公布日：2022.09.23
申請日：2022.06.17
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I;C02F1/32(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置和方法，屬于污水處理領(lǐng)域，所述裝置包括高鹽廢水原水箱、臭氧發(fā)生器、進水氣液混合泵、臭氧反應塔、中間水箱、加藥設備、外循環(huán)氣液混合泵、紫外高級氧化反應器和臭氧尾氣破壞器。所述方法包括：制備富含臭氧微氣泡的氣液混合水；高鹽廢水在裝置內(nèi)進行內(nèi)外雙循環(huán)處理；高鹽廢水在裝置內(nèi)經(jīng)數(shù)次循環(huán)處理后排出；尾氣及含臭氧氣體的處理排空。本發(fā)明通過內(nèi)外雙循環(huán)的設計，充分發(fā)揮微氣泡臭氧存在時間長，傳質(zhì)效率高的優(yōu)勢，增加了臭氧與催化劑和紫外輻照的接觸次數(shù)和時間，提高了羥基自由基的產(chǎn)生量和利用效率，有利于減少設備占地和催化劑用量，同時具有操作簡單，維護方便等優(yōu)點。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：包括臭氧發(fā)生器(2)、進水氣液混合泵(3)、臭氧反應塔(5)和紫外高級氧化反應器(12)，所述臭氧反應塔(5)內(nèi)部設置有內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)，內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)外壁和臭氧反應塔(5)內(nèi)壁之間填充有催化劑(7)，所述進水氣液混合泵(3)的進水管道連接有高鹽廢水原水箱(1)，進氣管道連接臭氧發(fā)生器(2)，出水管道連接臭氧反應塔(5)底部設置的原水進水口(4)并伸入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)的內(nèi)部，所述臭氧反應塔(5)的下部設置有外循環(huán)出水口(8)，所述外循環(huán)出水口(8)依次連接有中間水箱(9)、外循環(huán)氣液混合泵(11)和紫外高級氧化反應器(12)，紫外高級氧化反應器(12)的出水管道連接臭氧反應塔(5)底部設置的外循環(huán)進水口(13)并伸入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)的內(nèi)部，同時外循環(huán)氣液混合泵(11)的進氣管道與臭氧發(fā)生器(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：所述臭氧反應塔(5)的底部設有原水進水口(4)和外循環(huán)進水口(13)，下部設有外循環(huán)出水口(8)，上部設有處理出水排放口(14)，頂部設置尾氣排放口(15)，所述尾氣排放口(15)連接有臭氧尾氣破壞器(16)，所述中間水箱(9)的進水管道與所述外循環(huán)出水口(8)連接，所述中間水箱(9)的出水管道與外循環(huán)氣液混合泵(11)的進水管道連接，同時所述中間水箱(9)通過管道連接有加藥設備(10)，所述外循環(huán)氣液混合泵(11)的出水管道與紫外高級氧化反應器(12)的進水管道連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：所述臭氧反應塔(5)的高度為7-20m；直徑為2-4m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：所述內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)為圓筒形，其頂端低于臭氧反應塔(5)的處理出水排放口(14)的下端1-2m，其下端高于臭氧反應塔(5)的塔底0.3-1米，其橫截面積占臭氧反應塔(5)的橫截面積的1/3-2/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：所述處理出水排放口(14)連接有出水管道，同時出水管道上安裝有調(diào)節(jié)閥和液體流量計。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：所述外循環(huán)出水口(8)位于所述催化劑(7)的床層下部0.2-0.5m位置處，所述外循環(huán)出水口(8)高于內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)的下端1m以上，外循環(huán)出水口(8)的連接管道上安裝有調(diào)節(jié)閥和液體流量計，連接管道經(jīng)架高之后再與所述中間水箱(9)連接，連接管道架設高度低于內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)的上端0.5m以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：所述紫外高級氧化反應器(12)多組并行設置，同時每組紫外高級氧化反應器(12)的內(nèi)部均安裝有紫外燈組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，其特征在于：所述紫外燈組件選擇傳統(tǒng)低壓汞燈、LED短波紫外燈或微波無極紫外燈。
9.一種利用權(quán)利要求1-8任一項所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置處理高鹽廢水的方法，其特征在于，包括如下步驟：S1:將高鹽廢水原水箱(1)和臭氧發(fā)生器(2)產(chǎn)生的臭氧化氣體經(jīng)進水氣液混合泵(3)制備富含臭氧微氣泡的氣液混合水，氣液混合水進入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)，再向四周折流，向下經(jīng)過填充的催化劑(7)床層；S2：高鹽廢水在裝置內(nèi)進行內(nèi)外雙循環(huán)處理；S3：高鹽廢水在裝置內(nèi)經(jīng)數(shù)次循環(huán)處理后，從臭氧反應塔(5)上部設置的處理出水排放口(14)排出，處理出水排放口(14)連接的出水管道上安裝的調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)出水流量；S4：臭氧反應產(chǎn)生的尾氣以及紫外高級氧化反應器(12)產(chǎn)生的含臭氧氣體，經(jīng)收集后進入臭氧尾氣破壞器(16)處理后排空。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的處理高鹽廢水的方法，其特征在于：步驟S1中，制備的富含臭氧微氣泡的氣液混合水，其臭氧微氣泡的直徑為10-100μm；步驟S2包括：經(jīng)過催化床層的高鹽廢水，分成兩路，一路繼續(xù)沿內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)與臭氧反應塔(5)內(nèi)壁間的空間向下流動，再折流進入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)；另一路經(jīng)外循環(huán)出水口(8)進入中間水箱(9)，再經(jīng)外循環(huán)氣液混合泵(11)進入紫外高級氧化反應器(12)進行處理，之后再次進入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件(6)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明旨在針對背景技術(shù)中提到的問題和不足，提供一種高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置和方法，能夠更加有效地去除高鹽廢水中難降解有機物。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置，包括臭氧發(fā)生器、進水氣液混合泵、臭氧反應塔和紫外高級氧化反應器，所述臭氧反應塔內(nèi)部設置有內(nèi)循環(huán)構(gòu)件，內(nèi)循環(huán)構(gòu)件外壁和臭氧反應塔內(nèi)壁之間填充有催化劑，所述進水氣液混合泵的進水管道連接有高鹽廢水原水箱，進氣管道連接臭氧發(fā)生器，出水管道連接臭氧反應塔底部設置的原水進水口并伸入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件的內(nèi)部，所述臭氧反應塔的下部設置有外循環(huán)出水口，所述外循環(huán)出水口依次連接有中間水箱、外循環(huán)氣液混合泵和紫外高級氧化反應器，紫外高級氧化反應器的出水管道連接臭氧反應塔底部設置的外循環(huán)進水口并伸入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件的內(nèi)部，同時外循環(huán)氣液混合泵的進氣管道與臭氧發(fā)生器連接
進一步的，所述臭氧反應塔的底部設有原水進水口和外循環(huán)進水口，下部設有外循環(huán)出水口，上部設有處理出水排放口，頂部設置尾氣排放口，所述尾氣排放口連接有臭氧尾氣破壞器，所述中間水箱的進水管道與所述外循環(huán)出水口連接，所述中間水箱的出水管道與外循環(huán)氣液混合泵的進水管道連接，同時所述中間水箱通過管道連接有加藥設備，所述外循環(huán)氣液混合泵的出水管道與紫外高級氧化反應器的進水管道連接。
進一步的，所述臭氧反應塔的高度為7-20m；直徑為2-4m。
進一步的，所述內(nèi)循環(huán)構(gòu)件為圓筒形，其頂端低于臭氧反應塔的處理出水排放口的下端1-2m，其下端高于臭氧反應塔的塔底0.3-1米，其橫截面積占臭氧反應塔的橫截面積的1/3-2/3。
進一步的，所述處理出水排放口連接有出水管道，同時出水管道上安裝有調(diào)節(jié)閥和液體流量計。
進一步的，所述外循環(huán)出水口位于所述催化劑的床層下部0.2-0.5m位置處，所述外循環(huán)出水口高于內(nèi)循環(huán)構(gòu)件的下端1m以上，外循環(huán)出水口的連接管道上安裝有調(diào)節(jié)閥和液體流量計，連接管道經(jīng)架高之后再與所述中間水箱連接，連接管道架設高度低于內(nèi)循環(huán)構(gòu)件的上端0.5m以上。
進一步的，所述紫外高級氧化反應器多組并行設置，同時每組紫外高級氧化反應器的內(nèi)部均安裝有紫外燈組件。
進一步的，所述紫外燈組件選擇傳統(tǒng)低壓汞燈、LED短波紫外燈或微波無極紫外燈。
一種利用上述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置處理高鹽廢水的方法，包括如下步驟：S1:將高鹽廢水原水箱和臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧化氣體經(jīng)進水氣液混合泵制備富含臭氧微氣泡的氣液混合水，氣液混合水進入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件，再向四周折流，向下經(jīng)過填充的催化劑床層；S2：高鹽廢水在裝置內(nèi)進行內(nèi)外雙循環(huán)處理；S3：高鹽廢水在裝置內(nèi)經(jīng)數(shù)次循環(huán)處理后，從臭氧反應塔上部設置的處理出水排放口排出，處理出水排放口連接的出水管道上安裝的調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)出水流量；S4：臭氧反應產(chǎn)生的尾氣以及紫外高級氧化反應器產(chǎn)生的含臭氧氣體，經(jīng)收集后進入臭氧尾氣破壞器處理后排空。
進一步的，步驟S1中，制備的富含臭氧微氣泡的氣液混合水，其臭氧微氣泡的直徑為10-100μm；步驟S2包括：經(jīng)過催化床層的高鹽廢水，分成兩路，一路繼續(xù)沿內(nèi)循環(huán)構(gòu)件與臭氧反應塔內(nèi)壁間的空間向下流動，再折流進入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件；另一路經(jīng)外循環(huán)出水口進入中間水箱，再經(jīng)外循環(huán)氣液混合泵進入紫外高級氧化反應器進行處理，之后再次進入內(nèi)循環(huán)構(gòu)件。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置和方法具有以下優(yōu)勢：（1）本發(fā)明實現(xiàn)了高鹽廢水難降解有機物的梯級降解，同時高鹽廢水會進行數(shù)次內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)，因此增加了高鹽廢水與催化劑以及紫外輻照的接觸次數(shù)，可以產(chǎn)生更多的羥基自由基，增加了難降解有機物與羥基自由基的接觸幾率，因此可以更有效的對難降解有機物進行深度去除；（2）本發(fā)明提供的高鹽廢水難降解有機物深度去除裝置外設多組紫外高級氧化反應器，一方面可以通過在臭氧反應塔內(nèi)的循環(huán)構(gòu)件和催化劑床層的兩段預處理，降低原水的色度、濁度等不利因素的影響，另一方面可以獨立操作和維護紫外高級氧化反應器，增加了便捷性，可以單獨隔離維修而不影響裝置的連續(xù)運行；（3）本發(fā)明通過內(nèi)外雙循環(huán)的設計，充分發(fā)揮微氣泡臭氧存在時間長，傳質(zhì)效率高的優(yōu)勢，增加了臭氧與催化劑和紫外輻照的接觸次數(shù)和時間，實現(xiàn)了兩種工藝的高效耦合，提高了羥基自由基的產(chǎn)生量和利用效率，提高了對高鹽廢水難降解有機物的處理效果，有利于縮短水力停留時間，減少設備占地和催化劑用量，同時具有操作簡單，維護方便等優(yōu)點。
（發(fā)明人：付春明;李亮;張成凱;李亞寧;郝亞超;師曉光;郝潤秋;鄭貝貝）
