申请日2020.08.27
公开（公告）日2021.06.04
IPC分类号C02F1/72; C02F1/78
摘要
本实用新型提供一种污水臭氧催化氧化处理系统，包括进水单元、臭氧催化氧化单元、出水单元、尾气处理单元，臭氧催化氧化单元内由上至下依次设有集水区域、臭氧催化氧化区域、布水布气区域。本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统，通过形成液流顺流通路、液流逆流通路、气流通路、反冲洗通路，实现臭氧与污水的充分混合接触，提高臭氧催化氧化效率，又能充分利用臭氧，且无二次污染产生，其适用于各种规模的污水臭氧催化氧化处理，具有灵活适用等特点，可用于各种污水的臭氧催化氧化预处理或深度处理。
权利要求书
1.一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，包括进水单元(1)、臭氧催化氧化单元(2)、出水单元(3)、尾气处理单元(4)，所述臭氧催化氧化单元(2)内由上至下依次设有集水区域(21)、臭氧催化氧化区域(22)、布水布气区域(23)；
所述进水单元(1)和/或出水单元(3)沿进水方向与所述布水布气区域(23)相连通，所述集水区域(21)沿出水方向与出水单元(3)相连通，形成液流顺流通路；
所述进水单元(1)沿进水方向与集水区域(21)相连通，所述布水布气区域(23)沿出水方向与出水单元(3)相连通，形成液流逆流通路；
所述出水单元(3)和/或集水区域(21)沿出气方向与尾气处理单元(4)相连通，形成气流通路；
所述出水单元(3)沿反洗进水方向与布水布气区域(23)相连通，形成反冲洗通路。
2.根据权利要求1所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述进水单元(1)与臭氧催化氧化单元(2)之间经进水管(5)相连通，所述进水管(5)沿进水方向依次设有第一进水支管(51)、进水泵(52)、第二进水支管(53)，所述第一进水支管(51)上设有第一进水阀(54)，所述第二进水支管(53)上设有第二进水阀(55)；在所述液流顺流通路中，所述第二进水支管(53)上设有水射器(6)，所述水射器(6)外接有臭氧进气管(7)。
3.根据权利要求1所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述布水布气区域(23)内设有布水布气管，所述布水布气管选自单一布水布气管(231)或复合布气管中的一种；在所述液流顺流通路中，所述布水布气管为单一布水布气管(231)；在所述液流逆流通路中，所述布水布气管为复合布气管。
4.根据权利要求3所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述单一布水布气管(231)一端与第二进水支管(53)相连通，所述单一布水布气管(231)另一端外接有反洗进气管(81)，所述反洗进气管(81)上设有反洗进气阀(82)且连接有鼓风机(83)。
5.根据权利要求3所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述复合布气管包括有第一布气支管(232)和第二布气支管(233)，所述第一布气支管(232)外接有臭氧进气管(7)，所述臭氧进气管(7)上设有臭氧进气阀(71)；所述第二布气支管(233)外接有反洗进气管(81)，所述反洗进气管(81)上设有反洗进气阀(82)且连接有鼓风机(83)；所述第一布气支管(232)上设有多个臭氧布气盘(234)，所述第二布气支管(233)的管道底部设有多个穿孔。
6.根据权利要求1所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述臭氧催化氧化区域(22)内由上至下依次设有催化剂填料层(221)、布水布气层(222)、支撑板(223)，所述支撑板(223)上设有多个水帽(224)。
7.根据权利要求1所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述集水区域(21)内设有集水渠(211)；所述集水渠(211)与反洗废水收集渠(9)相连通，所述集水渠(211)与反洗废水收集渠(9)之间设有反洗废水闸门(91)，所述反洗废水收集渠(9)外接有反洗废水管(92)。
8.根据权利要求1所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述出水单元(3)内设有多个廊道(31)；在所述液流顺流通路中，所述出水单元(3)经循环管与第一进水支管(51)相连通，所述循环管包括循环主管(101)及多根循环支管(102)，所述循环支管(102)一端与出水单元(3)相连通，所述循环支管(102)另一端与循环主管(101)相连通，所述循环主管(101)还与第一进水支管(51)相连通，所述循环支管(102)上设有循环阀(103)。
9.根据权利要求1所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述出水单元(3)经出水管(111)与臭氧催化氧化单元(2)相连通，所述出水管(111)上设有出水阀(112)；所述出水单元(3)经反洗水管与布水布气区域(23)相连通，所述反洗水管沿反洗进水方向依次设有第一反洗水支管(121)、反洗水泵(122)、第二反洗水支管(123)，所述第一反洗水支管(121)上设有第一反洗水阀(124)，所述第二反洗水支管(123)上设有第二反洗水阀(125)。
10.根据权利要求1所述的一种污水臭氧催化氧化处理系统，其特征在于，所述尾气处理单元(4)经第一尾气收集管(131)与出水单元(3)相连通，所述第一尾气收集管(131)上外接有第二尾气收集管(132)，所述第二尾气收集管(132)一端与集水区域(21)相连通，所述第二尾气收集管(132)另一端与第一尾气收集管(131)相连通。
说明书
一种污水臭氧催化氧化处理系统
技术领域
本实用新型属于污水处理的技术领域，涉及一种污水臭氧催化氧化处理系统。
背景技术
随着国内环保政策的日益趋严，污水排放标准日益严格。污水厂提标改造、工业废水近零及零排放，成为污水处理行业的发展趋势。难降解有机物的去除是污水厂提标改造、工业废水近零及零排放等面临的主要难题。
目前难降解有机物去除方法主要有吸附法和高级氧化法。吸附法是利用表面积比较大的固体颗粒吸附污水中的胶体物质及溶质，当水体流经其时，废水中的污染物便会吸附到颗粒上，以固体颗粒为吸附介质吸附污染物以实现水体净化。但吸附法存在着处理成本高、对部分难降解有机物去除能力有限等问题，常置于污水处理系统末端作为保障工艺确保污水的达标排放。高级氧化法是利用羟基自由基的强氧化作用去除污水中难降解有机物的一种方法，羟基自由基无选择性、几乎可以氧化所有的有机污染物，常用的有Fenton氧化法、臭氧催化氧化法、光催化氧化法等。
Fenton氧化法是通过过氧化氢在Fe2+的催化作用下产生羟基自由基，进而氧化大部分有机物。Fenton氧化法通常在酸性条件下进行反应，加入硫酸、硫酸亚铁、氢氧化钠等物质，是常用的难降解有机物去除方法。Fenton氧化法在去除大部分有机物的同时引入了硫酸根、钠离子等离子，对污水的脱盐不利，Fenton氧化法还产生大量铁泥，增加了污泥的处置成本。光催化氧化法是在光的激发下催化剂表面产生电子-空穴对，其再与空气或水中的氧气、水作用产生羟基自由基，可以将废水中的有机污染物降解为小分子物质。光催化氧化法常以O2、O3、H2O2为辅助氧化剂，以二氧化钛为催化剂。但光催化氧化法规模化应用于污水处理的案例尚少。臭氧催化氧化法是利用臭氧在催化剂的作用下产生羟基自由基的方法，具有有机污染物去除效果好、不引入离子，臭氧尾气可通过尾气破坏装置消除臭氧以避免二次污染等优点。
中国发明专利(CN201910331170.0)介绍了“一种臭氧催化氧化污水处理装置”。该装置通过在进水管上加装射流器实现进水与臭氧的混合，通过设置沉淀池及悬浮物挡板截留、沉淀臭氧催化氧化过程中产生的悬浮物，通过设置两级臭氧反应池串联以增大臭氧利用率。该装置通过射流器实现了进水与臭氧的充分混合，但其臭氧投加量受射流器型号的制约、不能灵活调整臭氧投加量，限制了其适用性；悬浮物挡板及沉淀池截留出水悬浮物的同时也截留了反洗过程中洗出的悬浮物，不利于出水水质；该装置出水无布水装置，易出现短流。
目前所设计的臭氧催化氧化装置多为塔形，难以应用于规模较大污水的处理。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种污水臭氧催化氧化处理系统，在实现臭氧与污水充分混合的同时，又能充分利用臭氧，且无二次污染产生；适用于各种规模的污水臭氧催化氧化处理，具有灵活适用等特点，可用于各种污水的臭氧催化氧化预处理或深度处理。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种污水臭氧催化氧化处理系统，包括进水单元、臭氧催化氧化单元、出水单元、尾气处理单元，所述臭氧催化氧化单元内由上至下依次设有集水区域、臭氧催化氧化区域、布水布气区域；
所述进水单元和/或出水单元沿进水方向与所述布水布气区域相连通，所述集水区域沿出水方向与出水单元相连通，形成液流顺流通路；
所述进水单元沿进水方向与集水区域相连通，所述布水布气区域沿出水方向与出水单元相连通，形成液流逆流通路；
所述出水单元和/或集水区域沿出气方向与尾气处理单元相连通，形成气流通路；
所述出水单元沿反洗进水方向与布水布气区域相连通，形成反冲洗通路。
优选地，所述进水单元为进水池。
优选地，所述进水单元与臭氧催化氧化单元之间经进水管相连通，所述进水管沿进水方向依次设有第一进水支管、进水泵、第二进水支管，所述第一进水支管上设有第一进水阀，所述第二进水支管上设有第二进水阀。
更优选地，在所述液流顺流通路中，所述第二进水支管上设有水射器，所述水射器外接有臭氧进气管。
进一步优选地，所述水射器设于进水泵与第二进水阀之间的第二进水支管上。
优选地，所述臭氧催化氧化单元呈密闭池体。
优选地，所述布水布气区域内设有布水布气管，所述布水布气管选自单一布水布气管或复合布气管中的一种；在所述液流顺流通路中，所述布水布气管为单一布水布气管；在所述液流逆流通路中，所述布水布气管为复合布气管。
更优选地，所述单一布水布气管的管道底部设有多个穿孔。
更优选地，所述单一布水布气管一端与第二进水支管相连通，所述单一布水布气管另一端外接有反洗进气管，所述反洗进气管上设有反洗进气阀且连接有鼓风机。
更优选地，所述复合布气管包括有第一布气支管和第二布气支管，所述第一布气支管外接有臭氧进气管，所述臭氧进气管上设有臭氧进气阀；所述第二布气支管外接有反洗进气管，所述反洗进气管上设有反洗进气阀且连接有鼓风机。
进一步优选地，所述第一布气支管上设有多个臭氧布气盘，所述第二布气支管的管道底部设有多个穿孔。
优选地，所述臭氧催化氧化区域内由上至下依次设有催化剂填料层、布水布气层、支撑板，所述支撑板上设有多个水帽。
更优选地，所述催化剂填料层、布水布气层、支撑板的高度之比为20～40：2～4：1～2。
优选地，所述集水区域内设有集水渠。
更优选地，所述集水渠与反洗废水收集渠相连通，所述集水渠与反洗废水收集渠之间设有反洗废水闸门，所述反洗废水收集渠外接有反洗废水管。
更优选地，在所述液流逆流通路中，所述集水渠与第二进水支管相连通。
优选地，所述出水单元为密闭式的出水接触池。
优选地，所述出水单元内设有多个廊道。
更优选地，相邻所述廊道之间保持间距。
更优选地，在所述液流顺流通路中，所述出水单元经循环管与第一进水支管相连通，所述循环管包括循环主管及多根循环支管，所述循环支管一端与出水单元相连通，所述循环支管另一端与循环主管相连通，所述循环主管还与第一进水支管相连通，所述循环支管上设有循环阀。
优选地，所述出水单元经出水管与臭氧催化氧化单元相连通，所述出水管上设有出水阀。
更优选地，在所述液流顺流通路中，所述出水单元经出水管与集水渠相连通；在所述液流逆流通路中，所述出水单元经出水管与布水布气区域相连通。
优选地，所述出水单元经反洗水管与布水布气区域相连通，所述反洗水管沿反洗进水方向依次设有第一反洗水支管、反洗水泵、第二反洗水支管，所述第一反洗水支管上设有第一反洗水阀，所述第二反洗水支管上设有第二反洗水阀。
优选地，所述尾气处理单元为尾气破坏器。
优选地，所述尾气处理单元经第一尾气收集管与出水单元相连通，所述第一尾气收集管上外接有第二尾气收集管，所述第二尾气收集管一端与集水区域相连通，所述第二尾气收集管另一端与第一尾气收集管相连通。
更优选地，所述第一尾气收集管上设有第一尾气收集阀，所述第二尾气收集管上设有第二尾气收集阀。
如上所述，本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统，具有以下有益效果：
(1)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，既可以采用气液逆流接触方式运行，又可以采用气液顺流接触方式运行，运行方式灵活多样。
(2)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，通过液流顺流通路中水射器或者液流逆流通路中直接通入臭氧，实现臭氧与进水的充分混合，提高臭氧催化氧化效果的同时，增大臭氧利用效率。
(3)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，在臭氧催化氧化单元中设置布水布气层，用以均布气、水并截留脱落的催化剂，提高反应效率及延长催化剂使用寿命。
(4)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，通过形成液流顺流通路，在实现臭氧与水充分混合的同时，通过控制进水量及循环水量，可实现各种规模的污水处理及各种剂量臭氧的投加，具有广适性。
(5)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，通过形成液流顺流通路，通过设置出水单元的循环管，实现出水中携带尾气的再次利用，提高臭氧利用效率。
(6)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，通过设置出水单元实现出水的折流往复运行，使出水中携带的臭氧尾气溢出，避免干扰后续系统的正常运行。
(7)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，通过设置电动闸门、电动阀门，可实现系统的全自动运行，操作管理方便。
(8)本实用新型提供的一种污水臭氧催化氧化处理系统及其方法，通过设置尾气处理单元，实现臭氧尾气的收集、臭氧分解破坏，避免了二次污染。
（发明人：赵宁华;邹平;魏启航;王大林;徐祖武;吴小超;刘立文）