申请日2011.12.30
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F1/78; C02F9/04
摘要
一种多相催化氧化污水处理方法，属于环保技术领域，包括如下步骤：(1)污水流经水力空化装置，发生水力空化效应，使污水处于空化状态;(2)使臭氧与污水接触;(3)使臭氧、污水与固相催化剂TiO2和γAL2O3接触。该多相催化氧化处理污水的方法将水力空化过程中臭氧产生的羟基自由基和臭氧在TiO2和γAL2O3的催化作用下产生的羟基自由基共同作用于污水，进行处理，显著提高了有机物氧化降解效率。
权利要求书
1.一种多相催化氧化处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)污水流经水力空化装置，发生水力空化效应，使污水处于空化状态;
(2)使臭氧与空化状态下的污水接触;
(3)使臭氧、空化状态下的污水与固相催化剂TiO2和γAL2O3接触。
2.根据权利要求1所述的多相催化氧化处理污水的方法，其特征在于，将经过所述步骤(1)(2)(3)的污水回流再处理。
3.根据权利要求1或2所述的多相催化氧化处理污水的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的水力空化装置包括上段(2)、中段(7)和下段(12)，所述上段(2)与所述中段(7)固定连接，所述中段(7)与所述下段(12)固定连接，其中，所述上段(2)是一个管状柱体，上段(2)包括等直径进水段(1)、圆锥腔道(3)、等直径空化段(5);所述中段(7)是一个管状柱体，中段(7)包括涡流腔(6)、圆锥腔道(8)、等直径空化段(11)和臭氧进气管(4);所述下段(12)是一个管状柱体，下段(12)包括涡流腔(9)、圆锥腔道(10)、等直径出水段(13)，所述水力空化装置其污水流经的内腔设置固相催化剂TiO2和AL2O3。
4.根据权利要求3所述的多相催化氧化处理污水的方法，其特征在于，所述臭氧进气管(4)设置在中段(7)的涡流腔(6)中。
5.根据权利要求3所述的多相催化氧化处理污水的方法，其特征在于，所述上段(2)均匀设置多个圆锥腔道(3);所述中段(7)均匀设置多个圆锥腔道(8)。
6.根据权利要求3所述的多相催化氧化处理污水的方法，其特征在于，所述上段(2)与所述中段(7)、所述中段(7)与所述下段(12)均采用法兰盘固定连接。
7.根据权利要求3所述的多相催化氧化处理污水的方法，其特征在于，所述水力空化装置的上段(2)、中段(7)和下段(12)其材料是固相催化剂TiO2和γAL2O3按照20-25%和75-80%的比例混合在1100℃条件下烧结而成的。
说明书
一种多相催化氧化污水处理方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种污水处理方法，尤其涉及一种多相催 化氧化污水处理方法。
背景技术
有机物污废水来源相当广泛，有机物污废水能够引发一系列水体污染、威 胁人体健康等问题，特别是高浓度难降解的有机物污废水对环境有巨大的危 害。目前有机废水的处理方法主要是生物法、物化法或者生物法与物化法的结 合，但在生物处理法中，有机物的降解并不彻底，而且并不适用于可生化性差 的有机废水;物化法则存在应用范围小或者处理成本高等不足，组合工艺则存 在操作和管理复杂且费用高等不足。
水力空化为一种物化处理新技术。当流体高速流过限流区域时压力骤减达 到蒸汽压甚至负值时，会在该区域形成真空，溶解在流体中的流体会释放出来， 同时流体汽化而产生大量空化泡。当空化泡随流体进一步流动、周边压力增大 时，空化泡体积急剧缩小直至溃灭，在溃灭过程中产生极高的压强和温度，而 这些条件足已使有机物在空化泡内发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解、自 由基反应。臭氧在水力空化效应所产生的高温高压条件下会分解成更多比自身 氧化性更强的羟基自由基，可以协同用于污水处理过程中。例如，一种名为“水 力空化与臭氧耦合处理污水的方法”、申请号为：200810139592.X的中国发 明专利公开了一种处理污水的方法，其利用水力空化和其与臭氧的耦合作用来 实现污水中有机物的氧化降解。同时臭氧与各种催化剂结合处理污水也是一种 已有的污水处理技术。金属氧化物TiO2化学稳定性好，难溶于酸和碱，作为催 化剂具有很好的优点，臭氧在TiO2和γAL2O3的催化作用下，可进一步加速生 成羟基自由基，进一步提高它对水中有机物的氧化效率和污水的生化性。例如 名称为“通过催化臭氧处理矿化水中有机污染物的方法”，专利号为99807379.2 的中国发明专利介绍了臭氧与催化剂结合处理污水的方法。上述两种方法均利 用臭氧产生羟基自由基，实现污水中有机物的氧化降解，但上述两种方法中的 任意一种都是单一作用，其羟基自由基产生率较低、有机物去除率依然较低、 成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种有机物去除效 率高、处理效果好、处理水量大、成本低的多相催化氧化污水处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种多相催化氧化处理污水的方法，包括如下步骤：
(1)污水流经水力空化装置，发生水力空化效应，使污水处于空化状态;
(2)使臭氧与空化状态下的污水接触;
(3)使臭氧、空化状态下的污水与固相催化剂TiO2和γAL2O3接触。
优选的，将经过上述步骤(1)(2)(3)的污水回流再处理。
所述步骤(1)中的水力空化装置包括上段(2)、中段(7)和下段(12)， 所述上段(2)与所述中段(7)固定连接，所述中段(7)与所述下段(12) 固定连接，其中，所述上段(2)是一个管状柱体，上段(2)包括等直径进水 段(1)、圆锥腔道(3)、等直径空化段(5);所述中段(7)是一个管状柱体， 中段(7)包括涡流腔(6)、圆锥腔道(8)、等直径空化段(11)和臭氧进气 管(4);所述下段(12)是一个管状柱体，下段(12)包括涡流腔(9)、圆锥 腔道(10)、等直径出水段(13)，所述水力空化装置其污水流经的内腔设置固 相催化剂TiO2和γAL2O3。
所述臭氧进气管(4)设置在中段(7)的涡流腔(6)中。
所述上段(2)均匀设置多个圆锥腔道(3);所述中段(7)均匀设置多个 圆锥腔道(8)。
为了便于安装和拆卸，所述上段与所述中段、所述中段与所述下段均采用 法兰盘固定连接。
所述水力空化装置的上段(2)、中段(7)和下段(12)其材料是固相催 化剂TiO2和AL2O3按照20-25%和75-80%的比例混合在1100℃条件下烧结而成 的。
臭氧在水力空化效应所产生的高温高压条件下能够产生比自身氧化性更 强的羟基自由基，而且臭氧在污水中以微小气泡存在，微小气泡的存在能够增 加水力空化效应，产生更多的羟基自由基。臭氧在TiO2和γAL2O3的催化作用 下，可进一步加速生成羟基自由基，进一步提高它对水中有机物的氧化效率和 污水的生化性。该多相催化氧化处理污水的方法将上述两过程中产生的羟基自 由基共同作用于污水进行处理，显著提高了有机物氧化降解效率。该污水处理 方法对设备要求低，生产效率高，降低了污水处理成本。