有毒副产物溴酸盐生成的问题，创新性的提出了以CeO₂/α-Fe₂O₃异质结为催化剂在非均相催化臭氧氧化水处理高级氧化技术, 并针对CeO₂/α-Fe₂O₃异质结催化剂的制备和应用条件进行了说明。该工艺通过以下几个步骤实现:(1)工艺所需O₃浓度为0.5~2.5 mg/L;(2)工艺所需CeO₂/α-Fe₂O₃投量为0.1~2.0 g/L;(3)待处理水体中污染物浓度为2.0~10.0 mg/L;(4)待处理水体中溴离子浓度为50~500 ug/L;(5)接触时间为60~120 min;(6)反应体系pH范围为2.63~11.00。

技术领域

本发明提供了一种异质结界面电子传递诱导的具有溴酸盐削减能力的臭氧催化氧化水处理方法，属于水处理技术和环境功能材料领域。

应用前景

1. 本发明提供的一种异质结界面电子传递诱导的具有溴酸盐削减能力的臭氧催化氧化水处理方法,通过CeO₂和α-Fe₂O₃的均匀复合,增加催化剂的反应活性位点并促进界面电子转移速率,实现臭氧加速分解为活性氧物种,加速水中紫外稳定剂的降解,保障水质安全,改善水质环境。

2. 本发明提供的一种异质结界面电子传递诱导的具有溴酸盐削减能力的臭氧催化氧化水处理方法,具有良好的催化氧化性能,10分钟内对紫外稳定剂的去除率可达100%,大大缩短了反应时间，且较单独臭氧氧化体系提高30个百分点,实现了对水中紫外稳定剂的快速高效去除。

3. 本发明提供的一种异质结界面电子传递诱导的具有溴酸盐削减能力的臭氧催化氧化水处理方法,通过对溴酸盐的双重抑制途径,实现臭氧氧化降解污染物并同步抑制溴酸盐的生成，且较单独臭氧氧化体系,溴酸盐抑制率高达84%,解决了传统水处理工艺中无法抑制有毒副产物溴酸盐生成的问题,对进一步提高水质有重大意义。

4. 本发明提供的CeO₂/α-Fe₂O₃双金属氧化物异质结采用一步法合成,操作简便且具有较高的催化氧化能力,具有广泛的应用前景。

5.本实施方式中制备而成的CeO₂/α-Fe₂O₃异质结催化剂可实现对紫外稳定剂的快速高效去除,实现对紫外稳定剂BZA的快速强化去除;同时,可以同步实现溴酸盐的抑制作用。本发明制备的CeO₂/α-Fe₂O₃催化剂简化了常规复合催化剂的制备步骤,制备工艺简单,价格低廉,且催化剂的协同作用强化了催化臭氧氧化去除污染物的效率,并提高了矿化和脱毒作用,弥补了传统饮用水处理工艺的不足,是一种具有广泛前景的催化剂。

6.本实施方式制备的CeO₂/α-Fe₂O₃异质结催化剂在饮用水处理中的应用方法为:预处理-混凝-沉淀-过滤-CeO₂/α-Fe₂O₃催化臭氧氧化深度处理-消毒后出水。本实施方式所使用的CeO₂/α-Fe₂O₃催化臭氧氧化深度处理技术与水厂现有臭氧氧化系统完全相同,无需增加水处理设备,催化臭氧氧化反应器可为间歇式反应器,也可为连续式反应器或多级联用反应系统。

7.本实施方式与中的CeO₂/α-Fe₂O₃异质结催化剂在城市生活污水再生处理的应用方法为:格栅-沉砂池-初次沉淀池进行一级处理,初沉池的出水进入生物处理设备,如曝气生化池,生物处理后出水进入二次沉淀池,经过二级处理后的出水进行深度处理,包括生物滤池-超滤膜分离的耦合技术,最后采用CeO₂/α-Fe₂O₃催化臭氧氧化深度处理,再经处理后出水。

8.本实施方式得到的CeO₂/α-Fe₂O₃异质结催化剂应用于饮用水深度处理或城市生活污水处理中,可以实现对水中存在的低浓度、高毒性PPCPs类新型有机污染物的强化去除并可抑制有毒副产物溴酸盐的生成,对保障水质安全具有重大意义。