一、引言
随着工业废水复杂度的增加，传统水处理技术面临新兴污染物去除效率低和设备易堵塞的双重挑战。光催化氧化技术凭借其对难降解有机物(如PPCPs、微塑料)的高效分解能力，近年来受到广泛关注；而自清洗过滤器通过动态清洗机制解决了滤网堵塞问题。二者的协同创新——光催化氧化-自清洗一体化技术，在提升处理效率的同时降低了运维成本，成为水处理领域的关键技术突破。
二、这是什么设备？
自清洗过滤器是一种能在不停止供水、不拆卸部件的条件下，自动清除杂质的智能过滤设备。它像一位全天候值班的“净水卫士”，实时监控水质，一旦发现杂质堆积立即自动冲洗，广泛用于自来水厂、工厂冷却系统、农业灌溉等领域。
三、核心结构
1.滤网
材质：不锈钢(耐腐蚀)或PVDF塑料(超纯水用)
网孔：微米级孔径(最小10μm，相当头发丝的1/8细)
形态：楔形网/编织网(开孔率50%，通量大)
2.传感器
压差传感器：探测滤网两侧压力差(堵塞时压力升高)
定时器：预设时间自动清洗(如每8小时一次)
3.清洗机构
旋转喷臂：高压水流反向冲刷(家用喷淋原理)
机械刮刀：螺旋刮片铲除粘稠污垢
4.电动阀门
自动开启排污口，30秒内排净污水
四、系统设计与关键参数
4.1 系统架构
预处理单元：格栅、沉砂池去除大颗粒杂质。
自清洗过滤器：
核心组件：陶瓷滤芯(孔径50-100μm)、紫外LED灯阵列、脉冲清洗模块。
控制逻辑：基于浊度传感器和压差传感器自动触发清洗。
光催化反应器：
反应器类型：平板流道式或蜂窝状结构，催化剂负载量0.5-2.0g/m²。
紫外光源布局：每平方米均匀分布2-4个LED灯珠。
4.2 关键技术参数
| 参数 | 设计要求 |
| 过滤精度 | 50-100μm |
| 紫外波长 | 254nm（LED-UV） |
| 脉冲清洗压力 | 0.3-1.2MPa |
| 催化剂类型 | N-TiO₂（可见光响应） |
| 水力停留时间（HRT） | 10-30min |
五、实验验证与性能对比
5.1性能对比实验
5.1.1 对难降解有机物的去除效率
| 废水类型 | COD（mg/L） | UV254（吸光度） |
| 原水 | 320 | 0.85 |
| 单独自清洗过滤 | 180 | 0.62 |
| 光催化-自清洗协同 | 85 | 0.15 |
5.1.2 催化剂稳定性测试
循环次数：500次后，N-TiO₂的XRD峰强度保持初始值的92%。
失活原因：少量催化剂被水流冲刷脱落(占比<5%)。
4.2 经济性分析
| 技术组合 | 运行成本（万元/年） | 投资回收期（年） |
| 传统活性污泥法 | 80 | - |
| 光催化氧化 | 120 | 5 |
| 光催化-自清洗协同 | 65 | 3 |
