公布日：2022.10.14
申請(qǐng)日：2022.06.02
分類號(hào)：C02F1/72(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I;C02F1/76(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于廢水催化氧化處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)。包括：氣液混合部，將廢水與氣體氧化劑預(yù)混合；催化氧化部，與氣液混合部連接，用于氣液混合流體與催化劑接觸發(fā)生反應(yīng)；回流沉淀部，與催化氧化部連通，用于折流沉淀分離催化劑，形成高密度催化劑區(qū)域；催化劑分離回收部，包括磁分離裝置和催化劑投加裝置，用于分離回收催化劑；其中，催化劑為具有磁性的微米級(jí)粉末狀催化劑；催化氧化部采用機(jī)械攪拌進(jìn)行混合。該系統(tǒng)采用磁性微米級(jí)粉末狀催化劑、在機(jī)械攪拌作用下，實(shí)現(xiàn)類均相催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)速率快、時(shí)間短、反應(yīng)充分，催化劑循環(huán)利用，運(yùn)行成本低。
權(quán)利要求書
1.一種催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：氣液混合部，用于供應(yīng)廢水和氣體氧化劑，將廢水與氣體氧化劑進(jìn)行充分混合；催化氧化部，與所述氣液混合部的出口端連接，混合氣體氧化劑的廢水在所述催化氧化部中與催化劑接觸發(fā)生催化氧化反應(yīng)；回流沉淀部，與所述催化氧化部的出口端連通，用于折流沉淀分離催化氧化后水流中的催化劑，形成一高密度催化劑區(qū)域；催化劑分離回收部，包括相連接的磁分離裝置和催化劑投加裝置，所述磁分離裝置與所述回流沉淀部的出口端連接，所述催化劑投加裝置連接至所述催化氧化部，用于分離回收催化劑；其中，所述催化劑為具有磁性的微米級(jí)粉末狀催化劑；所述催化氧化部采用機(jī)械攪拌進(jìn)行氣液和催化劑的混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液混合部包括原水箱、氣液混合泵和氣體氧化劑泵送裝置，所述原水箱經(jīng)管路與所述氣液混合泵的入口端連接，所述氣體氧化劑泵送裝置經(jīng)管路與所述氣液混合泵上的進(jìn)氣口連接，所述氣液混合泵的出口端經(jīng)管路連接至所述催化氧化部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體氧化劑泵送裝置包括臭氧發(fā)生器和氣體臭氧濃度檢測(cè)儀，所述臭氧發(fā)生器的出口管路與所述進(jìn)氣口連接，所述出口管路上依次設(shè)有氣體球閥、氣體三通閥、氣體流量計(jì)和氣體止回閥，所述氣體臭氧濃度檢測(cè)儀與所述氣體三通閥連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體氧化劑經(jīng)所述氣液混合泵與廢水混合形成10-50μm的微小氣泡，混合時(shí)間為0.05-0.2s。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液混合部還包括均相催化劑投加裝置，所述均相催化劑投加裝置包括相連接的儲(chǔ)箱和計(jì)量泵，所述計(jì)量泵的出口端經(jīng)管路與所述氣液混合泵入口端管路上的注射閥連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述催化氧化部和回流沉淀部位于反應(yīng)器本體內(nèi)，所述反應(yīng)器本體為密封罐體，設(shè)有廢水投加管、催化劑投加管和排水口，所述廢水投加管和催化劑投加管位于所述催化氧化部上并向內(nèi)延伸，所述排水口設(shè)于所述回流沉淀部上部，所述催化氧化部和所述回流沉淀部于底部連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器本體內(nèi)經(jīng)豎向擋板分隔成催化氧化部和回流沉淀部，所述豎向擋板的兩側(cè)和頂側(cè)分別連接所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁和頂壁，所述豎向擋板底側(cè)與所述反應(yīng)器本體的底壁之間形成高度為10-30cm的連通通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述回流沉淀部?jī)?nèi)上下交錯(cuò)設(shè)有若干折流擋板，若干所述折流擋板向下傾斜設(shè)置，傾斜角度為30-60°。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述回流沉淀部下部及與所述催化氧化部的連通通道區(qū)域?yàn)楦呙芏却呋瘎﹨^(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述催化氧化部?jī)?nèi)設(shè)有兩級(jí)槳葉攪拌器；所述廢水投加管外端經(jīng)管路與所述氣液混合部連接，內(nèi)端向下延伸至所述兩級(jí)槳葉攪拌器的兩級(jí)槳葉之間；所述廢水投加管的出口與所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁距離10-30cm，且出口處設(shè)有防短流擋板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述磁分離裝置包括磁截留機(jī)構(gòu)和卸渣機(jī)構(gòu)；所述催化劑投加裝置包括攪拌箱和投加泵，所述攪拌箱設(shè)于所述卸渣機(jī)構(gòu)的排料口之下，所述投加泵經(jīng)管路連接所述攪拌箱和所述催化劑投加管，所述投加泵和催化劑投加管之間的管路上依次設(shè)有污泥止回閥和排污閥。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中固定床形式和流化床形式進(jìn)行催化氧化深度處理廢水存在的不足，提供了一種催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用磁性微米級(jí)粉末狀催化劑、在機(jī)械攪拌作用下，實(shí)現(xiàn)類均相的催化氧化反應(yīng)，催化氧化反應(yīng)速率快、時(shí)間短、反應(yīng)充分，催化劑被回收循環(huán)利用，運(yùn)行成本低。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，包括：氣液混合部，用于供應(yīng)廢水和氣體氧化劑，將廢水與氣體氧化劑進(jìn)行充分混合；催化氧化部，與所述氣液混合部的出口端連接，混合氣體氧化劑的廢水在所述催化氧化部中與催化劑接觸發(fā)生催化氧化反應(yīng)；回流沉淀部，與所述催化氧化部的出口端連通，用于折流沉淀分離催化氧化后水流中的催化劑，形成一高密度催化劑區(qū)域；催化劑分離回收部，包括相連接的磁分離裝置和催化劑投加裝置，所述磁分離裝置與所述回流沉淀部的出口端連接，所述催化劑投加裝置連接至所述催化氧化部，用于分離回收催化劑；其中，所述催化劑為具有磁性的微米級(jí)粉末狀催化劑；所述催化氧化部采用機(jī)械攪拌進(jìn)行氣液和催化劑的混合。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述氣液混合部包括原水箱、氣液混合泵和氣體氧化劑泵送裝置，所述原水箱經(jīng)管路與所述氣液混合泵的入口端連接，所述氣體氧化劑泵送裝置經(jīng)管路與所述氣液混合泵上的進(jìn)氣口連接，所述氣液混合泵的出口端經(jīng)管路連接至所述催化氧化部。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述氣體氧化劑泵送裝置包括臭氧發(fā)生器和氣體臭氧濃度檢測(cè)儀，所述臭氧發(fā)生器的出口管路與所述進(jìn)氣口連接，所述出口管路上依次設(shè)有氣體球閥、氣體三通閥、氣體流量計(jì)和氣體止回閥，所述氣體臭氧濃度檢測(cè)儀與所述氣體三通閥連接。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述氣體氧化劑經(jīng)所述氣液混合泵與廢水混合形成10-50μm的微小氣泡，混合時(shí)間為0.05-0.2s。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述氣液混合部還包括均相催化劑投加裝置，所述均相催化劑投加裝置包括相連接的儲(chǔ)箱和計(jì)量泵，所述計(jì)量泵的出口端經(jīng)管路與所述氣液混合泵入口端管路上的注射閥連接。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述催化氧化部和回流沉淀部位于反應(yīng)器本體內(nèi)，所述反應(yīng)器本體為密封罐體，設(shè)有廢水投加管、催化劑投加管和排水口，所述廢水投加管和催化劑投加管位于所述催化氧化部上并向內(nèi)延伸，所述排水口設(shè)于所述回流沉淀部上部，所述催化氧化部和所述回流沉淀部于底部連通。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述反應(yīng)器本體內(nèi)經(jīng)豎向擋板分隔成催化氧化部和回流沉淀部，所述豎向擋板的兩側(cè)和頂側(cè)分別連接所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁和頂壁，所述豎向擋板底側(cè)與所述反應(yīng)器本體的底壁之間形成高度為10-30cm的連通通道。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述回流沉淀部?jī)?nèi)上下交錯(cuò)設(shè)有若干折流擋板，若干所述折流擋板向下傾斜設(shè)置，傾斜角度為30-60°。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述回流沉淀部下部及與所述催化氧化部的連通通道區(qū)域?yàn)楦呙芏却呋瘎﹨^(qū)域。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述催化氧化部?jī)?nèi)設(shè)有兩級(jí)槳葉攪拌器；所述廢水投加管外端經(jīng)管路與所述氣液混合部連接，內(nèi)端向下延伸至所述兩級(jí)槳葉攪拌器的兩級(jí)槳葉之間；所述廢水投加管的出口與所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁距離10-30cm，且出口處設(shè)有防短流擋板。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述磁分離裝置包括磁截留機(jī)構(gòu)和卸渣機(jī)構(gòu)；所述催化劑投加裝置包括攪拌箱和投加泵，所述攪拌箱設(shè)于所述卸渣機(jī)構(gòu)的排料口之下，所述投加泵經(jīng)管路連接所述攪拌箱和所述催化劑投加管，所述投加泵和催化劑投加管之間的管路上依次設(shè)有污泥止回閥和排污閥。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明的催化氧化廢水深度處理系統(tǒng)，將氣體氧化劑與廢水預(yù)先充分混合，然后與具有磁性的微米級(jí)粉末狀催化劑在機(jī)械攪拌作用下充分接觸發(fā)生催化氧化反應(yīng)降解有機(jī)污染物，反應(yīng)后的水流進(jìn)入回流沉淀部，催化劑在折流作用下向下沉淀在回流沉淀部底部形成一高密度催化劑區(qū)域，催化氧化部?jī)?nèi)反應(yīng)后的水流均需經(jīng)過(guò)該高密度催化劑區(qū)域排出，使得在催化氧化部?jī)?nèi)未反應(yīng)的氧化劑在此處與催化劑充分接觸反應(yīng)；排出的水流經(jīng)催化劑分離回收部分離回收磁性催化劑，并將磁性催化劑回加至催化氧化部?jī)?nèi)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。該系統(tǒng)對(duì)氣體氧化劑利用率高，反應(yīng)速度快，對(duì)有機(jī)污染物的降解速率約是現(xiàn)有非均相催化劑固定床形式降解速率的2倍，處理的水流停留時(shí)間縮短，系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)行負(fù)荷大；采用機(jī)械攪拌、且形成高密度催化劑區(qū)域，實(shí)現(xiàn)類均相催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)充分、高效、能耗低；催化劑在催化反應(yīng)區(qū)域（催化氧化部和回流沉淀部）不易被排出，利用效率提高，排出的催化劑量少，且可通過(guò)催化劑分離回收部回收再利用，催化劑總投入少，分離處理量小。
2.本發(fā)明的系統(tǒng)中，其氣液混合部設(shè)置有均相催化劑投加裝置，可同時(shí)或單獨(dú)投加均相催化劑（如雙氧水），可協(xié)同進(jìn)行催化氧化，進(jìn)一步增強(qiáng)臭氧催化氧化降解難降解有機(jī)污染物的能力；也可單獨(dú)進(jìn)行均相催化氧化反應(yīng)，應(yīng)用場(chǎng)景多，適應(yīng)性強(qiáng)。
3、本發(fā)明將催化氧化部和回流沉淀部設(shè)置于反應(yīng)器本體內(nèi)，經(jīng)豎向擋板和折流擋板的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)催化氧化部和回流沉淀部的分隔及功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低，處理過(guò)程易于控制。
（發(fā)明人：于金旗;張鶴清;孫磊;吳振軍;田彩星）
