公布日：2022.11.08
申请日：2022.07.01
分类号：C02F9/04(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I
摘要
本申请公开了一种用于污水的臭氧深度处理系统及工艺，为了保证最大程度地降解污染物，本申请多级利用臭氧，通过中间尾气传输装置、中间污水传输装置分别回收臭氧催化氧化装置中产生的尾气、中间污水，并将其加压处理通入溶气装置进行高压溶气以溶解臭氧尾气、空气到中间污水中，在将加压后的中间污水迅速通入到气浮室中，由于压力的迅速降低，中间污水中溶解的大量气体会快速从水中析出产生大量的气泡，在利用气浮技术去除污水中的难降解溶解性COD的同时，进一步提高了臭氧在整体系统中的氧化效率，也提高了降解COD的效率，扩展了臭氧高级氧化技术的应用领域和效果。
权利要求书
1.一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于，包括臭氧催化氧化装置、中间尾气传输装置、中间污水传输装置、溶气装置、气浮室和尾气破坏装置；所述臭氧催化氧化装置用于通入待处理污水，并对待处理污水进行初步处理，得到中间污水；所述臭氧催化氧化装置分别与所述中间尾气传输装置和所述溶气装置连通；所述中间尾气传输装置用于接收所述臭氧催化氧化装置处理所述待处理污水过程中产生的尾气，所述中间尾气中包括残留的臭氧；所述中间污水传输装置用于接收所述臭氧催化氧化装置输出的中间污水；所述中间尾气传输装置、所述中间污水传输装置均和所述溶气装置连通，所述溶气装置用于通入所述尾气和中间污水，所述溶气装置与气浮室连通，所述尾气破坏装置与气浮室出气口联通；所述溶气装置内的气压大于所述气浮室内的气压。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于，所述溶气装置内的气压不低于指定值(0.4Mpa)。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述臭氧催化氧化装置为密闭装置，设有尾气出口和出水口，所述中间尾气传输装置与尾气出口连接，用于臭氧尾气的传输和加压处理，所述中间污水传输装置与出水口连接，用于中间污水的传输和加压处理。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述臭氧催化氧化装置顶部液面以下设置有支撑架，用于放置催化剂，催化剂的厚度不应该低于1m。
5.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述中间尾气传输装置包括传输管道和空气压缩机，所述中间污水传输装置包括传输管道和加压泵。
6.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述溶气装置包括溶气罐、压力表、放气阀和减压阀中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述气浮室顶部设有刮渣机。
8.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述气浮室外侧设有浮渣收集装置。
9.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述用于污水的臭氧深度处理系统还包括尾气破坏装置，与所述气浮室连通，用于接收处理所述气浮室中排出的气体。
10.根据权利要求1所述的一种用于污水的臭氧深度处理系统，其特征在于所述臭氧催化氧化装置包括纯氧机和臭氧发生器；所述臭氧发生器的规格根据所述臭氧催化氧化装置内水量确定，每升污水的臭氧发生量不得低于20mg。
11.一种用于污水的臭氧深度处理工艺，其用如权利要求1-10任一项所述的臭氧深度处理系统进行处理，所述工艺包括以下步骤：将污水首先通入臭氧催化氧化装置，臭氧发生器向臭氧催化氧化装置供臭氧，污水中COD在催化剂的催化作用下经臭氧氧化降解。反应后的尾气进入中间尾气传输装置后与空气混合，经过空气压缩机加压处理，储存至溶气装置；反应后的中间污水，经过中间污水传输装置，储存至溶气装置；溶气装置中的高压中间污水直接在气浮室中释放，水体中污染物经絮凝剂絮凝后，被气泡携带至水体顶部，经刮渣机除去。同时，水体中溶解的臭氧可继续氧化水体中未被絮凝的污染物。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请公开了一种用于污水的臭氧深度处理系统及工艺，采用多级利用臭氧尾气，结合高效的气浮处理方法，有效提高了系统中臭氧的催化效率。
为了达到上述发明目的，本申请提供了一种用于污水的臭氧深度处理系统，包括臭氧催化氧化装置、中间尾气传输装置、中间污水传输装置、溶气装置、气浮室和尾气破坏装置；
所述臭氧催化氧化装置产生的尾气通入所述中间尾气传输装置，所述臭氧催化氧化装置产生的废水通入所述中间污水传输装置；
所述溶气装置内的气压大于所述气浮室内的气压。
在一些实施方式中，所述臭氧催化氧化装置为密闭装置，设有尾气出口和出水口，所述中间尾气传输装置与尾气出口连接，用于臭氧的加压处理，所述中间污水传输装置与出水口连接，用于废水的加压处理，所述中间尾气传输装置、中间污水传输装置分别和溶气装置连接，所述溶气装置用于储存加压后的臭氧和废水，所述溶气装置与气浮室连接。
在一些实施方式中，臭氧催化氧化装置可以是臭氧催化池，设有作为制备臭氧的纯氧机、臭氧发生器、催化剂等。其中臭氧发生器的产能依照污水处理厂的处理水量决定，一般每吨污水的臭氧发生量不低于20g；催化剂设置在臭氧催化池中部或顶部，顶部液面以下设置有支撑架，用于放置催化剂，催化剂的厚度不应该低于1m。
在一些实施方式中，所述中间尾气传输装置包括空气压缩机和输气管道(以下简称空压机)，所述中间污水传输装置包括加压泵和输水管道。
在一些实施方式中，所述空压机等加压设备将臭氧尾气和空气混合后，进入溶气装置，废水经过加压泵等加压设备之后也进入溶气装置，所述溶气装置用于储存加压后的臭氧、空气和废水。
在一些实施方式中，所述溶气装置包括溶气罐、压力表、放气阀和减压阀中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述气浮室为密闭设置，顶部设有刮渣机，刮渣机产出的浮渣通过设置在气浮室外侧的收集器收集。
在一些实施方式中，所述气浮室内废水排出后，通过尾气破坏收集装置收集处理系统剩余的残余臭氧。
本申请在另一方面还公开了用于污水的臭氧深度处理工艺，如上述用于污水的臭氧深度处理系统在采用臭氧催化氧化装置、中间尾气传输装置、水中间污水传输装置、溶气装置和气浮室的至少一种设备处理臭氧中的工艺。
所述工艺包括以下步骤：
将污水首先通入臭氧催化氧化装置，臭氧发生器向臭氧催化氧化装置供臭氧，污水中COD在催化剂的催化作用下经臭氧氧化降解。
反应后的臭氧尾气进入中间尾气传输装置加压处理；
在一些实施方式中，中间尾气传输装置通入空气与臭氧混合，经过空气压缩机加压处理，进入溶气装置；
反应后的中间污水，经过中间污水传输装置，进入溶气装置；
将溶气装置内的臭氧尾气和中间污水通入气浮室，进行气浮作用和臭氧的再次利用。
在一些实施方式中，所述臭氧催化氧化装置为密闭装置，所述催化剂置于支撑架之上，所述支撑架设置在臭氧催化氧化装置的顶部或中部。所述，催化剂填料厚度为一米。催化剂顶部距离整个装置的顶部有一段距离。
在一些实施方式中，所述废水在臭氧催化氧化装置内停留时间为1-2h。
在一些实施方式中，所述臭氧催化氧化装置内设有臭氧发生器，臭氧发生器的产能依照污水处理厂的处理水量决定，一般每吨废水的臭氧发生量不低于20g。
在一些实施方式中，所述气浮室内投加的反应物混凝剂，聚合氯化铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)的一种或多种。
在一些实施方式中，溶气装置内的废水进入气浮室压力瞬间降低，产生大量气泡，废水中的有机物以及悬浮物被气泡带至顶部经过刮渣机刮走，作为危险废物处理。而最终产生的废水则可以达标排放或者继续进行生物处理。气浮室尾气中残存的臭氧气体，可以通过专用的尾气破坏装置进行处理。
采用上述技术方案，本申请提供的一种用于污水的臭氧深度处理系统及其工艺具有如下有益效果：
本申请公开了一种用于污水的臭氧深度处理系统及工艺，为了保证最大程度地降解污染物，本申请提出通过多级利用臭氧并和气浮法联用的方法保证氧化效果。通过中间尾气传输装置、中间污水传输装置分别收集臭氧催化氧化装置中产生的尾气、中间污水，并将其加压处理通入溶气装置保存，将加压后的气体、液体通入到气浮室中，由于压力骤降，大量的气体从污水中析出并伴随着大量的小型气泡，从而将经过絮凝沉淀的污染物携带至水面经刮渣机除去，同时气体中的臭氧在此过程中进一步氧化污水中未被絮凝的溶解性污染物。
通过多级利用体系中的臭氧，还提高了整个系统的臭氧利用率，提高了降解COD的效率，扩展了臭氧高级氧化技术的应用领域和效果。
（发明人：张丰;刘崧;朱国宏）