申请日2015.04.13
公开(公告)日2015.08.05
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明公开了一种废水臭氧光催化深度处理工艺及处理设备，涉及有机废水处理技术领域。该处理工艺首先通过混合器将经过前置过滤后的废水与臭氧/氧气气体混合物混合，然后进入光催化反应器，之后进入浸没式超滤膜过滤器实现光催化剂和达标废水的分离，分离出的光催化剂与新的废水混合，进行新一轮处理。本发明解决了以往的废水臭氧光催化深度处理工艺及处理设备的膜表面污染严重，催化剂利用率低的问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种废水臭氧光催化深度处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、废水经过前置过滤器(1)过滤;
B、过滤后的废水与浸没式超滤膜过滤器(2)中的催化剂悬浮液混合;
C、混合后的废水通过混合器(3)，并向所述混合器(3)中加入臭氧/氧 气气体混合物;
D、离开混合器(3)的废水进入光催化反应器(4)中;
E、离开光催化反应器(4)的废水进入浸没式超滤膜过滤器(2)中，透过 浸没式超滤膜组件(5)的水为达标废水，将未透过浸没式超滤膜组件(5)的 含有催化剂的浓水排出并与经上述步骤A处理后的废水混合后，返回到上述步 骤B。
2.如权利要求1所述的一种废水臭氧光催化深度处理工艺，其特征在 于，所述步骤E的离开光催化反应器(4)的废水在浸没式超滤膜过滤器(2) 中停留时间为1-2h。
3.如权利要求1所述的一种废水臭氧光催化深度处理工艺，其特征在 于，所述步骤E中浸没式超滤膜过滤器(2)的液位高于所述浸没式超滤膜组件 (5)0.5-2m。
4.如权利要求1所述的一种废水臭氧光催化深度处理工艺，其特征在 于，所述废水的流速为2-5m/s。
5.一种废水臭氧光催化深度处理设备，其特征在于，该设备按照废水的 流向依次包括：
前置过滤器(1)，用于过滤废水中的杂质;
混合器(3)，用于将含催化剂的废水与臭氧/氧气气体混合物混合;
光催化反应器(4)，用于对离开混合器的废水进行光催化反应;
浸没式超滤膜过滤器(2)，其内设有至少一个浸没式超滤膜组件(5)， 且其至少具有进水口(6)、达标废水出口(7)、浓水出口(8);
在所述前置过滤器(1)与混合器(3)之间设有第一液体输送泵(9)，所 述第一液体输送泵(9)的进液端与所述浸没式超滤膜过滤器(2)的浓水出口 (8)和前置过滤器(1)的出口相连，所述第一液体输送泵(9)的出液端与所 述混合器(3)的入口相连，用于实现催化剂的循环使用。
6.如权利要求5所述的一种废水臭氧光催化深度处理设备，其特征在 于，还包括第二液体输送泵(10)，所述第二液体输送泵(10)与所述浸没式 超滤膜过滤器(2)的达标废水出口(7)相连。
7.如权利要求5所述的一种废水臭氧光催化深度处理设备，其特征在 于，所述浸没式超滤膜过滤器(2)还包括微孔曝气管(11)，用于对浸没式超 滤膜组件(5)分离出的光催化剂进行分散。
8.如权利要求5所述的一种废水臭氧光催化深度处理设备，其特征在 于，所述浸没式超滤膜组件(5)为中空纤维膜，其过滤精度为10-20nm，其材 质为聚偏氟乙烯。
9.如权利要求5所述的一种废水臭氧光催化深度处理设备，其特征在 于，所述浸没式超滤膜过滤器(2)为密闭容器，其顶部设有臭氧尾气破坏器 (12)。
10.如权利要求5所述的一种废水臭氧光催化深度处理设备，其特征在 于，所述光催化反应器(4)中具有光催化剂。
说明书
一种废水臭氧光催化深度处理工艺及处理设备
技术领域
本发明涉及有机废水处理技术领域，尤其涉及一种废水臭氧光催化深度处 理工艺及处理设备。
背景技术
随着工业的发展，难降解的有机废水日益增多，这些有机废水若不经过处 理，会对环境造成巨大的危害。
目前，深度氧化技术通过反应产生极具氧化性的羟基自由基(·OH)，将 废水中的有机物分解转化为二氧化碳和水等无害物质。该技术具有反应时间 短、反应过程易于控制等特点。
由于通常采用单一的氧化处理工艺往往还不能取得理想的效果，因此在研 究和应用中，常常将多种氧化工艺联合起来，以产生更多的羟基自由基 (·OH)，以提高系统对难降解的有机废水的氧化降解能力。
国内外围绕臭氧催化氧化技术进行了大量的研究，但由于臭氧不能进一步 降解高稳定性有机物，因而人们将臭氧与其他工艺相结合弥补臭氧氧化的不 足。研究表明，光催化技术对有机物具有广泛的适用性，可取得良好的处理效 果。采用光催化可降解绝大多数的有机污染物和无机污染物，处理效率高，能 耗少，易操作，对于一些难以生物处理的废水，采用光催化技术进行前处理 后，其可生化性得到提高。
近年来，光催化与臭氧氧化耦合应用成为一种更有效的处理技术。臭氧氧 化和光催化耦合应用时，一方面不仅使得反应体系迅速生成氧化性更强的羟基 自由基(·OH)，短时间内即具有更强的协同氧化能力，降低了处理成本;另 一方面不产生二次污染等问题。相同投加剂量条件下，其处理能力较单独光催 化或单独臭氧氧化时显著增强，且可减少副产物的生成。
但现有非均相光催化反应器在实际应用过程中，面临催化剂的分离与回收 问题。由于纳米级催化剂的浓度较高，在反应过程中易团聚，导致催化剂表面 活性位点的流失，进而影响光催化效率。现有光催化工艺主要采用陶瓷膜分离 技术回收催化剂，但由于陶瓷膜投资及操作成本较高，而且对纳米级催化剂的 分离通量较低，膜污染现象严重。
发明内容
本发明的目的在于提出一种废水臭氧光催化深度处理工艺及处理设备，能 有效减轻膜表面污染，有效解决光催化剂的流失和回收问题，工艺简单，处理 效果好，成本低。
为了实现本发明的目的，本发明第一方面提供了一种废水臭氧光催化深度 处理工艺，包括以下步骤：
A、废水经过前置过滤器过滤;
B、过滤后的废水与浸没式超滤膜过滤器中的催化剂悬浮液混合;
C、混合后的废水通过混合器，并向所述混合器中加入臭氧/氧气气体混合 物;
D、离开混合器的废水进入光催化反应器中;
E、离开光催化反应器的废水进入浸没式超滤膜过滤器中，透过浸没式超 滤膜组件的水为达标废水，将未透过浸没式超滤膜组件的含有催化剂的浓水排 出并与经上述步骤A处理后的废水混合后，返回到上述步骤B。
进一步，所述步骤E的离开光催化反应器的废水在浸没式超滤膜过滤器中 停留时间为1-2h。
进一步，所述步骤E中浸没式超滤膜过滤器的液位高于所述浸没式超滤膜 组件0.5-2m。
进一步，所述废水的流速为2-5m/s。
为实现本发明的目的，本发明第二方面提供了一种废水臭氧光催化深度处 理设备，该设备按照废水的流向依次包括以下部件：
前置过滤器，用于过滤废水中的杂质;
混合器，用于将含催化剂的废水与臭氧/氧气气体混合物混合;
光催化反应器，用于对离开混合器的废水进行光催化反应;
浸没式超滤膜过滤器，其内设有至少一个浸没式超滤膜组件，且其至少具 有进水口、达标废水出口、浓水出口;
在所述前置过滤器与混合器之间设有第一液体输送泵，所述第一液体输送 泵的进液端与所述浸没式超滤膜过滤器的浓水出口和前置过滤器的出口相连， 所述第一液体输送泵的出液端与所述混合器的入口相连，用于实现催化剂的循 环使用。
进一步，还包括第二液体输送泵，所述第二液体输送泵与所述浸没式超滤 膜过滤器的达标废水出口相连。
进一步，所述浸没式超滤膜过滤器还包括微孔曝气管，用于对浸没式超滤 膜组件分离出的光催化剂进行分散。
进一步，所述浸没式超滤膜组件为中空纤维膜，其过滤精度为10-20nm， 其材质为聚偏氟乙烯。
进一步，所述浸没式超滤膜过滤器为密闭容器，其顶部设有臭氧尾气破坏 器。
进一步，所述光催化反应器中具有光催化剂。
本发明的有益效果有：
(1)、本发明通过采用浸没式超滤膜过滤器取代以往的陶瓷膜过滤器，有 效减轻了膜表面污染，有效解决光催化剂的流失和回收问题，尤其对于使用高 浓度纳米级催化剂的工艺，能保证在较低能耗的条件下，维持较高的膜通量。
(2)、本发明提出的废水臭氧光催化深度处理工艺通过采用催化剂的循环 使用，更节约资源和成本。
(3)、本发明提出的工艺、设备都简单，成本低。