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一种臭氧预氧化联合膜催化臭氧化的超滤一体化装置，属于水处理装置技术领域。该装置由臭氧预氧化系统、膜催化臭氧化系统和超滤过程自动控制系统组成。生活污水二级生化出水在臭氧反应柱中进行初级预氧化，未消耗的臭氧随二级出水进入膜催化臭氧化反应柱中，在经碳纳米管改性的中空纤维超滤膜内表面发生膜催化臭氧化反应，中空纤维超滤膜内壁负载的碳纳米管催化臭氧产生强氧化性的羟基自由基，分解水中难降解有机物以及致堵污染物。该装置在改善超滤工艺出水水质的同时，能够增强超滤膜的抗污染能力，进而增加超滤膜的使用周期。
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