申请日2018.09.11
公开(公告)日2019.01.01
IPC分类号C02F1/78; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种多级臭氧催化氧化装置，其包括柱形反应器，分别与所述柱形反应器连接的废水进水装置、空气进气装置，臭氧进气装置，废水出水装置和尾气处理装置;所述柱形反应器内部包括平均分布的筛板和设置在下部的钛合金微孔曝气盘。本发明还涉及一种处理方法，包括以下步骤，1、放入催化剂;2、废水经蠕动泵进入柱形反应器且空气经鼓风机进入柱形反应器同时一部分臭氧由臭氧进气管进入柱形反应器，由钛合金微孔曝气盘产生臭氧气泡，另一部分进入高浓度臭氧检测仪;3、废水依次经过筛板发生臭氧催化氧化反应。4、反应过后的臭氧流出柱形反应器;5、反应结束后排出剩余废水。本发明提高了臭氧利用率和臭氧催化氧化效果。
权利要求书
1.一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：其包括柱形反应器(5)以及分别与所述柱形反应器(5)连接的废水进水装置、空气进气装置、臭氧进气装置、废水出水装置和尾气处理装置;
所述柱形反应器(5)内部包括平均分布的筛板(23)和设置在下部的钛合金微孔曝气盘(29);所述尾气处理装置设置在柱形反应器(5)的顶部;所述废水出水装置设置在柱形反应器(5)上部，位于筛板(23)上方;所述废水进水装置设置在柱形反应器(5)下部，位于筛板(23)和钛合金微孔曝气盘(29)之间;所述空气进气装置位于钛合金微孔曝气盘(29)下方，臭氧进气装置与钛合金微孔曝气盘(29)连接;所述柱形反应器(5)底部设置放空管(22)。
2.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述废水进水装置包括蠕动泵(4)和进水管(25)，所述进水管(25)两端分别与蠕动泵(4)和柱形反应器(5)连接。
3.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述空气进气装置包括鼓风机(3)和空气进气管(30)，所述空气进气管(30)两端分别与鼓风机(3)和柱形反应器(5)连接的。
4.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述臭氧进气装置包括臭氧发生器(1)，高浓度臭氧检测仪(14)，与所述高浓度臭氧检测仪(14)适配的第一转子流量计(13)，尾气破坏装置(15)，连接柱形反应器(5)的臭氧进气管(28)以及第一三通(2)，所述第一三通(2)连接了臭氧进气管(28)另一端、臭氧发生器(1)和第一转子流量计(13)，所述高浓度臭氧检测仪(14)的两端分别与第一转子流量计(13)和尾气破坏装置(15)连接。
5.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述废水出水装置包括水溶臭氧浓度检测仪(11)，废水存储箱(12)，与水 溶臭氧浓度检测仪(11)适配的第二转子流量计(10)，连接柱形反应器(5)的废水出水口(18)以及第二三通(9)，所述第二三通(9)连接废水出水口(18)的另一端、第二转子流量计(10)和出水口，所述水溶臭氧浓度检测仪(11)的两端分别与废水存储箱(12)和第二转子流量计(10)连接。
6.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述尾气处理装置包括低浓度臭氧检测仪(7)，与所述低浓度臭氧检测仪(7)适配的第三转子流量计(6)，尾气破坏装置(8)以及连接柱形反应器(5)的尾气管(16)，所述低浓度臭氧检测仪(7)的两端分别连接第三转子流量计(6)的另一端和尾气破坏装置(8)，尾气管(16)位于柱形反应器(5)顶部。
7.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述筛板(23)为三个。
8.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述柱形反应器(5)上设置有视镜(19)和取样管(27)，筛板(23)通过角钢(21)固定在柱形反应器(5)上，所述柱形反应器(5) 为两段式不锈钢钢体组合而成，由法兰(17)固定，支腿(26)支撑。
9.基于权利要求1-8任一所述的一种多级臭氧催化氧化装置的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
1、将所需的催化剂分别放置在筛板(23)上，启动装置;
2、废水经蠕动泵(4)由进水管(25)进入柱形反应器(5)，与此同时，空气经鼓风机(3)由空气进气管(30)进入柱形反应器(5)同时臭氧经臭氧发生器(1)和第一三通(2)后，一部分臭氧由臭氧进气管(28)进入柱形反应器(5)，由钛合金微孔曝气盘(29)产生臭氧气泡，另一部分进入臭氧通过第一转子流量计(13)进入高浓度臭氧检测仪(14)，计算出初始进气的臭氧浓度;
3、废水依次经过筛板(23)，与筛板(23)上的催化剂发生臭氧催化氧化反应，反应后的废水从废水出水口(18)流出柱形反应器(5)，经过第二三通(9)，一部分从出水口流出用于水质指标分析，另一部分由第二转子流量计(10)进入水溶臭氧浓度检测仪(11)，最后进入废水存储箱(12);
4、反应过后的臭氧由尾气管(16)流出柱形反应器(5)，依次经过第三转子流量计(6)、低浓度臭氧检测仪(7)和尾气破坏装置(8);
5、反应结束后由放空管(22)排出剩余废水。
说明书
一种多级臭氧催化氧化装置及其废水处理方法
技术领域
本发明属于废水处理装置技术领域，具体涉及一种多级臭氧催化氧化装置及其废水处理方法。
背景技术
我国工业废水大多为难生化降解有机污染物，包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机染料等有机污染物，这类废水一般具有成分复杂、废水高、色度高、难生物降解且有毒有害的特性。
随着国家对环境问题越来越重视,城市废水排放标准日益提高,传统的生化、混沉处理工艺已经无法使出水水质满足要求。
臭氧作为一种强氧化剂，已广泛应用于水处理领域中，用来去除水中的难生化降解有机物。但单独的臭氧氧化存在着选择性强、氧化效率低、效果不稳定等缺点，造成投资和运行成本比较高。臭氧催化氧化技术能够产生大量的羟基自由基(•OH)，大大降低臭氧氧化的选择性，提升臭氧利用效率，增强有机物的降解效果。其中非均相臭氧催化氧化是目前研究的热点。
但目前臭氧催化氧化技术也存在一些问题,主要体现在两个方面：一是传质效果差，臭氧利用率低，臭氧投加量增大,导致废水处理成本大大增加;二是现有催化剂填装方式多为单一重力式堆积,气水接触不充分,催化剂的价格昂贵,使废水处理运行成本偏高，且不同类型的催化剂对不同类型的有机物处理效果不同,对于含有多种难降解有机物的废水,单一种类的催化剂不能将有机物完全去除，无法达到理想的处理效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种多级臭氧催化氧化装置及其废水处理方法，提高了臭氧利用率和臭氧催化氧化效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案包括柱形反应器以及分别与所述柱形反应器连接的废水进水装置、空气进气装置、臭氧进气装置、废水出水装置和尾气处理装置;
所述柱形反应器内部包括平均分布的筛板和设置在下部的钛合金微孔曝气盘;所述尾气处理装置设置在柱形反应器的顶部;所述废水出水装置设置在柱形反应器上部，位于筛板上方;所述废水进水装置设置在柱形反应器下部，位于筛板和钛合金微孔曝气盘之间;所述空气进气装置位于钛合金微孔曝气盘下方，臭氧进气装置与钛合金微孔曝气盘连接;所述柱形反应器底部设置放空管。
进一步地，所述废水进水装置包括蠕动泵和进水管，所述进水管两端分别与蠕动泵和柱形反应器连接。
进一步地，所述空气进气装置包括鼓风机和空气进气管，所述空气进气管两端分别与鼓风机和柱形反应器连接的。
进一步地，所述臭氧进气装置包括臭氧发生器，高浓度臭氧检测仪，与所述高浓度臭氧检测仪适配的第一转子流量计，尾气破坏装置，连接柱形反应器的臭氧进气管以及第一三通，所述第一三通连接了臭氧进气管另一端、臭氧发生器和第一转子流量计，所述高浓度臭氧检测仪的两端分别与第一转子流量计和尾气破坏装置连接。
进一步地，所述废水出水装置包括水溶臭氧浓度检测仪，废水存储箱，与水溶臭氧浓度检测仪适配的第二转子流量计，连接柱形反应器的废水出水口以及第二三通，所述第二三通连接废水出水口的另一端、第二转子流量计和出水口，所述水溶臭氧浓度检测仪的两端分别与废水存储箱和第二转子流量计连接;
进一步地，所述尾气处理装置包括低浓度臭氧检测仪，与所述低浓度臭氧检测仪适配的第三转子流量计，尾气破坏装置以及连接柱形反应器的尾气管，所述低浓度臭氧检测仪的两端分别连接第三转子流量计的另一端和尾气破坏装置，尾气管位于柱形反应器顶部。
进一步地，所述筛板为三个。
进一步地，所述柱形反应器上设置有视镜和取样管，筛板通过角钢固定在柱形反应器上，所述柱形反应器为两段式不锈钢钢体组合而成，由法兰固定，支腿支撑。
本发明还多提供一种多级臭氧催化氧化装置的废水处理方法，其包括以下步骤，
1、将所需的催化剂分别放置在筛板上，启动装置;
2、废水经蠕动泵由进水管进入柱形反应器，与此同时，空气经鼓风机由空气进气管进入柱形反应器同时臭氧经臭氧发生器和第一三通后，一部分臭氧由臭氧进气管进入柱形反应器，由钛合金微孔曝气盘产生臭氧气泡，另一部分进入臭氧通过第一转子流量计进入高浓度臭氧检测仪，计算出初始进气的臭氧浓度;
3、废水依次经过筛板，与筛板上的催化剂发生臭氧催化氧化反应，反应后的废水从废水出水口流出柱形反应器，经过第二三通，一部分从出水口流出用于水质指标分析，另一部分由第二转子流量计进入水溶臭氧浓度检测仪，最后进入废水存储箱。
4、反应过后的臭氧由尾气管流出柱形反应器，依次经过第三转子流量计、低浓度臭氧检测仪和尾气破坏装置。
5、反应结束后由放空管排出剩余废水。
本发明积极效果如下：
本发明的柱形反应器底部同时设置合金微孔曝气盘和空气曝气，增加臭氧与废水的接触面积，提高臭氧利用率。柱形反应器内等距离放置筛板，可根据所处理废水中有机物的情况放置不同种类不同剂量的催化剂，提升污水处理效果。臭氧进气管、尾气管和出水管分别连接臭氧浓度的检测仪，可实时监测臭氧浓度。本发明臭氧投放量少，废水处理效果好。