公布日：2022.06.17
申請日：2022.01.26
分類號：C02F1/78(2006.01)I;B01J8/02(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種臭氧催化氧化污水處理裝置，包括催化氧化反應(yīng)單元，以及與催化氧化反應(yīng)單元前部連接的臭氧發(fā)生單元，催化氧化反應(yīng)單元有反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)有固體催化劑承托件，臭氧發(fā)生單元能向催化氧化反應(yīng)單元中的反應(yīng)器內(nèi)調(diào)節(jié)輸送臭氧，并能使臭氧發(fā)生器向反應(yīng)器內(nèi)投加臭氧的質(zhì)量濃度是進(jìn)水污水中COD質(zhì)量濃度的1～4倍，催化氧化反應(yīng)單元的后部連接設(shè)置有尾氣破壞單元，尾氣破壞單元能使從催化氧化反應(yīng)單元后部出來的臭氧被還原為氧氣。本發(fā)明解決了普通臭氧催化氧化處理裝置中固體催化劑易壓實或磨蝕，使用壽命短，臭氧利用率低的問題，確保能將尾氣中臭氧還原，避免臭氧流入空氣。
權(quán)利要求書
1.一種臭氧催化氧化污水處理裝置，包括催化氧化反應(yīng)單元，以及與催化氧化反應(yīng)單元前部連接的臭氧發(fā)生單元，催化氧化反應(yīng)單元有反應(yīng)器，臭氧發(fā)生單元能向催化氧化反應(yīng)單元中的反應(yīng)器內(nèi)調(diào)節(jié)輸送臭氧，催化氧化反應(yīng)單元的后部連接設(shè)置有尾氣破壞單元，污水由催化氧化反應(yīng)單元的水泵提升至反應(yīng)器內(nèi)，在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)催化氧化后由反應(yīng)器上部排水口排出，其特征在于，還包括：所述反應(yīng)器內(nèi)部有填料區(qū)，填料區(qū)內(nèi)設(shè)置有承托件，承托件為多孔空心結(jié)構(gòu)體，單個承托件上孔的總面積為單個承托件總表面積的20％-60％，承托件內(nèi)設(shè)置有固體催化劑，承托件上孔的孔徑不大于固體催化劑的粒徑，單個承托體的體積為單個固體催化劑的5-50倍；所述反應(yīng)器內(nèi)污水停留的時間不大于30min；所述反應(yīng)器外側(cè)連接有循環(huán)管路，能通過循環(huán)管路上的循環(huán)泵調(diào)節(jié)循環(huán)流量為進(jìn)水流量的0.1-20倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器上頂部側(cè)壁設(shè)置有排水口，排水口與尾水排放管路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述臭氧發(fā)生單元有臭氧發(fā)生器，可設(shè)置有臭氧濃度檢測儀；所述臭氧發(fā)生器能調(diào)節(jié)向反應(yīng)器內(nèi)投加臭氧的質(zhì)量濃度是進(jìn)水污水中COD質(zhì)量濃度的1-4倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述催化氧化反應(yīng)單元包括調(diào)節(jié)池、水泵、反應(yīng)器、布水布?xì)庋b置，所述水泵一端與調(diào)節(jié)池連接，另一端與反應(yīng)器底部內(nèi)側(cè)布水布?xì)庋b置連接；所述布水布?xì)庋b置通過管道還與臭氧發(fā)生單元中的臭氧發(fā)生器出口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述布水布?xì)庋b置能包括有布?xì)庋b置和布水裝置，布?xì)庋b置和布水裝置相互連接為一體，布?xì)庋b置能夠為曝氣盤、管式曝氣器、射流曝氣器、氣液混合裝置中的一種或一種以上組合，布水裝置能夠為穿孔管、噴頭、濾頭、旋轉(zhuǎn)布水頭中的一種或一種以上組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器還包括循環(huán)管路，循環(huán)管路能夠有格柵、循環(huán)出液口﹑循環(huán)泵﹑循環(huán)進(jìn)液口通過管道連接后形成，循環(huán)泵通過管道與循環(huán)出液口和循環(huán)進(jìn)液口連接，循環(huán)進(jìn)液口內(nèi)側(cè)設(shè)置有格柵；所述反應(yīng)器還包括承托件，所述承托件能夠由耐氧化腐蝕的材料制成，耐氧化腐蝕材料能夠為玻璃材料或高分子聚合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述循環(huán)泵能夠為旋渦泵、離心泵、立式泵、軸流泵中的一種或一種以上組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器的內(nèi)部在設(shè)置有固體催化劑承托件的區(qū)域范圍內(nèi)，還能夠設(shè)置有耦合劑，耦合劑能夠為雙氧水、過渡金屬離子、過硫酸氫鹽(PMS)、過硫酸鹽(PS)中的一種或一種以上組合；所述雙氧水投加量為0-0.5％，所述過渡金屬離子投加量為0-0.2％，所述過硫酸氫鹽(PMS)投加量為0-0.2％，所述過硫酸鹽(PS)投加量為0-0.2％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種臭氧催化氧化污水處理裝置，其特征在于，所述尾氣破壞單元有除霧器和尾氣破壞裝置，除霧器前端與催化氧化反應(yīng)單元中反應(yīng)器的后部連接，除霧器的后端與尾氣破壞裝置連接，尾氣破壞裝置的后端還能設(shè)置有風(fēng)機。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決臭氧催化氧化在使用時，臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化床中固體催化劑存在易壓實或磨蝕，使用壽命短，使得固體催化劑上的有效成分易流失或沒有被完全利用，造成臭氧利用率低，污染物去除率低的問題，而提出的一種臭氧催化氧化污水處理裝置。本發(fā)明解決了臭氧催化氧化中固體催化劑易壓實或磨蝕，使用壽命短，臭氧利用率低的問題，確保尾氣破壞單元能全部將尾氣中的臭氧還原，避免臭氧流入空氣，防止在尾氣破壞單元中尾氣破壞裝置的后端形成氣體回流，適合在難降解有機污水處理中，作為臭氧催化氧化污水處理裝置推廣使用。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
一種臭氧催化氧化污水處理裝置，包括催化氧化反應(yīng)單元，以及與催化氧化反應(yīng)單元前部連接的臭氧發(fā)生單元，催化氧化反應(yīng)單元有反應(yīng)器，臭氧發(fā)生單元能向催化氧化反應(yīng)單元中的反應(yīng)器內(nèi)調(diào)節(jié)輸送臭氧，催化氧化反應(yīng)單元的后部連接設(shè)置有尾氣破壞單元，還包括：
所述反應(yīng)器內(nèi)部有填料區(qū)，填料區(qū)內(nèi)設(shè)置有承托件，承托件為多孔空心結(jié)構(gòu)體，單個承托件上孔的總面積為單個承托件總表面積的20％-60％，承托件內(nèi)設(shè)置有固體催化劑，承托件上孔的孔徑不大于固體催化劑的粒徑，單個承托體的體積為單個固體催化劑的5-50倍，相鄰的承托件之間有空隙，承托件能避免固體催化劑在反應(yīng)器內(nèi)被壓實或磨蝕，使固體催化劑的使用壽命長；
所述承托件能夠由耐氧化腐蝕的材料制成，耐氧化腐蝕材料能夠為玻璃材料或高分子聚合材料。
所述反應(yīng)器內(nèi)污水停留的時間不大于30min；
所述反應(yīng)器外側(cè)連接有循環(huán)管路，能通過循環(huán)管路上的循環(huán)泵調(diào)節(jié)循環(huán)流量為進(jìn)水流量的0.1-20倍。
為了使水體有進(jìn)有出，利于尾水外排和水體循環(huán)流動的形成，進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器上頂部側(cè)壁設(shè)置有排水口，排水口與尾水排放管道連接。
所述臭氧發(fā)生單元有臭氧發(fā)生器，可設(shè)置有臭氧濃度檢測儀；
所述臭氧發(fā)生器能調(diào)節(jié)向反應(yīng)器內(nèi)投加臭氧的質(zhì)量濃度是進(jìn)水污水中COD質(zhì)量濃度的1-4倍。
為了使臭氧與污水混合充分后再進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)一步地，所述催化氧化反應(yīng)單元包括調(diào)節(jié)池、水泵、反應(yīng)器、布水布?xì)庋b置，所述水泵一端與調(diào)節(jié)池連接，另一端與反應(yīng)器底部內(nèi)側(cè)布水布?xì)庋b置連接；
所述布水布?xì)庋b置設(shè)置在反應(yīng)器的底部內(nèi)側(cè)，布水布?xì)庋b置通過管道分別與催化氧化反應(yīng)單元中的水泵﹑臭氧發(fā)生單元中的臭氧發(fā)生器連接，布水布?xì)庋b置能使臭氧與污水混合充分后進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)。
為了使布水布?xì)庋b置整體布水布?xì)庑Ч茫M(jìn)一步地，所述布水布?xì)庋b置能包括有布?xì)庋b置和布水裝置，布?xì)庋b置和布水裝置相互連接為一體，布?xì)庋b置能夠為曝氣盤、管式曝氣器、射流曝氣器、氣液混合裝置中的一種或一種以上組合，布水裝置能夠為穿孔管、噴頭、濾頭、旋轉(zhuǎn)布水頭中的一種或一種以上組合。
為了解決普通臭氧催化氧化處理裝置中臭氧利用率低，提高臭氧利用率，進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器還包括循環(huán)管路，循環(huán)管路能夠有格柵、循環(huán)出液口﹑循環(huán)泵﹑循環(huán)進(jìn)液口通過管道連接后形成，循環(huán)泵通過管道與循環(huán)出液口和循環(huán)進(jìn)液口連接，循環(huán)進(jìn)液口內(nèi)側(cè)設(shè)置有格柵，循環(huán)管路能有效提高臭氧利用率，解決了普通臭氧催化氧化處理裝置中臭氧利用率低的問題；
所述循環(huán)管路能使臭氧和污水在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)混液，通過循環(huán)混液的流動能不斷帶走承托件內(nèi)固體催化劑表面產(chǎn)生的自由基，使固體催化劑的表面更容易連續(xù)不斷地生成羥基自由基，能更進(jìn)一步地提高污水的催化氧化處理效果；
為了能避免循環(huán)管路中循環(huán)泵因循環(huán)進(jìn)液口被堵塞而空轉(zhuǎn)，使循環(huán)管路中整體循環(huán)混液效果好，更進(jìn)一步地，所述循環(huán)管路中的循環(huán)進(jìn)液口內(nèi)設(shè)置有格柵，格柵能防止帶固體催化劑的承托件堵住循環(huán)進(jìn)液口，避免循環(huán)泵因循環(huán)進(jìn)液口被堵塞而空轉(zhuǎn)；
所述循環(huán)泵能夠為旋渦泵、離心泵、立式泵、軸流泵中的一種或一種以上組合；
為了使反應(yīng)器中污水的催化氧化處理效果更好，進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器的內(nèi)部在設(shè)置有固體催化劑承托件的區(qū)域范圍內(nèi)，還能夠設(shè)置有耦合劑，耦合劑能使反應(yīng)器中污水的催化氧化處理效果更好；
所述耦合劑能夠為雙氧水、過渡金屬離子、過硫酸氫鹽(PMS)、過硫酸鹽(PS)中的一種或一種以上組合；所述雙氧水投加量為0-0.5％，所述過渡金屬離子投加量為0-0.2％，所述過硫酸氫鹽(PMS)投加量為0-0.2％，所述過硫酸鹽(PS)投加量為0-0.2％。
為了避免含有水汽的臭氧氧化腐蝕尾氣破壞單元中的尾氣破壞裝置，避免在尾氣破壞裝置后端形成氣體回流現(xiàn)象，進(jìn)一步地，所述尾氣破壞單元有除霧器和尾氣破壞裝置，除霧器前端與催化氧化反應(yīng)單元中反應(yīng)器的后部連接，除霧器的后端與尾氣破壞裝置連接，除霧器能去除從催化氧化反應(yīng)單元中反應(yīng)器后部流出的臭氧中所含有水汽，避免含有水汽的臭氧氧化腐蝕尾氣破壞裝置，尾氣破壞裝置能使臭氧被還原為氧氣，防止臭氧進(jìn)入尾氣破壞裝置外部的空氣；
所述尾氣破壞裝置的后端還能設(shè)置有風(fēng)機，風(fēng)機能使從尾氣破壞裝置后端排出的氣體外排更順暢，避免尾氣破壞裝置內(nèi)外形成負(fù)壓，在尾氣破壞裝置后端形成氣體回流。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種臭氧催化氧化污水處理裝置，具備以下有益效果：
1、該臭氧催化氧化污水處理裝置，通過在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置承托件，并將固體催化劑設(shè)置在承托件內(nèi)部，承托件能避免固體催化劑在反應(yīng)器內(nèi)被壓實或磨蝕，使固體催化劑的使用壽命長，解決了普通臭氧催化裝置中的氧化臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化床中固體催化劑存在易壓實或磨蝕，使用壽命短的問題；
2、該臭氧催化氧化污水處理裝置，通過在反應(yīng)器外側(cè)設(shè)置循環(huán)管路，循環(huán)管路能使臭氧和污水在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)混液，通過循環(huán)混液的流動不斷帶走承托件內(nèi)固體催化劑表面不斷產(chǎn)生的自由基，使固體催化劑的表面更容易連續(xù)不斷地生成羥基自由基，使污水的催化氧化處理效果好；
3、該臭氧催化氧化污水處理裝置，通過在催化氧化反應(yīng)單元中反應(yīng)器后部連接設(shè)置除霧器和尾氣破壞裝置，利用除霧器將含有水汽臭氧中的水汽去除掉，避免含有水汽的臭氧氧化腐蝕尾氣破壞裝置，尾氣破壞裝置能使臭氧被還原為氧氣，防止臭氧進(jìn)入尾氣破壞裝置外部的空氣，并在尾氣破壞裝置后端設(shè)置風(fēng)機，利用風(fēng)機能使從尾氣破壞裝置后端排出的氣體外排更順暢，避免尾氣破壞裝置內(nèi)外形成負(fù)壓，在尾氣破壞裝置后端形成氣體回流，利用尾氣破壞裝置能實現(xiàn)對從反應(yīng)器后部流出臭氧的收集和分解破壞無二次污染，同時避免了臭氧污染空氣。
（發(fā)明人：鄧幫武;李廣宏;鄧捷;陳秀娟;李東;劉金龍;黃青飛;張江靈;潘軍;周凱）
