公布日：2022.09.23
申请日：2022.06.17
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I;C02F1/32(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种高盐废水难降解有机物深度去除装置和方法，属于污水处理领域，所述装置包括高盐废水原水箱、臭氧发生器、进水气液混合泵、臭氧反应塔、中间水箱、加药设备、外循环气液混合泵、紫外高级氧化反应器和臭氧尾气破坏器。所述方法包括：制备富含臭氧微气泡的气液混合水；高盐废水在装置内进行内外双循环处理；高盐废水在装置内经数次循环处理后排出；尾气及含臭氧气体的处理排空。本发明通过内外双循环的设计，充分发挥微气泡臭氧存在时间长，传质效率高的优势，增加了臭氧与催化剂和紫外辐照的接触次数和时间，提高了羟基自由基的产生量和利用效率，有利于减少设备占地和催化剂用量，同时具有操作简单，维护方便等优点。
权利要求书
1.一种高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：包括臭氧发生器(2)、进水气液混合泵(3)、臭氧反应塔(5)和紫外高级氧化反应器(12)，所述臭氧反应塔(5)内部设置有内循环构件(6)，内循环构件(6)外壁和臭氧反应塔(5)内壁之间填充有催化剂(7)，所述进水气液混合泵(3)的进水管道连接有高盐废水原水箱(1)，进气管道连接臭氧发生器(2)，出水管道连接臭氧反应塔(5)底部设置的原水进水口(4)并伸入内循环构件(6)的内部，所述臭氧反应塔(5)的下部设置有外循环出水口(8)，所述外循环出水口(8)依次连接有中间水箱(9)、外循环气液混合泵(11)和紫外高级氧化反应器(12)，紫外高级氧化反应器(12)的出水管道连接臭氧反应塔(5)底部设置的外循环进水口(13)并伸入内循环构件(6)的内部，同时外循环气液混合泵(11)的进气管道与臭氧发生器(2)连接。
2.根据权利要求1所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：所述臭氧反应塔(5)的底部设有原水进水口(4)和外循环进水口(13)，下部设有外循环出水口(8)，上部设有处理出水排放口(14)，顶部设置尾气排放口(15)，所述尾气排放口(15)连接有臭氧尾气破坏器(16)，所述中间水箱(9)的进水管道与所述外循环出水口(8)连接，所述中间水箱(9)的出水管道与外循环气液混合泵(11)的进水管道连接，同时所述中间水箱(9)通过管道连接有加药设备(10)，所述外循环气液混合泵(11)的出水管道与紫外高级氧化反应器(12)的进水管道连接。
3.根据权利要求1所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：所述臭氧反应塔(5)的高度为7-20m；直径为2-4m。
4.根据权利要求2所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：所述内循环构件(6)为圆筒形，其顶端低于臭氧反应塔(5)的处理出水排放口(14)的下端1-2m，其下端高于臭氧反应塔(5)的塔底0.3-1米，其横截面积占臭氧反应塔(5)的横截面积的1/3-2/3。
5.根据权利要求2所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：所述处理出水排放口(14)连接有出水管道，同时出水管道上安装有调节阀和液体流量计。
6.根据权利要求1所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：所述外循环出水口(8)位于所述催化剂(7)的床层下部0.2-0.5m位置处，所述外循环出水口(8)高于内循环构件(6)的下端1m以上，外循环出水口(8)的连接管道上安装有调节阀和液体流量计，连接管道经架高之后再与所述中间水箱(9)连接，连接管道架设高度低于内循环构件(6)的上端0.5m以上。
7.根据权利要求1所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：所述紫外高级氧化反应器(12)多组并行设置，同时每组紫外高级氧化反应器(12)的内部均安装有紫外灯组件。
8.根据权利要求7所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置，其特征在于：所述紫外灯组件选择传统低压汞灯、LED短波紫外灯或微波无极紫外灯。
9.一种利用权利要求1-8任一项所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置处理高盐废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1:将高盐废水原水箱(1)和臭氧发生器(2)产生的臭氧化气体经进水气液混合泵(3)制备富含臭氧微气泡的气液混合水，气液混合水进入内循环构件(6)，再向四周折流，向下经过填充的催化剂(7)床层；S2：高盐废水在装置内进行内外双循环处理；S3：高盐废水在装置内经数次循环处理后，从臭氧反应塔(5)上部设置的处理出水排放口(14)排出，处理出水排放口(14)连接的出水管道上安装的调节阀用来调节出水流量；S4：臭氧反应产生的尾气以及紫外高级氧化反应器(12)产生的含臭氧气体，经收集后进入臭氧尾气破坏器(16)处理后排空。
10.根据权利要求9所述的处理高盐废水的方法，其特征在于：步骤S1中，制备的富含臭氧微气泡的气液混合水，其臭氧微气泡的直径为10-100μm；步骤S2包括：经过催化床层的高盐废水，分成两路，一路继续沿内循环构件(6)与臭氧反应塔(5)内壁间的空间向下流动，再折流进入内循环构件(6)；另一路经外循环出水口(8)进入中间水箱(9)，再经外循环气液混合泵(11)进入紫外高级氧化反应器(12)进行处理，之后再次进入内循环构件(6)。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在针对背景技术中提到的问题和不足，提供一种高盐废水难降解有机物深度去除装置和方法，能够更加有效地去除高盐废水中难降解有机物。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种高盐废水难降解有机物深度去除装置，包括臭氧发生器、进水气液混合泵、臭氧反应塔和紫外高级氧化反应器，所述臭氧反应塔内部设置有内循环构件，内循环构件外壁和臭氧反应塔内壁之间填充有催化剂，所述进水气液混合泵的进水管道连接有高盐废水原水箱，进气管道连接臭氧发生器，出水管道连接臭氧反应塔底部设置的原水进水口并伸入内循环构件的内部，所述臭氧反应塔的下部设置有外循环出水口，所述外循环出水口依次连接有中间水箱、外循环气液混合泵和紫外高级氧化反应器，紫外高级氧化反应器的出水管道连接臭氧反应塔底部设置的外循环进水口并伸入内循环构件的内部，同时外循环气液混合泵的进气管道与臭氧发生器连接
进一步的，所述臭氧反应塔的底部设有原水进水口和外循环进水口，下部设有外循环出水口，上部设有处理出水排放口，顶部设置尾气排放口，所述尾气排放口连接有臭氧尾气破坏器，所述中间水箱的进水管道与所述外循环出水口连接，所述中间水箱的出水管道与外循环气液混合泵的进水管道连接，同时所述中间水箱通过管道连接有加药设备，所述外循环气液混合泵的出水管道与紫外高级氧化反应器的进水管道连接。
进一步的，所述臭氧反应塔的高度为7-20m；直径为2-4m。
进一步的，所述内循环构件为圆筒形，其顶端低于臭氧反应塔的处理出水排放口的下端1-2m，其下端高于臭氧反应塔的塔底0.3-1米，其横截面积占臭氧反应塔的横截面积的1/3-2/3。
进一步的，所述处理出水排放口连接有出水管道，同时出水管道上安装有调节阀和液体流量计。
进一步的，所述外循环出水口位于所述催化剂的床层下部0.2-0.5m位置处，所述外循环出水口高于内循环构件的下端1m以上，外循环出水口的连接管道上安装有调节阀和液体流量计，连接管道经架高之后再与所述中间水箱连接，连接管道架设高度低于内循环构件的上端0.5m以上。
进一步的，所述紫外高级氧化反应器多组并行设置，同时每组紫外高级氧化反应器的内部均安装有紫外灯组件。
进一步的，所述紫外灯组件选择传统低压汞灯、LED短波紫外灯或微波无极紫外灯。
一种利用上述的高盐废水难降解有机物深度去除装置处理高盐废水的方法，包括如下步骤：S1:将高盐废水原水箱和臭氧发生器产生的臭氧化气体经进水气液混合泵制备富含臭氧微气泡的气液混合水，气液混合水进入内循环构件，再向四周折流，向下经过填充的催化剂床层；S2：高盐废水在装置内进行内外双循环处理；S3：高盐废水在装置内经数次循环处理后，从臭氧反应塔上部设置的处理出水排放口排出，处理出水排放口连接的出水管道上安装的调节阀用来调节出水流量；S4：臭氧反应产生的尾气以及紫外高级氧化反应器产生的含臭氧气体，经收集后进入臭氧尾气破坏器处理后排空。
进一步的，步骤S1中，制备的富含臭氧微气泡的气液混合水，其臭氧微气泡的直径为10-100μm；步骤S2包括：经过催化床层的高盐废水，分成两路，一路继续沿内循环构件与臭氧反应塔内壁间的空间向下流动，再折流进入内循环构件；另一路经外循环出水口进入中间水箱，再经外循环气液混合泵进入紫外高级氧化反应器进行处理，之后再次进入内循环构件。
相对于现有技术，本发明所述的高盐废水难降解有机物深度去除装置和方法具有以下优势：（1）本发明实现了高盐废水难降解有机物的梯级降解，同时高盐废水会进行数次内循环和外循环，因此增加了高盐废水与催化剂以及紫外辐照的接触次数，可以产生更多的羟基自由基，增加了难降解有机物与羟基自由基的接触几率，因此可以更有效的对难降解有机物进行深度去除；（2）本发明提供的高盐废水难降解有机物深度去除装置外设多组紫外高级氧化反应器，一方面可以通过在臭氧反应塔内的循环构件和催化剂床层的两段预处理，降低原水的色度、浊度等不利因素的影响，另一方面可以独立操作和维护紫外高级氧化反应器，增加了便捷性，可以单独隔离维修而不影响装置的连续运行；（3）本发明通过内外双循环的设计，充分发挥微气泡臭氧存在时间长，传质效率高的优势，增加了臭氧与催化剂和紫外辐照的接触次数和时间，实现了两种工艺的高效耦合，提高了羟基自由基的产生量和利用效率，提高了对高盐废水难降解有机物的处理效果，有利于缩短水力停留时间，减少设备占地和催化剂用量，同时具有操作简单，维护方便等优点。
（发明人：付春明;李亮;张成凯;李亚宁;郝亚超;师晓光;郝润秋;郑贝贝）