申请日2017.12.29
公开(公告)日2018.04.17
IPC分类号C02F1/78; C02F1/74; C02F1/44; C02F1/32; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种高效传质臭氧催化氧化‑流化床污水处理系统。具体包括：壳体;陶瓷膜组件，所述陶瓷膜组件垂直设置在所述壳体中，所述陶瓷膜组件包括一个或多个陶瓷膜，所述陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁、顶面以及底面之间，均预留有互相连通的水流通道;进水口，所述进水口设置在所述壳体的上部，并被配置为可通过所述陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁之间的水流通道，将污水供给至所述陶瓷膜组件壳体中;出水口;以及曝气孔。由此，污水可在所述陶瓷膜组件以及水流通道之间环流流动，从而加强了传质，提高了该污水处理系统内的传质速率，使出水更加优质稳定，并且降低了污水处理成本。
权利要求书
1.一种污水处理系统，其特征在于，包括：
壳体;
陶瓷膜组件，所述陶瓷膜组件垂直设置在所述壳体中，所述陶瓷膜组件包括一个或多个陶瓷膜，所述陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁、顶面以及底面之间，均预留有互相连通的水流通道;
进水口，所述进水口设置在所述壳体的上部，并被配置为可通过所述陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁之间的所述水流通道，将污水供给至所述陶瓷膜组件中;
出水口，所述出水口设置在所述壳体的上部，且与所述进水口相对设置;以及
曝气孔，所述曝气孔设置在所述壳体的底部。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述曝气孔设置在所述壳体中，与所述陶瓷膜组件相对应的区域中。
3.根据权利要求1所述的污水 处理系统，其特征在于，所述陶瓷膜组件进一步包括膜组件壳体，所述膜组件壳体具有4个侧壁，所述4个侧壁与所述壳体的侧壁之间，均预留有水流通道。
4.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述陶瓷膜组件进一步包括：
设置在多个所述陶瓷膜之间的隔板。
5.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：臭氧产生装置，所述臭氧产生装置与所述曝气孔相连。
6.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：催化剂入口，所述催化剂入口设置在所述壳体上。
7.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：双氧水入口，所述双氧水入口设置在所述壳体上。
8.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：紫外光照装置，所述紫外光照装置适于向所述陶瓷膜组件照射紫外光。
9.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：
空气辅助曝气口，所述空气辅助曝气口设置在所述陶瓷膜组件的底部。
10.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：
溢流口，所述溢流口设置在所述壳体的顶部;
任选地，取样口，所述取样口设置在所述壳体的中部;
任选地，排空口，所述排空口设置在所述壳体的底部。
11.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：
尾气收集口，所述尾气收集口设置在所述壳体的顶部。
12.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：
进水箱，所述进水箱与所述进水口相连。
13.根据权利要求12所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：
臭氧填充柱，所述臭氧填充柱具有填充柱进水口以及填充柱出水口，所述填充柱进水口与所述进水箱相连，所述填充柱出水口与所述进水口相连。
14.根据权利要求12所述的污水处理系统，其特征在于，进一步包括：
生物膜处理单元，所述生物膜处理单元具有生物膜处理进水口以及生物膜处理出水口，所述生物膜处理进水口与所述进水箱相连，所述生物膜处理出水口与所述进水口相连。
15.一种利用权利要求1-14任一项所述的污水处理系统进行污水处理的方法，其特征在于，包括：
将污水从进水口供给至壳体中，以便所述污水在所述壳体中经陶瓷膜组件进行过滤处理，并通过陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁、顶面以及底面之间的水流通道形成环流，由出水口排出所述污水处理系统。
16.根据权利要求15所述的污水处理方法，其特征在于，进一步包括：
由催化剂入口向所述壳体内加入催化剂，从曝气孔曝臭氧以及空气，使污水以及所述催化剂从所述陶瓷膜组件的底部上升，并从所述陶瓷膜组件和所述壳体的顶面之间的水流通道，流至所述陶瓷膜组件和所述壳体的侧壁之间的水流通道并在重力作用下下降，在曝气条件下水流继续从所述陶瓷膜组件底部上升，以便形成所述环流。
说明书
一种高效传质臭氧催化氧化-流化床污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体地，涉及一种高效传质臭氧催化氧化-流化床污水处理系统，更具体地，涉及污水处理装置以及污水处理方法。
背景技术
随着人口规模的不断扩大和社会经济的持续发展，城市生活污水以及工业污水的排放量也随之增长，污水处理负荷持续加重，这对污水处理水平的要求也越来越高。污水经常规生化处理后，往往残留有难降解污染物，如果直接排入天然水体，容易造成有机物富集，会对环境与生物造成危害，因此需要对此类污水进行深度处理。臭氧催化氧化法利用臭氧分解产生的羟基自由基(·OH)来氧化分解有机物，具有氧化能力强、选择性弱、不产生二次污染等优势，是一种有效的污水深度处理技术。
然而，目前的污水处理系统以及污水处理方法仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
发明人发现，目前的臭氧催化氧化反应器普遍存在催化氧化效率较低、成本较高等问题。发明人经过深入研究发现，这主要是由臭氧、污水和催化剂(即气液固三相)的接触不够充分造成的。例如，传统的臭氧填充床反应器，催化剂为静态放置，臭氧、污水和催化剂的接触方式比较单一，一般气/液相只通过同向流或者异向流的方式与催化剂接触反应，臭氧、污水和催化剂之间接触不够充分，从而限制了臭氧与污水中有机物的传质过程，导致催化氧化效能整体偏低，难以进一步降低污水的COD值，并且造成臭氧利用率低，污水处理成本较高的问题。
有鉴于此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种污水处理系统。根据本发明的实施例，所述污水处理系统包括：壳体;陶瓷膜组件，所述陶瓷膜组件垂直设置在所述壳体中，所述陶瓷膜组件包括一个或多个陶瓷膜，所述陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁、顶面以及底面之间，均预留有互相连通的水流通道;进水口，所述进水口设置在所述壳体的上部，并被配置为可通过所述陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁之间的所述水流通道，将污水供给至所述陶瓷膜组件中;出水口，所述出水口设置在所述壳体的上部，且与所述进水口相对设置;以及曝气孔，所述曝气孔设置在所述壳体的底部。由此，污水可在所述陶瓷膜组件以及水流通道之间环流流动，从而加强了传质，提高了该污水处理系统内的传质速率，使出水更加优质稳定，并且降低了污水处理成本。
根据本发明的实施例，所述曝气孔设置在所述壳体中，与所述陶瓷膜组件相对应的区域中。由此，在曝气产生的气升力作用下，污水可从所述陶瓷膜组件的底部上升至陶瓷膜组件的顶部，有助于污水在陶瓷膜组件和水流通道之间形成环流，进一步加强了传质，提高了该污水处理系统内的传质速率，使出水更加优质稳定。
根据本发明的实施例，所述陶瓷膜组件进一步包括膜组件壳体，所述膜组件壳体具有4个侧壁，所述4个侧壁与所述壳体的侧壁之间，均预留有水流通道。由此，所述膜组件壳体可以进一步支撑和固定所述陶瓷膜，并且污水可在所述陶瓷膜壳体与所述水流通道之间四面环流流动，进一步加强了传质，提高了该污水处理系统内的传质速率。
根据本发明的实施例，所述陶瓷膜组件进一步包括：设置在多个所述陶瓷膜之间的隔板。由此，所述隔板可在陶瓷膜之间限定出多个流道，进一步加强了传质，提高了该污水处理系统内的传质速率，使出水更加优质稳定。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：臭氧产生装置，所述臭氧产生装置与所述曝气孔相连。由此，所述臭氧产生装置可向所述壳体中提供臭氧，促进污水中有机物的臭氧氧化分解，使出水更加优质。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：催化剂入口，所述催化剂入口设置在所述壳体上。由此，可通过所述催化剂入口向所述壳体内提供催化剂，促进污水中有机物的臭氧催化氧化分解，使出水更加优质。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：双氧水入口，所述双氧水入口设置在所述壳体上。由此，可通过所述双氧水入口向所述壳体内提供双氧水，对污水中的有机物进行臭氧和双氧水的联合氧化，进一步提高了污水中有机物的氧化分解效率，提升了出水水质。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：紫外光照装置，所述紫外光照装置适于向所述陶瓷膜组件照射紫外光。由此，所述紫外光可以促进臭氧产生羟基自由基，进一步提高污水中有机物的臭氧氧化分解效率，提升了出水水质。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统，进一步包括：空气辅助曝气口，所述空气辅助曝气口设置在所述陶瓷膜组件的底部。由此，空气不仅可以通过曝气孔进入壳体内，并且还可以通过所述空气辅助曝气口进入壳体，曝气产生的气水升力有助于陶瓷膜组件中的污水向上流动，进而有助于污水在所述陶瓷膜组件和所述水流通道之间环流，提高了传质速率，并且污水向上流动的过程中还可以及冲刷陶瓷膜表面，减小膜污染。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：溢流口，所述溢流口设置在所述壳体的顶部。由此，可以在所述壳体内液位过高时，对该污水处理系统进行溢流保护，进一步提高所述污水处理系统的使用性能。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：取样口，所述取样口设置在所述壳体的中部。由此，可以简便地对所述壳体内的水质进行实时监测。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：排空口，所述排空口设置在所述壳体的底部。由此，可以简便地根据需要对所述壳体进行排空以及检修。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：尾气收集口，所述尾气收集口设置在所述壳体的顶部。由此，所述壳体内没有发生反应的臭氧以及曝气产生的空气可以从所述尾气收集口排出，并且可用风机统一收集后集中处理。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：进水箱，所述进水箱与所述进水口相连。由此，可以简便地将污水供给至所述壳体中。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：臭氧填充柱，所述臭氧填充柱具有填充柱进水口以及填充柱出水口，所述填充柱进水口与所述进水箱相连，所述填充柱出水口与所述进水口相连。由此，可以进一步对污水进行臭氧氧化处理，进一步提升出水水质。
根据本发明的实施例，所述污水处理系统进一步包括：生物膜处理单元，所述生物膜处理单元具有生物膜处理进水口以及生物膜处理出水口，所述生物膜处理进水口与所述进水箱相连，所述生物膜处理出水口与所述进水口相连。由此，所述污水处理系统不仅可以对污水进行臭氧氧化处理，还可以对污水进行生物膜处理，可进一步提升出水水质。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种污水处理的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将污水从进水口供给至壳体中，以便所述污水在所述壳体中由陶瓷膜组件进行过滤处理，并通过陶瓷膜组件与所述壳体的侧壁、顶面以及底面之间的水流通道形成环流，由出水口排出所述污水处理系统。由此，该方法可简便地对所述污水进行处理，加强了传质，提高了该污水处理系统内的传质速率，使出水更加优质稳定，并且降低了污水处理成本。
根据本发明的实施例，所述污水处理方法进一步包括：由催化剂入口向所述壳体内加入催化剂，从曝气孔曝臭氧以及空气，使污水以及所述催化剂从所述陶瓷膜组件的底部上升，并从所述陶瓷膜组件和所述壳体的顶面之间的水流通道，流至所述陶瓷膜组件和所述壳体的侧壁之间的水流通道并在重力作用下下降，在曝气条件下水流继续从所述陶瓷膜组件底部上升，以便形成所述环流。由此，促进了污水中有机物的臭氧催化氧化分解，提高了反应速率，提升了出水水质。