申请日2020.08.07
公开（公告）日2021.04.23
IPC分类号C02F9/04
摘要
本实用新型公开了一种流化式臭氧催化氧化反应装置，属于水处理装置技术领域；反应器内设置有污水反应区和催化剂沉降区；污水反应区内设置有滤板，滤板上方设置有三相分离器，三相分离器与滤板之间设置有催化剂；催化剂沉降区设置于反应器内的第二溢流堰与第三溢流堰之间，催化剂沉降区底部设置有第一沉降斜面；本实用新型污水反应区内污水带动催化剂流化，二者充分接触，污水得到充分处理，并且三相分离器对催化剂进行有效截留；在催化剂沉降区内未被三相分离器截留的催化剂有效沉降，避免催化剂后续的流失，同时保证催化剂促进水体降解效果。
权利要求书
1.一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，反应器(100)内设置有污水反应区和催化剂沉降区；
污水反应区设置于反应器(100)内的第一导流墙(120)与第二溢流堰(130)之间，第一导流墙(120)底端与反应器(100)底部之间有第一反应入口(005)，第一反应入口(005)与反应器(100)的进水口(101)相通；第一反应入口(005)上方的污水反应区内设置有滤板(104)，滤板(104)上方设置有三相分离器(200)，三相分离器(200)与滤板(104)之间设置有催化剂(103)；反应器(100)内臭氧喷吹管(001)的喷吹端设置于滤板(104)的下方；第二溢流堰(130)顶端与反应器(100)顶部之间有第一反应溢流口(007)；
催化剂沉降区设置于反应器(100)内的第二溢流堰(130)与第三溢流堰(150)之间，催化剂沉降区底部设置有第一沉降斜面(161)。
2.根据权利要求1所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，污水反应区与进水口(101)之间的反应器(100)内设置有进水区，进水区内设置有第一溢流堰(110)，第一溢流堰(110)顶端与反应器(100)顶部之间有进水溢流口(006)。
3.根据权利要求1所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，反应器(100)内设第三溢流堰(150)与出水口(102)之间还设置有第二污水反应区和第二催化剂沉降区。
4.根据权利要求1所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，所述三相分离器(200)包括多对相邻设置的挡板(210)，相邻挡板(210)之间的距离沿由下到上的方向逐渐减小，相邻挡板(210)连接处设置有废气回收口(211)，废气回收口(211)通过废气回收管(002)与尾气破化器相连。
5.根据权利要求1所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，与污水反应区相邻的催化剂沉降区中，沉降斜面的高度沿靠近污水反应区的方向逐渐降低，沉降斜面最低处的溢流堰上设置有墙孔(138)，墙孔(138)将催化剂沉降区与污水反应区连通。
6.根据权利要求1所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，所述滤板(104)上方设置的三相分离器(200)设置有2个或2个以上。
7.根据权利要求1所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，第一沉降斜面(161)的上方设置有第二导流墙(140)，第二导流墙(140)底端与第一沉降斜面(161)之间设置有间隙。
8.根据权利要求4所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，所述相邻挡板(210)连接处设置的废气回收口(211)设置有废气回收支管(201)，废气回收支管(201)通过废气回收管(002)与尾气破化器相连。
9.根据权利要求4所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，废气回收管(002)通过气液分离罐(004)与尾气破化器相连，废气回收管(002)连通至气液分离罐(004)的侧部或顶部，气液分离罐(004)的底部通过回流管(003)连通至反应器(100)内。
10.根据权利要求5所述的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，所述沉降斜面最低处设置有喷管(132)，喷管(132)的喷射方向朝向墙孔(138)。
说明书
一种流化式臭氧催化氧化反应装置
技术领域
本实用新型涉及水处理装置技术领域，更具体地说，涉及一种流化式臭氧催化氧化反应装置。
背景技术
大量研究结果表明，非均相催化臭氧氧化主要遵循羟基自由基(·OH)链式反应机理，即在催化剂作用下加速臭氧分解生成·OH，目前对·OH的具体生成路径仍存在争议，这与过程中所使用的催化剂的表面性质、有机污染物、水质环境(如pH、温度、含盐量等)具有密切关系。通常认为，金属氧化物的催化臭氧氧化机理是臭氧在金属氧化物表面上的吸附和分解：首先臭氧从气相转移到液相并吸附于催化剂表面；其中吸附到金属氧化物表面羟基上的臭氧可发生转化、分解，最终生成·OH，并在催化剂表面和溶液中引发自由基链式反应。
目前工程研究和应用中的非均相臭氧催化剂多为固体大颗粒球体催化剂，固体大颗粒催化剂存在水中的分散性差、填充量大、催化剂板结等问题，且对于高盐高浓度工业废水处理的适用性差，因此限制了该技术的大面积推广。现有非均相臭氧催化氧化工艺多为固定床层反应器，因催化剂床层的固定性的特点，传质效果依赖水流的均匀流动性，并且需要催化剂床层不发生沟流、短流现象，同时，受制于体系自身传质效果的影响，该结构形式下的催化剂使用量较大。
实用新型内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于，针对现有技术非均相催化臭氧氧化水处理装置中，催化剂难以与污水充分接触以及截留效果差的技术问题，提供了一种流化式臭氧催化氧化反应装置，通过污水反应区内三相分离器和催化剂沉降区的结合设置，保证催化剂在反应器中充分流化，并且实现对催化剂的有效截留。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，反应器内设置有污水反应区和催化剂沉降区；污水反应区设置于反应器内的第一导流墙与第二溢流堰之间，第一导流墙底端与反应器底部之间有第一反应入口，第一反应入口与反应器的进水口相通；第一反应入口上方的污水反应区内设置有滤板，滤板上方设置有三相分离器，三相分离器与滤板之间设置有催化剂；反应器内臭氧喷吹管的喷吹端设置于滤板的下方；第二溢流堰顶端与反应器顶部之间有第一反应溢流口；催化剂沉降区设置于反应器内的第二溢流堰与第三溢流堰之间，催化剂沉降区底部设置有第一沉降斜面。
优选地，第一沉降斜面的上方设置有第二导流墙，第二导流墙底端与第一沉降斜面之间设置有间隙。
优选地，污水反应区与进水口之间的反应器内设置有进水区，进水区内设置有第一溢流堰，第一溢流堰顶端与反应器顶部之间有进水溢流口。
优选地，反应器内设第三溢流堰与出水口之间还设置有第二污水反应区和第二催化剂沉降区。
优选地，所述三相分离器包括多对相邻设置的挡板，相邻挡板之间的距离沿由下到上的方向逐渐减小，相邻挡板连接处设置有废气回收口，废气回收口与尾气破化器相连。
优选地，与污水反应区相邻的催化剂沉降区中，沉降斜面的高度沿靠近污水反应区的方向逐渐降低，沉降斜面最低处的溢流堰上设置有墙孔，墙孔将催化剂沉降区与污水反应区连通。
优选地，所述滤板上方设置的三相分离器设置有2个或2个以上。
优选地，所述催化剂为粉状或颗粒状催化剂。
优选地，所述相邻挡板连接处设置的废气回收口设置有废气回收支管，废气回收支管通过废气回收管与尾气破化器相连。
优选地，废气回收管通过气液分离罐与尾气破化器相连，废气回收管连通至气液分离罐的侧部或顶部，气液分离罐的底部通过回流管连通至反应器内。
优选地，所述沉降斜面最低处设置有喷管，喷管的喷射方向朝向墙孔。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，反应器内设置有污水反应区和催化剂沉降区；污水反应区设置于反应器内的第一导流墙与第二溢流堰之间，第一导流墙底端与反应器底部之间有第一反应入口，第一反应入口与反应器的进水口相通；第一反应入口上方的污水反应区内设置有滤板，滤板上方设置有三相分离器，三相分离器与滤板之间设置有催化剂；反应器内臭氧喷吹管的喷吹端设置于滤板的下方；第二溢流堰顶端与反应器顶部之间有第一反应溢流口；污水带动催化剂流化，二者充分接触，污水得到充分处理；并且三相分离器对催化剂进行有效截留；催化剂沉降区设置于反应器内的第二溢流堰与第三溢流堰之间，催化剂沉降区底部设置有第一沉降斜面；在催化剂沉降区内未被三相分离器截留的催化剂有效沉降，避免催化剂后续的流失，同时保证催化剂促进水体降解效果。
(2)本实用新型的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，进一步地污水反应区与进水口之间的反应器内设置有进水区，进水区内设置有第一溢流堰，第一溢流堰顶端与反应器顶部之间有进水溢流口，在进水区可以实现对待处理水体的缓冲，有有利于污水反应区进水的均匀性。
(3)本实用新型的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，进一步地反应器内设第三溢流堰与出水口之间还设置有第二污水反应区和第二催化剂沉降区，通过二级污水反应区以及催化剂沉降区的设置，进催化剂进一步促进臭氧催化氧化反应，同时也避免催化剂的流失。
(4)本实用新型的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，进一步地三相分离器包括多对相邻设置的挡板，相邻挡板之间的距离沿由下到上的方向逐渐减小，相邻挡板连接处设置有废气回收口，废气回收口通过废气回收管与尾气破化器相连；该三相分离器可以实现固、气、液的有效分离。
(5)本实用新型的一种流化式臭氧催化氧化反应装置，进一步地与污水反应区相邻的催化剂沉降区中，沉降斜面的高度沿靠近污水反应区的方向逐渐降低，沉降斜面最低处的溢流堰上设置有墙孔，墙孔将催化剂沉降区与污水反应区连通；使得催化剂在，沉降斜面最低处沉降后可以顺利通过墙孔回流至滤板上继续参与臭氧氧化催化，提高反应效率。
（发明人：卢君波;石伟;王冠平;李双涛;于豹;刘晓静;孙琦;丁雅君）