申请日2021.08.24
公开日期2021.12.03
IPC分类B01J8/24;B01J8/18;C02F1/72;C02F1/78
摘要
本发明公开了一种气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，包括反应塔和自反应塔的下部进入反应塔的进水管；位于反应塔外部的所述进水管上沿污水进入方向依次设有进水射流泵和臭氧投加射流器，所述臭氧投加射流器还连通有臭氧投加管，进水管端部设有臭氧混合曝气头；反应塔内位于所述臭氧混合曝气头的上部设有臭氧催化床层，所述臭氧催化床层内设有多个水汽循环曝气头，多个水汽循环曝气头同时连接有延伸至所述反应塔外部的污水循环管，污水循环管向上延伸并连通催化床层上部的污水，所述污水循环管上还设有臭氧循环射流器。本发明的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置能够减少催化床层死区、增加催化剂与臭氧接触、提高臭氧利用率。
权利要求
1.一种气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于：包括反应塔和自所述反应塔的下部进入反应塔的进水管；
位于所述反应塔外部的所述进水管上沿污水进入方向依次设有进水射流泵和臭氧投加射流器，所述臭氧投加射流器还连通有臭氧投加管，位于所述反应塔内部的所述进水管端部设有臭氧混合曝气头；
所述反应塔内位于所述臭氧混合曝气头的上部设有臭氧催化床层，所述臭氧催化床层内设有多个水汽循环曝气头，多个所述水汽循环曝气头同时连接有延伸至所述反应塔外部的污水循环管，所述污水循环管向上延伸并连通催化床层上部的污水，所述污水循环管上还设有臭氧循环射流器；
设置于所述反应塔内部的所述污水循环管连通有上下间隔布置的多个污水循环分管，多个所述污水循环分管并列布置，多个所述水汽循环曝气头均匀设置在多个所述污水循环分管上；
反应塔的顶部连接有臭氧循环管，所述臭氧循环管的另外一端与所述臭氧循环射流器连接。
2.如权利要求1所述的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，位于所述臭氧循环射流器上部的所述污水循环管上还设有循环动力泵。
3.如权利要求1所述的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述反应塔的上部设有出水口。
4.如权利要求1所述的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述反应塔的顶部设有泄压阀。
5.如权利要求1所述的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述臭氧催化床层的下部贴合设有承托层。
6.如权利要求5所述的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述承托层为均匀设置有连通孔的板状结构。
7.如权利要求5所述的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述臭氧催化床层包括多个预留有间隙的且堆叠布置的球状颗粒或者柱状颗粒的催化剂。
8.如权利要求6所述的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述催化剂为铁锰催化剂。
说明书
一种气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置
技术领域
本发明涉及水污染净化领域，特别是涉及一种气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置。
背景技术
臭氧是一种常见的氧化剂，其与还原性物质反应后会转化为无毒的氧气，且无二次污染。因此，臭氧氧化工艺广泛应用于有机废水处理领域和自来水预处理领域。其中，以臭氧催化氧化工艺效率最高。
目前臭氧催化氧化工程应用的反应池普遍为固定床形式,其所使用的催化剂以高密度的金属氧化物球团或载体型催化剂为主，污水在固定床内易形成沟流与死区，仅有少量催化剂能与污水及臭氧接触，使固定床的催化效果并不显著。另一方面，臭氧气体在水中的上升速度较高，有相当一部分的臭氧未被利用即排放至臭氧破坏器，导致臭氧利用率较低，提高了运营成本。此外，固定床催化剂容易被水中硬度离子覆盖，从而发生结垢影响催化活性，因此需要增设反洗装置，而反洗装置的设置则增加了投资成本，同时停机反洗过程会对出水水质造成影响。因此，减少催化床层死区，增加催化剂与污水接触，提高臭氧利用率与减少反洗装置的设置是改进臭氧催化氧化水处理工艺的重要手段。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够减少催化床层死区、增加催化剂与污水接触、提高臭氧利用率的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置。
为了实现上述目的，本发明提供气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置，包括反应塔和自所述反应塔的下部进入反应塔的进水管；
位于所述反应塔外部的所述进水管上沿污水进入方向依次设有进水射流泵和臭氧投加射流器，所述臭氧投加射流器还连通有臭氧投加管，位于所述反应塔内部的所述进水管端部设有臭氧混合曝气头；
所述反应塔内位于所述臭氧混合曝气头的上部设有臭氧催化床层，所述臭氧催化床层内设有多个水汽循环曝气头，多个所述水汽循环曝气头同时连接有延伸至所述反应塔外部的污水循环管，所述污水循环管向上延伸并连通催化床层上部的污水，所述污水循环管上还设有臭氧循环射流器；
反应塔的顶部连接有臭氧循环管，所述臭氧循环管的另外一端与所述臭氧循环射流器连接。
作为优选方案，位于所述臭氧循环射流器上部的所述污水循环管上还设有循环动力泵。
作为优选方案，所述反应塔的上部设有出水口。
作为优选方案，所述反应塔的顶部设有泄压阀。
作为优选方案，所述臭氧催化床层的下部贴合设有承托层。
作为优选方案，所述承托层为均匀设置有连通孔的板状结构。
作为优选方案，所述臭氧催化床层包括多个预留有间隙的且堆叠布置的球状颗粒或者柱状颗粒的催化剂。
作为优选方案，所述催化剂为铁锰催化剂。
作为优选方案，设置于所述反应塔内部的所述污水循环管连通有上下间隔布置的多个污水循环分管，多个所述污水循环分管并列布置，多个所述水汽循环曝气头均匀设置在多个所述污水循环分管上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置污水从进水管利用进水射流泵进入，臭氧经臭氧投加管进入臭氧投加射流器并与污水充分混合后，经臭氧混合曝气头进入反应塔内；污水水位逐渐升高，经过臭氧催化床层的接触反应后，反应塔上部的污水经污水循环管进入臭氧循环射流器，并从布置于催化床层内部的水汽循环曝气头进入反应塔，与臭氧催化床层再次均匀接触，提高反应效率，同时对催化床层进行持续的有一定强度的反冲洗，维持催化剂表面的清洁。当反应塔内压力达到一定值时，多余的极微量臭氧从泄压阀排出后经尾气破坏器后排入大气。
本发明的的气水循环的臭氧催化氧化污水处理装置可将未被利用的尾气进行二次循环，提高臭氧利用率，同时减少尾气的臭氧浓度，减少尾气破坏装置的规模与投资。
本发明的水汽循环曝气头布设于臭氧催化床层内，一方面可通过内循环的水量提高局部水流升速，使催化床层膨胀率达到5％以上，实现催化床层从完全固定床转化为微流化床，减少固定床中的反应死区，另一方面水汽混合流可对固定床内的催化剂表面形成一定强度的清洗，防止催化剂表面盐垢的累积，延长催化剂的使用寿命；同时可减少固定床床层沟流的产生，减少固定床床层反应的死区，增加催化床层内部的多相接触。
现有技术中，由于颗粒或柱状催化剂在水体中处于静止状态，当水体中含有一定的钙镁或碳酸根等阴阳离子时，长时间的吸附聚集效应会在催化剂表面及颗粒与颗粒之间产生结垢现象，进一步遮挡催化剂的活性位点，降低催化剂的活性，增加水头损失，必须采用定期反洗将催化剂床层冲开，无端增加操作和能耗；本发明可利用臭氧尾气对催化床层进行有一定强度持续冲洗，无需另设反冲洗模块。