申請(qǐng)日2017.12.29
公開(kāi)(公告)日2018.04.17
IPC分類(lèi)號(hào)C02F1/78; C02F1/74; C02F1/44; C02F1/32; C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高效傳質(zhì)臭氧催化氧化‑流化床污水處理系統(tǒng)。具體包括：殼體;陶瓷膜組件，所述陶瓷膜組件垂直設(shè)置在所述殼體中，所述陶瓷膜組件包括一個(gè)或多個(gè)陶瓷膜，所述陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁、頂面以及底面之間，均預(yù)留有互相連通的水流通道;進(jìn)水口，所述進(jìn)水口設(shè)置在所述殼體的上部，并被配置為可通過(guò)所述陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁之間的水流通道，將污水供給至所述陶瓷膜組件殼體中;出水口;以及曝氣孔。由此，污水可在所述陶瓷膜組件以及水流通道之間環(huán)流流動(dòng)，從而加強(qiáng)了傳質(zhì)，提高了該污水處理系統(tǒng)內(nèi)的傳質(zhì)速率，使出水更加優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，并且降低了污水處理成本。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：
殼體;
陶瓷膜組件，所述陶瓷膜組件垂直設(shè)置在所述殼體中，所述陶瓷膜組件包括一個(gè)或多個(gè)陶瓷膜，所述陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁、頂面以及底面之間，均預(yù)留有互相連通的水流通道;
進(jìn)水口，所述進(jìn)水口設(shè)置在所述殼體的上部，并被配置為可通過(guò)所述陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁之間的所述水流通道，將污水供給至所述陶瓷膜組件中;
出水口，所述出水口設(shè)置在所述殼體的上部，且與所述進(jìn)水口相對(duì)設(shè)置;以及
曝氣孔，所述曝氣孔設(shè)置在所述殼體的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣孔設(shè)置在所述殼體中，與所述陶瓷膜組件相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷膜組件進(jìn)一步包括膜組件殼體，所述膜組件殼體具有4個(gè)側(cè)壁，所述4個(gè)側(cè)壁與所述殼體的側(cè)壁之間，均預(yù)留有水流通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷膜組件進(jìn)一步包括：
設(shè)置在多個(gè)所述陶瓷膜之間的隔板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：臭氧產(chǎn)生裝置，所述臭氧產(chǎn)生裝置與所述曝氣孔相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：催化劑入口，所述催化劑入口設(shè)置在所述殼體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：雙氧水入口，所述雙氧水入口設(shè)置在所述殼體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：紫外光照裝置，所述紫外光照裝置適于向所述陶瓷膜組件照射紫外光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：
空氣輔助曝氣口，所述空氣輔助曝氣口設(shè)置在所述陶瓷膜組件的底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：
溢流口，所述溢流口設(shè)置在所述殼體的頂部;
任選地，取樣口，所述取樣口設(shè)置在所述殼體的中部;
任選地，排空口，所述排空口設(shè)置在所述殼體的底部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：
尾氣收集口，所述尾氣收集口設(shè)置在所述殼體的頂部。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：
進(jìn)水箱，所述進(jìn)水箱與所述進(jìn)水口相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：
臭氧填充柱，所述臭氧填充柱具有填充柱進(jìn)水口以及填充柱出水口，所述填充柱進(jìn)水口與所述進(jìn)水箱相連，所述填充柱出水口與所述進(jìn)水口相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：
生物膜處理單元，所述生物膜處理單元具有生物膜處理進(jìn)水口以及生物膜處理出水口，所述生物膜處理進(jìn)水口與所述進(jìn)水箱相連，所述生物膜處理出水口與所述進(jìn)水口相連。
15.一種利用權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，其特征在于，包括：
將污水從進(jìn)水口供給至殼體中，以便所述污水在所述殼體中經(jīng)陶瓷膜組件進(jìn)行過(guò)濾處理，并通過(guò)陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁、頂面以及底面之間的水流通道形成環(huán)流，由出水口排出所述污水處理系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的污水處理方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：
由催化劑入口向所述殼體內(nèi)加入催化劑，從曝氣孔曝臭氧以及空氣，使污水以及所述催化劑從所述陶瓷膜組件的底部上升，并從所述陶瓷膜組件和所述殼體的頂面之間的水流通道，流至所述陶瓷膜組件和所述殼體的側(cè)壁之間的水流通道并在重力作用下下降，在曝氣條件下水流繼續(xù)從所述陶瓷膜組件底部上升，以便形成所述環(huán)流。
說(shuō)明書(shū)
一種高效傳質(zhì)臭氧催化氧化-流化床污水處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種高效傳質(zhì)臭氧催化氧化-流化床污水處理系統(tǒng)，更具體地，涉及污水處理裝置以及污水處理方法。
背景技術(shù)
隨著人口規(guī)模的不斷擴(kuò)大和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市生活污水以及工業(yè)污水的排放量也隨之增長(zhǎng)，污水處理負(fù)荷持續(xù)加重，這對(duì)污水處理水平的要求也越來(lái)越高。污水經(jīng)常規(guī)生化處理后，往往殘留有難降解污染物，如果直接排入天然水體，容易造成有機(jī)物富集，會(huì)對(duì)環(huán)境與生物造成危害，因此需要對(duì)此類(lèi)污水進(jìn)行深度處理。臭氧催化氧化法利用臭氧分解產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)來(lái)氧化分解有機(jī)物，具有氧化能力強(qiáng)、選擇性弱、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì)，是一種有效的污水深度處理技術(shù)。
然而，目前的污水處理系統(tǒng)以及污水處理方法仍有待改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前的臭氧催化氧化反應(yīng)器普遍存在催化氧化效率較低、成本較高等問(wèn)題。發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，這主要是由臭氧、污水和催化劑(即氣液固三相)的接觸不夠充分造成的。例如，傳統(tǒng)的臭氧填充床反應(yīng)器，催化劑為靜態(tài)放置，臭氧、污水和催化劑的接觸方式比較單一，一般氣/液相只通過(guò)同向流或者異向流的方式與催化劑接觸反應(yīng)，臭氧、污水和催化劑之間接觸不夠充分，從而限制了臭氧與污水中有機(jī)物的傳質(zhì)過(guò)程，導(dǎo)致催化氧化效能整體偏低，難以進(jìn)一步降低污水的COD值，并且造成臭氧利用率低，污水處理成本較高的問(wèn)題。
有鑒于此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種污水處理系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)包括：殼體;陶瓷膜組件，所述陶瓷膜組件垂直設(shè)置在所述殼體中，所述陶瓷膜組件包括一個(gè)或多個(gè)陶瓷膜，所述陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁、頂面以及底面之間，均預(yù)留有互相連通的水流通道;進(jìn)水口，所述進(jìn)水口設(shè)置在所述殼體的上部，并被配置為可通過(guò)所述陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁之間的所述水流通道，將污水供給至所述陶瓷膜組件中;出水口，所述出水口設(shè)置在所述殼體的上部，且與所述進(jìn)水口相對(duì)設(shè)置;以及曝氣孔，所述曝氣孔設(shè)置在所述殼體的底部。由此，污水可在所述陶瓷膜組件以及水流通道之間環(huán)流流動(dòng)，從而加強(qiáng)了傳質(zhì)，提高了該污水處理系統(tǒng)內(nèi)的傳質(zhì)速率，使出水更加優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，并且降低了污水處理成本。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述曝氣孔設(shè)置在所述殼體中，與所述陶瓷膜組件相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。由此，在曝氣產(chǎn)生的氣升力作用下，污水可從所述陶瓷膜組件的底部上升至陶瓷膜組件的頂部，有助于污水在陶瓷膜組件和水流通道之間形成環(huán)流，進(jìn)一步加強(qiáng)了傳質(zhì)，提高了該污水處理系統(tǒng)內(nèi)的傳質(zhì)速率，使出水更加優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述陶瓷膜組件進(jìn)一步包括膜組件殼體，所述膜組件殼體具有4個(gè)側(cè)壁，所述4個(gè)側(cè)壁與所述殼體的側(cè)壁之間，均預(yù)留有水流通道。由此，所述膜組件殼體可以進(jìn)一步支撐和固定所述陶瓷膜，并且污水可在所述陶瓷膜殼體與所述水流通道之間四面環(huán)流流動(dòng)，進(jìn)一步加強(qiáng)了傳質(zhì)，提高了該污水處理系統(tǒng)內(nèi)的傳質(zhì)速率。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述陶瓷膜組件進(jìn)一步包括：設(shè)置在多個(gè)所述陶瓷膜之間的隔板。由此，所述隔板可在陶瓷膜之間限定出多個(gè)流道，進(jìn)一步加強(qiáng)了傳質(zhì)，提高了該污水處理系統(tǒng)內(nèi)的傳質(zhì)速率，使出水更加優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：臭氧產(chǎn)生裝置，所述臭氧產(chǎn)生裝置與所述曝氣孔相連。由此，所述臭氧產(chǎn)生裝置可向所述殼體中提供臭氧，促進(jìn)污水中有機(jī)物的臭氧氧化分解，使出水更加優(yōu)質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：催化劑入口，所述催化劑入口設(shè)置在所述殼體上。由此，可通過(guò)所述催化劑入口向所述殼體內(nèi)提供催化劑，促進(jìn)污水中有機(jī)物的臭氧催化氧化分解，使出水更加優(yōu)質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：雙氧水入口，所述雙氧水入口設(shè)置在所述殼體上。由此，可通過(guò)所述雙氧水入口向所述殼體內(nèi)提供雙氧水，對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行臭氧和雙氧水的聯(lián)合氧化，進(jìn)一步提高了污水中有機(jī)物的氧化分解效率，提升了出水水質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：紫外光照裝置，所述紫外光照裝置適于向所述陶瓷膜組件照射紫外光。由此，所述紫外光可以促進(jìn)臭氧產(chǎn)生羥基自由基，進(jìn)一步提高污水中有機(jī)物的臭氧氧化分解效率，提升了出水水質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：空氣輔助曝氣口，所述空氣輔助曝氣口設(shè)置在所述陶瓷膜組件的底部。由此，空氣不僅可以通過(guò)曝氣孔進(jìn)入殼體內(nèi)，并且還可以通過(guò)所述空氣輔助曝氣口進(jìn)入殼體，曝氣產(chǎn)生的氣水升力有助于陶瓷膜組件中的污水向上流動(dòng)，進(jìn)而有助于污水在所述陶瓷膜組件和所述水流通道之間環(huán)流，提高了傳質(zhì)速率，并且污水向上流動(dòng)的過(guò)程中還可以及沖刷陶瓷膜表面，減小膜污染。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：溢流口，所述溢流口設(shè)置在所述殼體的頂部。由此，可以在所述殼體內(nèi)液位過(guò)高時(shí)，對(duì)該污水處理系統(tǒng)進(jìn)行溢流保護(hù)，進(jìn)一步提高所述污水處理系統(tǒng)的使用性能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：取樣口，所述取樣口設(shè)置在所述殼體的中部。由此，可以簡(jiǎn)便地對(duì)所述殼體內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：排空口，所述排空口設(shè)置在所述殼體的底部。由此，可以簡(jiǎn)便地根據(jù)需要對(duì)所述殼體進(jìn)行排空以及檢修。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：尾氣收集口，所述尾氣收集口設(shè)置在所述殼體的頂部。由此，所述殼體內(nèi)沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)的臭氧以及曝氣產(chǎn)生的空氣可以從所述尾氣收集口排出，并且可用風(fēng)機(jī)統(tǒng)一收集后集中處理。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：進(jìn)水箱，所述進(jìn)水箱與所述進(jìn)水口相連。由此，可以簡(jiǎn)便地將污水供給至所述殼體中。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：臭氧填充柱，所述臭氧填充柱具有填充柱進(jìn)水口以及填充柱出水口，所述填充柱進(jìn)水口與所述進(jìn)水箱相連，所述填充柱出水口與所述進(jìn)水口相連。由此，可以進(jìn)一步對(duì)污水進(jìn)行臭氧氧化處理，進(jìn)一步提升出水水質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括：生物膜處理單元，所述生物膜處理單元具有生物膜處理進(jìn)水口以及生物膜處理出水口，所述生物膜處理進(jìn)水口與所述進(jìn)水箱相連，所述生物膜處理出水口與所述進(jìn)水口相連。由此，所述污水處理系統(tǒng)不僅可以對(duì)污水進(jìn)行臭氧氧化處理，還可以對(duì)污水進(jìn)行生物膜處理，可進(jìn)一步提升出水水質(zhì)。
在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種污水處理的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：將污水從進(jìn)水口供給至殼體中，以便所述污水在所述殼體中由陶瓷膜組件進(jìn)行過(guò)濾處理，并通過(guò)陶瓷膜組件與所述殼體的側(cè)壁、頂面以及底面之間的水流通道形成環(huán)流，由出水口排出所述污水處理系統(tǒng)。由此，該方法可簡(jiǎn)便地對(duì)所述污水進(jìn)行處理，加強(qiáng)了傳質(zhì)，提高了該污水處理系統(tǒng)內(nèi)的傳質(zhì)速率，使出水更加優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，并且降低了污水處理成本。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述污水處理方法進(jìn)一步包括：由催化劑入口向所述殼體內(nèi)加入催化劑，從曝氣孔曝臭氧以及空氣，使污水以及所述催化劑從所述陶瓷膜組件的底部上升，并從所述陶瓷膜組件和所述殼體的頂面之間的水流通道，流至所述陶瓷膜組件和所述殼體的側(cè)壁之間的水流通道并在重力作用下下降，在曝氣條件下水流繼續(xù)從所述陶瓷膜組件底部上升，以便形成所述環(huán)流。由此，促進(jìn)了污水中有機(jī)物的臭氧催化氧化分解，提高了反應(yīng)速率，提升了出水水質(zhì)。
