申请日2012.10.30
公开(公告)日2013.01.30
IPC分类号C02F1/78; C02F1/32
摘要
本发明提供的是一种转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置。包括下部反应装置主体和上部封盖，下部反应装置主体内部中央设有一根转轴，转抽上固定一排转盘，转盘表面负载固体催化剂，下部反应装置主体内部与转轴平行的两侧表面固定有第一紫外LED光板，下部反应装置主体内部与转轴垂直的两侧表面负载固体催化剂，下部反应装置主体的一个侧壁上设置进水管、另一个侧壁上设置出水管，上部封盖的中央设有臭氧进气管，下部反应装置主体外设置有控制紫外LED光板的整流器和光强控制装置、驱动转盘转动的电机及转速控制器。本发明具有传质效率高，反应速度快，处理效果好，装置结构简单易操作，投资运行费用低等特点。
权利要求书
1.一种转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是：包括下部反应装置主 体和上部封盖，下部反应装置主体内部中央设有一根转轴，转抽上固定一排转盘，转盘表面 负载固体催化剂，下部反应装置主体内部与转轴平行的两侧表面固定有第一紫外LED光板， 下部反应装置主体内部与转轴垂直的两侧表面负载固体催化剂，下部反应装置主体的一个侧 壁上设置进水管、另一个侧壁上设置出水管，上部封盖的中央设有臭氧进气管，下部反应装 置主体外设置有控制紫外LED光板的整流器和光强控制装置、驱动转盘转动的电机及转速控 制器。
2.根据权利要求1所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是：上 部封盖的内侧表面固定有第二紫外LED光板，第二紫外LED光板与第一紫外LED光板串联 连接。
3.根据权利要求1或2所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是： 一排转盘中的各转盘相互平行。
4.根据权利要求1或2所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是： 下部反应装置主体与上部封盖之间设置有密封机构，所述密封机构包括设置在下部反应装置 主体与上部封盖两端的锁扣、上部封盖封口四周的密封胶条。
5.根据权利要求3所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是：下 部反应装置主体与上部封盖之间设置有密封机构，所述密封机构包括设置在下部反应装置主 体与上部封盖两端的锁扣、上部封盖封口四周的密封胶条。
6.根据权利要求1或2所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是： 所述的固体催化剂是以Al2O3为载体，附着TiO2、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、CuO、ZnO、CoO、 V2O5、Cr2O3或MoO形成的固相催化剂。
7.根据权利要求3所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是：所 述的固体催化剂是以Al2O3为载体，附着TiO2、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、CuO、ZnO、CoO、 V2O5、Cr2O3或MoO形成的固相催化剂。
8.根据权利要求4所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是：所 述的固体催化剂是以Al2O3为载体，附着TiO2、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、CuO、ZnO、CoO、 V2O5、Cr2O3或MoO形成的固相催化剂。
9.根据权利要求5所述的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置，其特征是：所 述的固体催化剂是以Al2O3为载体，附着TiO2、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、CuO、ZnO、CoO、 V2O5、Cr2O3或MoO形成的固相催化剂。
说明书
一种转盘式紫外与臭氧催化氧化有机污水处理装置
技术领域
本发明涉及的是一种废水处理装置。具体地说是利用紫外与臭氧催化氧化技术和高效传 质方式来处理工业废水的装置。
背景技术
工业废水多数具有污染物成分复杂、色度大、毒性强且可生化性差等特点，采用常规的 物理法、生化法及物化法是难以达到排放要求的。目前，对于污染物含量高、毒害性大的工 业废水有效地处理办法是采用焚烧处理，但是这样不仅能耗大，费用高，还可能产生二次污 染等问题。
为了改善现有工艺处理工业废水存在的问题，作为一种高级氧化技术，臭氧氧化法得到 国内外学者的重视和应用。但由于臭氧氧化降解水中有机物具有较强的选择性，导致废水中 有机物降解不彻底，处理效果难以达到理想程度;同时由于臭氧与水相之间的传质较慢，废 水中有机物浓度一般较高，导致反应时间长，臭氧投加量大，处理费用昂贵。已有的主要处 理装置与方法包括：
1、专利申请号为200420029548.0的专利文件中公开的“臭氧催化氧化装置”中所涉及 的臭氧反应装置，传质效果有限，设备结构复杂，运行管理难度大;
2、专利申请号为200820181029.4的专利中公开的“一种臭氧氧化反应器”所涉及的臭 氧反应装置，设备要求较高，催化剂投量大，成本较高;
3、专利申请号为200910181072.x的发明专利中公开的“一种催化臭氧氧化-气浮一体化 处理废水的方法”中所涉及的臭氧反应装置与方法，工艺复杂，臭氧投量大，催化剂损耗量 较大，只适合处理石油化工废水。
4、专利申请号为201010039589.8的发明专利中公开的“臭氧/高锰酸钾联用处理有机废 水的装置与方法”中所涉及的臭氧反应装置与方法，需要外加药剂量较大，容易造成二次污 染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应速度快，处理效果好的转盘式紫外与臭氧催化氧化有机 污水处理装置。
本发明的目的是这样实现的：
包括下部反应装置主体和上部封盖，下部反应装置主体内部中央设有一根转轴，转抽上 固定一排转盘，转盘表面负载固体催化剂，下部反应装置主体内部与转轴平行的两侧表面固 定有第一紫外LED光板，下部反应装置主体内部与转轴垂直的两侧表面负载固体催化剂，下 部反应装置主体的一个侧壁上设置进水管、另一个侧壁上设置出水管，上部封盖的中央设有 臭氧进气管，下部反应装置主体外设置有控制紫外LED光板的整流器和光强控制装置、驱动 转盘转动的电机及转速控制器。
本发明还可以包括这样一些特征：
1、上部封盖的内侧表面固定有第二紫外LED光板，第二紫外LED光板与第一紫外LED 光板串联连接。
2、一排转盘中的各转盘相互平行。
3、下部反应装置主体与上部封盖之间设置有密封机构，所述密封机构包括设置在下部反 应装置主体与上部封盖两端的锁扣、上部封盖封口四周的密封胶条。
4、所述的固体催化剂是以Al2O3为载体，附着TiO2、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、CuO、ZnO、 CoO、V2O5、Cr2O3或MoO形成的固相催化剂。
本发明的特点主要体现在：
1、利用转盘的转动加强臭氧与水相的传质。一方面，转盘表面形成一层较大面积的液膜， 暴露在臭氧气体中，臭氧通过液膜进入水相;另一方面，在转盘转动下，装置内液体呈紊流 状态，臭氧以细小气泡的形式进入液体进行气液传质;更重要的是，在转盘转动的作用下， 部分液体转变为细小液滴存在于反应装置上方气相中，细小液滴形态更易与臭氧发生传质， 从而加强传质效果。在以上三种传质方式的综合作用下，大大加快了臭氧的传质速率和效率， 提高了臭氧利用率。
2、反应装置内存在两种催化方式。一方面，转盘表面和反应器内壁上附着有固体催化剂， 可诱发臭氧产生强氧化物质·OH自由基，可与有机物进行无选择性的反应，提高了臭氧氧化 的反应速率;另一方面，固体催化剂TiO2、ZnO等本身具有光催化性能，而且活性高、性能 稳定，在紫外光照的作用下，进一步促进·OH自由基的产生。在以上两种催化方式的综合作 用下，臭氧的氧化能力得到显著提高，从而得到理想的处理效果。
3、采用紫外LED作为紫外光源。本发明所采用的紫外LED光源，具有寿命长，能耗小， 效率高，光谱纯度高、尺寸小和环保无害的特点。LED光板的布置采用倾斜方式，使紫外光 尽可能多地照射在附着催化剂的转盘和反应器内壁上，加强光催化效果。
4、装置采用整流器为LED光板提供直流电源。避免使用常规化学电源带来的不便，无 需充电，可以提供源源不断的可控的直流电，有利于在实际工业生产应用。
5、装置不单独设置出气口。尾气以细小气泡的状态混入液体随出水排出，简化了实验装 置，同时有利于装置内维持较高臭氧气体压力。
6、反应装置主体封闭性良好，同时得益于装置未设出气口的设计以及进、出水管的弯头 式设计，可将装置内臭氧气体压力维持在较高水平，加快臭氧向水相中的传质速率。
7、反应装置与方法应用灵活。根据不同的处理要求，该反应装置即可以只使用一套，也 可以将多套相同反应装置串联使用。即可以作为主要处理方式单独使用，也可以作为预处理 或深度处理步骤与其他装置和方法联用。
8、整套装置各反应条件转速、光强等控制简单，便于实现自动化控制。