申请日2014.10.31
公开(公告)日2015.04.08
IPC分类号C02F101/30; C02F1/78
摘要
本实用新型提供一种臭氧催化氧化处理废水的装置，该装置包括臭氧发生器、旋风分离器、反应器、废水槽和碱洗槽，纯氧由氧气瓶出来进入臭氧发生器生成臭氧，形成臭氧与氧气的混合气，然后混合气进入旋风分离器，与底部喷出的雾化废水充分接触。反应后一同进入反应器的底部，此时臭氧溶解到废水中形成臭氧水。反应器中堆放有负载型催化剂，在催化剂的作用下发生催化氧化反应，除去废水中的有机物，处理后的废水从反应器顶部侧面流出，反应后的混合气从反应器顶部排出，经碱洗、干燥与吸附后与从氧气瓶出来的氧气一同进入臭氧发生器，循环使用。本装置反应速度高，处理成本低，对高浓度有机废水有较高的去除率，COD的去除率可以达到90%以上。
权利要求书
1.一种臭氧催化氧化处理废水装置，其特征在于，包括臭氧发生器(1)、 旋风分离器(2)、反应器(3)、废水槽(4)和碱洗槽(5)，所述臭氧发生 器(1)通过流量计(6)及管线与所述旋风分离器(2)的入口连接，所述废 水槽(4)通过管线与所述旋风分离器(2)的下部废水入口(7)连接，所述 旋风分离器(2)的上端设置气体出口(8)，并通过管线与所述反应器(3) 的下端气体入口(9)连接，所述旋风分离器(2)的下端设置废水出口(10)， 并通过管线与所述反应器(3)的下端废水入口(11)连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器(3)的上端设有 气体出口(12)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器(3)的上端侧面 设有废水出口(13)。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器(3)下端设有导 淋阀(14)。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器(3)的上端气体 出口通过管线与所述碱洗槽(5)相连。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述碱洗槽(5)依次与干燥 器(15)、吸附槽(16)及臭氧发生器入口(17)相连。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述臭氧发生器(1)的入口 与一氧气瓶(18)通过管线相连，所述氧气瓶(18)的出口管线上安装有减压 阀(19)。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器(3)中装填催化 剂。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体出口(12)通过循 环气泵(20)与所述碱洗槽(5)连接。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，于所述废水槽(4)与所述 反应器(3)之间设有计量泵(21)。
说明书
一种臭氧催化氧化废水处理装置
技术领域
本实用新型属于高级催化氧化处理有机废水技术领域，具体涉及臭氧催化 氧化处理有机废水装置。
背景技术
目前高级催化氧化处理有机废水技术主要包括：O3/H2O2法，O3/UV法，臭 氧/活性炭法，均相和非均相催化臭氧化法。O3/H2O2是一种有效降解废水中污 染物的高级氧化过程。该过程不产生二次污染可直接将污染物氧化为CO2和 H2O。并且还可将臭氧单独无法氧化的有机物降解。该法可用于净化饮用水和 造纸、印染、焦化等废水的处理。但该法臭氧利用率低、消耗量大，对COD 的去除率不高，只能达到70%。O3/UV是利用臭氧在紫外光的照射下，分解产 生活泼的次生氧化剂来氧化有机物的处理方法。另外，紫外光的照射还可以使 有机物形成大量活化分子，为有机物的氧化具备更有效的条件。所以该法具有 氧化能力强，反应无选择性等优点，对COD的去除率可达85%以上(李静，刘 国荣.臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用[J].污染防治技术，2007，20(6)： 55～57，116.)。但该法需要安置紫外灯和相应的配套设备，所以装置成本高， 不容易实现工业化。臭氧/活性炭是在含有臭氧的废水中悬浮一些活性炭，在 水相中会引发链反应，并加速臭氧转化为羟基自由基，由此导致了类似于O3/ H2O2或O3/UV的高级氧化过程。该法的氧化能力不如O3/H2O2或O3/UV，而且活 性炭不容易再生，活性炭消耗量大。均相催化臭氧化就是向废水中加入一定浓 度的过渡金属离子如：Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+等，随后再向废水中通入臭氧，在 过渡金属离子的催化作用下臭氧发生降解反应生成羟基自由基，从而对废水中 有机物进行氧化，去除污染物。该法COD的去除率可以达到78%以上，但需要 消耗药剂，对金属离子要有后续处理，如果处理不好会造成二次污染(范红娟， 黄肖蓉，隋贤栋.催化臭氧化在水处理中的应用[J].环境保护科学，2009，35 (2)：40～42.)。
非均相催化臭氧化技术是近年来发展起来的一种具有较强竞争力的新型 高级氧化技术，它可以在常温常压下将那些性质稳定的有机物氧化，在难降解 废水的处理中显示出了极大的优越性。该法的催化剂主要有贵金属系列、铜系 列和稀土系列三大类，包括金属和金属氧化物以及负载于载体上的金属和金属 氧化物催化剂(吴耀国，赵大为，焦剑，赵晨辉.臭氧化的负载型非均相催化 剂制备及其作用机理[J].材料导报，2005，19(10)：8～11.)。CN200910243748.3 公开的臭氧催化氧化处理难降解废水的设备和方法。其流程包括进料系统、催 化反应系统、喷淋吸收系统，废水由进水泵出来后与臭氧和双氧水混合从塔底 进入催化反应塔，在催化剂的作用下发生催化氧化反应，反应后的废水一部分 从塔中部回流至进水泵的入口，另一部分从塔上部流出进入喷淋塔底部，由加 压泵抽出送到喷淋塔顶部，经布水器喷淋而下流入第二催化剂层，与从催化反 应塔中反应后出来的气体逆向接触发生二次催化氧化。二次反应后的气体从尾 气排空口排出，处理后的水一部分回流至塔底，另一部分从处理水出口流出。 该技术的主要特点是：催化臭氧分解效率高、对污染物的氧化彻底;稳定性好， 不容易流失，没有二次污染，催化剂可再生重复使用等。对COD的去除率可以 达到85%以上。
JP2001334277提供的非均相催化臭氧化方法为废水与回流水一同进入循 环泵在流经射水器时与臭氧混合，混合后的废水与臭氧进入一段反应器发生催 化氧化反应，对废水进行了一级处理，处理后的废水一部分进入下一级反应器， 另一部分回流。后面三段反应器对废水处理的流程与一段的相同，它们处理后 的废水都是一部分进入下一级反应器，另一部分在本段回流循环。四段反应器 处理完废水的气体都进入臭氧破坏器，将剩余臭氧破坏后排放。
通过对以上各种高级催化氧化方法的介绍，可以看出非均相催化臭氧化技 术具有比较明显的优越性，但是现有技术中国内外的非均相催化臭氧化技术都 存在反应速度慢，只能处理低浓度有机废水以及处理成本高的问题。由于现有 技术多数是在常压下进行的，溶在废水中臭氧的浓度较低反应速度慢，所以对 低浓度有机废水才有较高的去除率，而对高浓度有机废水的去除率很低。另外， 多数技术对处理完废水的气体是被排放掉的，所以会损失大量的纯氧，造成处 理成本较高，不易于实现工业化。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型的目的在于提供一种臭氧催化氧化处理有机废 水的装置，该装置的反应速度快，处理成本低，对高浓度有机废水有较高的去 除率，COD的去除率可以达到90%以上。
为达上述目的，本实用新型提供一种臭氧催化氧化处理废水装置，其包括 臭氧发生器1、旋风分离器2、反应器3、废水槽4和碱洗槽5，所述臭氧发生 器1通过流量计6及管线与所述旋风分离器2的入口连接，所述废水槽4通过 管线与所述旋风分离器2的下部废水入口7连接，所述旋风分离器2的上端设 置气体出口8，并通过管线与所述反应器3的下端气体入口9连接，所述旋风 分离器2的下端设置废水出口10，并通过管线与所述反应器3的下端废水入 口11连接。
上述的装置，其中，所述反应器3的上端设有气体出口12。
上述的装置，其中，所述反应器3的上端侧面设有废水出口13。
上述的装置，其中，所述反应器3下端设有导淋阀14。
上述的装置，其中，所述反应器3的上端气体出口通过管线与所述碱洗槽 5相连。
上述的装置，其中，所述碱洗槽5依次与干燥器15、吸附槽16及臭氧发 生器入口17相连。
上述的装置，其中，所述臭氧发生器1的入口与一氧气瓶18通过管线相 连，所述氧气瓶18的出口管线上安装有减压阀19。
上述的装置，其中，所述反应器3中装填催化剂。
上述的装置，其中，所述气体出口12通过循环气泵20与所述碱洗槽5 连接。
上述的装置，其中，于所述废水槽4与所述反应器3之间设有计量泵21。
本实用新型提供的臭氧催化氧化处理废水装置，在净化有机废水时不损失 纯氧，处理成本低，不产生二次污染，对废水的处理效果较好，可以处理COD 最高为1000～1500mg/L的废水，COD的去除率可以达到90%以上。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实 用新型的限定。