申请日2016.08.29
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号C02F9/14; C02F1/78
摘要
本实用新型涉及一种基于臭氧催化反应的废水处理装置及成套系统，一种基于臭氧催化反应的废水处理装置，包括反应器本体，反应器本体由内筒和外筒构成，内筒与外筒之间的腔体内设有废水雾化装置，所述的废水雾化装置包括一个以上的雾化器，废水雾化装置上方的外筒壁上设有废水进口。一种废水处理成套系统，其包括调节池、废水处理装置、臭氧发生器、生化池和沉淀池。本实用新型的废水处理装置具有以下优点：(1)明显提高臭氧的反应速率和利用效率，节省反应时间和成本;(2)能够彻底矿化废水中有机物，降低废水中CODcr的同时不造成二次污染;(3)能够降低废水中的总磷含量。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于臭氧催化反应的废水处理装置，包括反应器本体，其特征在于：反应器本体由内筒和外筒构成，内筒与外筒之间的腔体内设有废水雾化装置，所述的废水雾化装置包括一个以上的雾化器，废水雾化装置上方的外筒壁上设有废水进口;
所述的内筒壁上设有若干个微孔，内筒底部设有臭氧进口，臭氧进口上方设有臭氧催化装置，所述的臭氧催化装置包括布置在内筒腔体内的塔板，塔板上设有若干气孔，塔板上放置有臭氧氧化催化剂，内筒顶部设有雾化废水出口。
2.根据权利要求1所述的基于臭氧催化反应的废水处理装置，其特征在于：所述的雾化废水出口处设有引风机。
3.根据权利要求1所述的基于臭氧催化反应的废水处理装置，其特征在于：所述的废水雾化装置包括在高度方向上设置的若干个雾化器。
4.根据权利要求3所述的基于臭氧催化反应的废水处理装置，其特征在于：所有雾化器的高度均高于臭氧催化装置的高度。
5.一种废水处理成套系统，其特征在于：其包括调节池、废水处理装置、臭氧发生器、生化池和沉淀池;所述的废水处理装置包括反应器本体，反应器本体由内筒和外筒构成，内筒与外筒之间的腔体内设有废水雾化装置，所述的废水雾化装置包括在高度方向上设置的若干个雾化器，所有雾化器的高度均高于臭氧催化装置的高度，废水雾化装置上方的外筒壁上设有废水进口;
所述的内筒壁上设有若干个微孔，内筒底部设有臭氧进口，臭氧进口上方设有臭氧催化装置，所述的臭氧催化装置包括布置在内筒腔体内的塔板，塔板上设有若干气孔，塔板上放置有臭氧氧化催化剂，内筒顶部设有雾化废水出口。所述的雾化废水出口处设有引风机;
调节池经提升泵连通废水进口，臭氧发生器连通臭氧进口，生化池的进口与雾化废水出口连通，生化池的出口连通沉淀池。
说明书
基于臭氧催化反应的废水处理装置及成套系统
技术领域
本实用新型涉及水处理领域，特别涉及一种基于臭氧催化反应的废水处理装置及成套系统。
背景技术
我国水资源短缺，而随着工业的快速发展，废水的种类和数量迅速增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，水环境面临异常严峻的形势，威胁人类的建康和安全。在此情况下，国家近年来陆续出台了一系列政策措施，如《水污染防治行动计划》，大力开展水环境整治。水环境治理和保护的关键在于工业领域的废水治理，而工业废水治理的关键在于：1)源头控制，从优化工业过程、提高生产技术水平着手节水、减排;2)不断研究和发展废水净化循环利用或达标排放技术。
化学需氧量(CODcr)是我国废水排放总量控制的主要指标之一，而传统的物化、生化、氧化等工艺对工业废水中难降解有机物的去除率都不高，通常仅有20%-30%的去除率，因此提高工业废水中难降解有机物的去除率，成为亟待解决的难题。
臭氧由于其强氧化性，且反应产物为氧气，扩散进入空气中，不会造成二次污染，是一种绿色环保的氧化剂。臭氧在污水处理领域，尤其是针对废水中高稳定性、难降解有机污染物的处理，得到了广泛应用。
臭氧与污染物反应的方式有直接和间接两种方式。直接反应是臭氧直接氧化污染物，其作用机理主要是基于臭氧的强氧化性，属于选择性反应，且反应缓慢，速率常数很低;间接反应是臭氧在处理过程中产生大量的、活性和氧化性能均更强的羟基自由基(·OH)，从而具备更高的污染物降解去除能力和更快的反应速率，属于非选择性反应。从在水中臭氧与有机物反应的这两种方式特点来看，臭氧的间接反应具有更重要的意义，特别是在针对难氧化降解的废水处理时，有望成为一种高效去除CODcr的技术。
尽管臭氧氧化技术发展多年，但其在实际的工业废水处理系统中应用较少或效果不佳，归纳其主要问题及原因如下：
(1)目前，常见的制备臭氧技术都是以空气或纯氧为原料，采用电晕放电方法，该过程能耗高、产率较低、臭氧品质波动较大，从而导致臭氧氧化技术的成本居高不下。
(2)臭氧在水中溶解度较低，传统接触设备或方式(曝气)的传质效果不理想，造成气液接触的吸收效率低，限制了参与反应的臭氧浓度，进而限制了污染物处理效果，偏低的臭氧利用率加剧了臭氧氧化技术的成本劣势。
实用新型内容
针对上述现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种提高臭氧利用效率，降低难降解工业废水中CODcr的基于臭氧催化反应的废水处理装置及成套系统。
一种基于臭氧催化反应的废水处理装置，包括反应器本体，反应器本体由内筒和外筒构成，内筒与外筒之间的腔体内设有废水雾化装置，所述的废水雾化装置包括一个以上的雾化器，废水雾化装置上方的外筒壁上设有废水进口;
所述的内筒壁上设有若干个微孔，内筒底部设有臭氧进口，臭氧进口上方设有臭氧催化装置，所述的臭氧催化装置包括布置在内筒腔体内的塔板，塔板上设有若干气孔，塔板上放置有臭氧氧化催化剂，内筒顶部设有雾化废水出口。
优选地，所述的雾化废水出口处设有引风机。引风机可以使内筒的腔体形成负压，使雾化废水由内筒壁的微孔进入反应区。
优选地，所述的废水雾化装置包括在高度方向上设置的若干个雾化器。
优选地，所有雾化器的高度均高于臭氧催化装置的高度。这样是为了使雾化废水与催化过的臭氧进行反应。
一种废水处理成套系统，其包括调节池、废水处理装置、臭氧发生器、生化池和沉淀池;所述的废水处理装置包括反应器本体，反应器本体由内筒和外筒构成，内筒与外筒之间的腔体内设有废水雾化装置，所述的废水雾化装置包括在高度方向上设置的若干个雾化器，所有雾化器的高度均高于臭氧催化装置的高度，废水雾化装置上方的外筒壁上设有废水进口;
所述的内筒壁上设有若干个微孔，内筒底部设有臭氧进口，臭氧进口上方设有臭氧催化装置，所述的臭氧催化装置包括布置在内筒腔体内的塔板，塔板上设有若干气孔，塔板上放置有臭氧氧化催化剂，内筒顶部设有雾化废水出口。所述的雾化废水出口处设有引风机;
调节池经提升泵连通废水进口，臭氧发生器连通臭氧进口，生化池的进口与雾化废水出口连通，生化池的出口连通沉淀池。
本实用新型的废水处理装置原理是利用超声或高压的方式将废水雾化，液滴大小可达微米级，从而增加雾化废水与臭氧的接触面积，提高臭氧的有效利用率。臭氧在氧化催化剂的作用下生成氧化性和活性都更强的羟基自由基，从而提高臭氧的氧化效率，改善处理效果。
本实用新型的废水处理装置可应用于高浓度CODcr废水的预处理，利用臭氧及臭氧生成的羟基自由基的强氧化性将废水中有机物部分或完全氧化，提高废水的可生化性，然后与生化池或生物滤池联合进行处理。充分利用臭氧分解产生氧气的条件，可节省曝气充氧装置的投资建设费用，达到满足国家排放标准的要求。
本实用新型的废水处理装置也可应用于低浓度CODcr废水(即CODcr<200mg/L)的深度处理，针对废水中难生物降解或降解不完全的有机物，利用臭氧及臭氧生成的羟基自由基的强氧化性将其完全氧化，降低废水中CODcr含量，后续无需再进行其他处理，即可使处理后废水满足国家排放标准的要求。
本实用新型的废水处理装置具有以下优点：(1)明显提高臭氧的反应速率和利用效率，节省反应时间和成本;(2)能够彻底矿化废水中有机物，降低废水中CODcr的同时不造成二次污染;(3)能够降低废水中的总磷含量。