申请日2017.12.26
公开(公告)日2018.04.06
IPC分类号C02F1/72; C02F1/78
摘要
本发明公开了一种臭氧催化氧化处理废水的装置，包括提升泵、微纳米气泡发生器、主反应器、次级反应器、微纳米气泡喷头、膜片式微孔曝气器、多孔催化剂填料隔板、自动投药系统、pH自动控制加液机(双泵)、臭氧检测器、气体泵、臭氧尾气进气管、臭氧尾气处理装置以及排空管，本发明提供的臭氧催化氧化处理废水的装置，可以实现臭氧微气泡化，并且设有臭氧尾气回流装置，大大提高了臭氧的利用率，同时两级反应器的设计使得在保证水力停留时间的前提下不间断处理，从而大大提高了经济效益，而且本发明采用全自动控制系统，运行过程无需人力操控，减少了运行成本。
权利要求书
1.一种臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：包括原水罐、提升泵、主反应器、自动投药系统、pH自动控制加液机(双泵)、臭氧发生器、臭氧检测器以及气体泵，所述原水罐内废水经所述提升泵提升进入到所述主反应器中。
2.如权利要求1所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：还包括环设于所述主反应器外的次级反应器。所述主反应器内液体通过溢流口流入次级反应器中。
3.如权利要求1所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：还包括微纳米气泡发生器和设于主反应器底部的微纳米气泡喷头，所述臭氧发生器产生的臭氧经所述微纳米气泡发生器处理后，使臭氧微气泡化，所产生的臭氧微气泡经所述微纳米气泡喷头通入主反应器中，与废水混合。
4.如权利要求2所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：所述次级反应器内靠近底部位置设有膜片式微孔曝气器，所述膜片式微孔曝气器与所述气体泵相连。
5.如权利要求2所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：所述主反应器和次级反应器内曝气器上方还设有多孔催化剂填料隔板，所述隔板固定在主反应器和次级反应器底部的曝气器上方，隔板上放置催化剂填料，所述催化剂填料为活性组分负载在纳米四氧化三铁上;所述催化剂活性组分为Fe、Mn的金属或金属氧化物。。
6.如权利要求2所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：所述主反应器顶部还设有气体收集装置，其所收集的气体经臭氧检测器检测后，通过气体泵加压，经膜片式微孔曝气器曝气通入次级反应器中。
7.如权利要求1所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：所述自动投药系统与主反应器相连，实时检测并保持主反应器内过氧化物的浓度，并在不同废水的水质情况条件下，通过更改投药系统的设置，来改变所投加的过氧化物的浓度，从而改变臭氧和过氧化物的比例，以达到处理的最佳效果;可投入的过氧化物有：过硫酸盐、过氧化氢等。
8.如权利要求1所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：所述pH自动控制加液机(双泵)与所述原水罐相连，实时检测并保证待处理废液的pH为设定值，分别设有加酸口与加碱口。实现根据不同废水的水质情况来调节不同的pH值，以达到最佳处理效果。
9.如权利要求1所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：还包括臭氧尾气处理装置，用于系统内氧气及残留臭氧气体的处理排放，与所述臭氧尾气进气管相连。
10.如权利要求2所述的臭氧催化氧化处理废水的装置，其特征在于：还包括设于主反应器和次级反应器底部的排空管，方便在检修时排空反应器内的废水。
说明书
一种臭氧催化氧化处理废水的装置
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种催化剂催化臭氧/过硫酸盐协同氧化处理高浓度有机废水的装置与方法，属于污水处理领域。
背景技术
近些年来随着我国工业技术的不断发展，同时各种新兴材料的研制和利用，导致了各类废水的大量排放，造成我国的水环境日益恶劣，废水处理刻不容缓。
我国污水处理行业经过几十年的发展，特别是在改革开放以来，取得了优异的成绩，但是仍然很难满足城市的发展需要。仍然有很多污水处理项目因为混有各种高浓度有机废水等各种原因，使其经普通污水处理工艺处理过后的水不能正常达标排放。
臭氧以其强氧化能力著称，氧化还原电位为 2.07V，能够氧化大多数有机物，特别是氧化难以降解的物质，效果良好。是目前广泛应用的氧化剂中氧化性最强的氧化剂。其氧化能力是氯的两倍，臭氧氧化会产生大量的羟基自由基-OH,故而有很强的氧化能力，自由基作为二次氧化剂使得有机物迅速氧化，可以直接将污染物降解为水、二氧化碳和无害盐，同时还不会产生大量污泥，能有效避免二次污染，而且能够提高被处理废水的可生化性，而且反应过程容易控制，便于实现工业自动化，在废水处理方面的应用越来越受重视。臭氧用于污水处理中需要经历从气相到液相的两相之间的传质过程，从气相溶解到水中的臭氧有一部分分解成了氧气，有一部分没能与目标有机物发生反应，所以造成臭氧高级氧化工艺中臭氧的利用率很低。因此，针对臭氧的这些缺陷，有必要研究并发明一种臭氧利用率高的臭氧催化氧化的方法与装置。
发明内容
对于现有污水处理技术存在的不足，本发明旨在提供一种臭氧氧化效果好、臭氧利用率高、气液混合效果好且结构简单，运行成本低的不间断处理废水的臭氧催化氧化装置。
本发明的技术方案实现方法：
一种臭氧催化氧化处理废水的装置，包括：
主反应器、次级反应器，用于臭氧催化氧化处理废水;
原水罐，用于储存废水;
臭氧发生器，用于制备臭氧;
提升泵，用于将待处理废水提升进入主反应器中，与所述原水罐相连;
微纳米气泡发生器，用于将臭氧发生器产生的臭氧气体进一步处理成臭氧微气泡;
微纳米气泡喷头，用于将微纳米气泡发生器产生的臭氧微气泡通入主反应器中;
多孔催化剂填料隔板，用于放置催化剂填料;
气体收集装置，用于收集反应器内的残余气体;
臭氧检测器，用于检测残余气体中的臭氧，与所述气体收集装置相连;
臭氧尾气进气管，用于臭氧尾气回流;
气体泵，用于给回流臭氧加压;
膜片式微孔曝气器，用于回流臭氧的曝气;
臭氧尾气处理装置，用于系统内氧气和残留臭氧的处理排放;
自动投药系统，用于实时检测并控制主反应器中过氧化物的浓度;
pH自动控制加液机(双泵)，用于实时检测并控制原水罐中待处理废液的pH值。
进一步地，所述废水经提升泵提升通入主反应器中，同时可通过控制泵叶轮的转速来控制废水的通入速度，从而控制反应时间。
进一步地，氧化反应器分为主反应器和环设于主反应器外的次级反应器，废水从主反应器的溢流口流入次级反应器中。
进一步地，所述臭氧发生器产生的臭氧气体经所述微纳米气泡发生器处理后，使臭氧微气泡化。
进一步地，产生的臭氧微气泡经所述微纳米气泡喷头通入主反应器中，与废水混合。
进一步地，所述废水上升通过催化剂填料，在这个过程中，大量污染物、臭氧与过氧化物被吸附在高效负载催化剂的表面及孔道中，通过臭氧与过氧化物的协同氧化并在催化剂的催化作用下，将目标污染物氧化分解。
进一步地，所述主反应器顶部的气体收集装置收集的气体经臭氧尾气进气管与气体泵相连，通过气体泵将未完全溶解反应的臭氧重新加压并通过膜片式微孔曝气器的曝气进入次级反应器中，实现臭氧的充分利用和废水的进一步处理。
进一步地，所述膜片式微孔曝气器曝气气泡直径小、气液界面直径小、气液界面面积大、气泡扩散均匀，从而使臭氧气体能够充分的溶解于废水中，与此同时膜片式微孔曝气器还不会产生孔眼堵塞，耐腐蚀性强，在特殊情况下需要更换时，只需要轻松地更换膜片即可，大大地降低了后期维护的难度和费用。
进一步地，臭氧发生器所产生的气体通常是氧气和臭氧的混合气体，其中臭氧能够被溶解利用，而氧气除了部分溶解外，还有一部分会溢出，通过所述气体收集装置收集后，经臭氧尾气处理装置处理后排出。