申请日2016.05.23
公开(公告)日2016.09.14
IPC分类号C02F1/78
摘要
本发明提出了一种催化臭氧氧化的水处理方法及装置，通过向待处理废水中加入催化剂，然后废水进入臭氧反应塔，通过布水装置均匀喷淋，废水依次通过塔内各级塔板，最终到达塔底出水口进行出流。臭氧从塔底布气管进入反应塔，通过各级塔板的开孔或者钟罩与废水和催化剂进行接触、反应，待反应结束尾气从塔顶排除，排气管末端所设的尾气吸收装置对残余臭氧进行处理，处理后气体排入空气，处理过程即完成。本发明大大提高了臭氧净化有机废水和污水的反应速率，提高了臭氧的利用率。
摘要附图
权利要求书
1.一种催化臭氧氧化的水处理方法，包括以下步骤：先向待处理废水中加入催化剂，然后使含有催化剂的废水和臭氧在反应塔内接触并反应，最后得到净水，其特征在于，所述的催化剂为硫代硫酸盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、焦亚硫酸盐、焦亚硫酸、亚硫酸、二氧化硫中的任意一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的催化臭氧氧化的水处理方法，其特征在于，所述的催化剂为硫代硫酸铵、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铍、硫代硫酸镁、硫代硫酸钙、硫代硫酸锶、硫代硫酸钡、亚硫酸氨、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铷、亚硫酸铯、亚硫酸铍、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸锶、亚硫酸钡、亚硫酸氢氨、亚硫酸氢锂、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铷、亚硫酸氢铯、亚硫酸氢铍、亚硫酸氢镁、亚硫酸氢钙、亚硫酸氢锶、亚硫酸氢钡、焦亚硫酸氨、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸铷、焦亚硫酸铯、焦亚硫酸铍、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸锶、焦亚硫酸钡、焦亚硫酸、亚硫酸、二氧化硫中的任意一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的催化臭氧氧化的水处理方法，其特征在于，含有催化剂的废水均匀分布在反应塔的塔板上。
4. 根据权利要求1所述的催化臭氧氧化的水处理方法，其特征在于，所述的催化剂的浓度为10 mg/L ~2 g/L，所述的臭氧的浓度为50 mg/L ~5 g/L;所述的待处理废水中有机污染物的浓度为0.1 mg/L ~10 g/L。
5. 根据权利要求1或3所述的催化臭氧氧化的水处理方法，其特征在于，反应时间为0.01 min~5 min。
6.根据权利要求1所述的催化臭氧氧化的水处理方法，其特征在于，反应体系pH值范围为1~12。
7.根据权利要求6所述的催化臭氧氧化的水处理方法，其特征在于，所述的pH值为2~6。
8.根据权利要求1所述的催化臭氧氧化的水处理方法，其特征在于，所述的待处理废水为印染废水、煤化工废水、石化废水、制药废水、油漆废水、啤酒废水、酒精废水或生活污水。
9.一种适用于权利要求1所述的催化臭氧氧化的水处理方法的装置，其特征在于，包括溶液池(1)，投药箱(2)，漏斗(3)，进水阀(4)，水射器(5)，塔板(6)，反应塔(7)，堰(8)，降液管(9)，进气阀(10)，出水阀(11)，燃烧炉(12)，反应塔(7)的竖直方向上设有至少两层塔板(6)，塔板(6)的一端连接在反应塔(7)的内壁，另一端上方设有堰(8)、下方设有降液管(9);溶液池(1)、投药箱(2)、漏斗(3)和水射器(5)依次连接，进水阀(4)和水射器(5)连接，水射器(5)和塔板(6)上方的布水装置相连;进气阀(10)设在反应塔(7)下方，反应塔(7)顶部和底部分别连接有燃烧炉(12)和出水阀(11)。
10.根据权利要求8所述的催化臭氧氧化的水处理装置，其特征在于，所述塔板(6)为开孔式或者钟罩式。
说明书
一种催化臭氧氧化的水处理方法及装置
技术领域
本发明涉及臭氧接触反应处理污水和废水的技术领域，具体地涉及一种催化臭氧氧化的水处理方法及装置。
技术背景
近年来，随着工业的发展，在水处理及水污染的治理方面出现了新的问题。在许多情况下，工业废水必需经过预氧化或者三级深度处理才能满足水污染治理和废水回用的要求。臭氧作为有效的废水预氧化和深度处理手段之一，具有氧化能力强，反应速度快，使用方便，不产生二次污染等一系列优点而受到人们的重视。
臭氧是强氧化剂，它能氧化多种有机物和无机物，清除对臭氧的高度氧化活性很敏感的毒物，如酚类、苯环类、氰化物、硫化物、亚硝酸盐、铁、锰、有机氮化合物等。由于对各种有机物的作用范围较广，可以去除其他方法不易去除的COD和TOC。它有很强的氧化漂白作用，可以明显降低水的色度，处理后的水不产生臭和味，不增加可溶性固体，不产生二次污染。但臭氧处理时水溶液中存在传质阻力，且臭氧在水溶液中不很稳定。
催化臭氧化技术是近年发展起来的一种新型的在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化或降解的有机物氧化的方法，目前常见的催化臭氧氧化技术如下：O3/H2O2、UV/O3、UV/H2O2/O3等。催化臭氧化技术是利用反应过程中产生大量的羟基自由基来氧化分解水中的有机物，从而达到水质净化的目的。催化臭氧氧化既提高了臭氧去除污染物的效率，也提高了臭氧的利用率。因此寻找并开发催化臭氧氧化的新型催化剂及其配套的高效反应装置是催化臭氧氧化领域重要的课题。
发明内容
本发明提供了一种催化臭氧氧化的水处理方法及装置，可以提高臭氧净化有机废水的反应速率，提高臭氧氧化效能，从而提高臭氧的利用率。
本发明采用以下技术方案：
一种催化臭氧氧化的水处理方法，包括以下步骤：先向待处理废水中加入催化剂，然后使含有催化剂的废水和臭氧在反应塔内接触并反应，最后得到净水，所述的催化剂为硫代硫酸铵、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铍、硫代硫酸镁、硫代硫酸钙、硫代硫酸锶、硫代硫酸钡、亚硫酸氨、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铷、亚硫酸铯、亚硫酸铍、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸锶、亚硫酸钡、亚硫酸氢氨、亚硫酸氢锂、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铷、亚硫酸氢铯、亚硫酸氢铍、亚硫酸氢镁、亚硫酸氢钙、亚硫酸氢锶、亚硫酸氢钡、焦亚硫酸氨、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸铷、焦亚硫酸铯、焦亚硫酸铍、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸锶、焦亚硫酸钡、焦亚硫酸、亚硫酸、二氧化硫中的任意一种或几种的混合物。
作为优选，含有催化剂的废水均匀分布在反应塔的塔板上。
作为优选，所述的催化剂的浓度为10 mg/L ~2 g/L，所述的臭氧的浓度为50 mg/L~5 g/L;所述的待处理废水中有机污染物的浓度为0.1 mg/L ~10 g/L。
作为优选，反应时间为0.01 min~5 min。所述的反应时间可以使催化剂分散于反应体系中，并使臭氧与废水充分接触。
优选地，整个反应体系适用的pH值范围为1~12，其中pH值为 2~6效果最好。
优选地，所述的待处理废水为难降解有机废水，特别是印染废水、煤化工废水、石化废水、制药废水、油漆废水、啤酒废水、酒精废水、生活污水中的任意一种。
一种催化臭氧氧化的水处理方法的装置，包括溶液池，投药箱，漏斗，进水阀，水射器，塔板，反应塔，堰，降液管，进气阀，出水阀，燃烧炉，反应塔内设有多层塔板，塔板的一侧连接在反应塔的内壁，另一侧上方设有堰、下方设有降液管;溶液池、投药箱、漏斗和水射器依次连接，进水阀和水射器连接，水射器和塔板上方的布水装置相连;进气阀设在反应塔下方，反应塔顶部和底部分别连接有燃烧炉和出水阀。
作为优选，所述塔板为开孔式或者钟罩式。
作为优选，塔板设有至少三层。
作为优选，所述降流管出口淹没在下一级塔板的液层中，形成水层。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中的催化剂投加可以大大提高臭氧反应的速率，使处理过程更快更高效;
(2)本发明解决了单独臭氧接触氧化处理污废水效率不高的问题，提高了处理效能;
(3)本发明适用于多种有机废水处理，因此具有广泛的应用前景。