公布日：2022.08.30
申请日：2022.03.31
分类号：C02F1/72(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I;B01J23/745(2006.01)I;B01J23/889(2006.01)I;B01J35/02(2006.01)I
摘要
本发明公开一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，包括进水单元，所述进水单元连通有流化床臭氧催化氧化单元的底部，所述流化床臭氧催化氧化单元顶部连通有尾气处理单元，所述流化床臭氧催化氧化单元侧壁下部连通有臭氧制备单元，所述流化床臭氧催化氧化单元侧壁上部通过出水管连通有出水单元；所述出水管上连通有循环流化单元，所述循环流化单元与所述出水单元并列设置；所述循环流化单元连通有水射器，所述水射器与所述流化床臭氧催化氧化单元侧壁下部、所述臭氧制备单元连通。本发明采用催化剂流化形式实现臭氧与废水及催化剂的高效接触、混合，传质效率高，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
1.一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，包括进水单元(1)，所述进水单元(1)连通有流化床臭氧催化氧化单元(5)的底部，所述流化床臭氧催化氧化单元(5)顶部连通有尾气处理单元(17)，所述流化床臭氧催化氧化单元(5)侧壁下部连通有臭氧制备单元(6)，所述流化床臭氧催化氧化单元(5)侧壁上部通过出水管(8)连通有出水单元(9)；所述出水管(8)上连通有循环流化单元(11)，所述循环流化单元(11)与所述出水单元(9)并列设置；所述循环流化单元(11)连通有水射器(13)，所述水射器(13)与所述流化床臭氧催化氧化单元(5)侧壁下部、所述臭氧制备单元(6)连通。
2.根据权利要求1所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述流化床臭氧催化氧化单元(5)由上至下依次设有尾气区(5-10)、出水区(5-9)、沉淀区(5-8)、流化区(5-7)、催化剂区(5-6)、布水布气区(5-1)；所述沉淀区(5-8)与流化区(5-7)直径比为1.2-1.5:1，所述催化剂区(5-6)、流化区(5-7)、沉淀区(5-8)高度之比为2-3：2-3：1。
3.根据权利要求2所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述布水布气区(5-1)侧壁连通有布水管(5-2)，所述布水管(5-2)与所述水射器(13)的出口端连通，所述布水管(5-2)上连通有若干布水支管(5-2-1)，所述布水支管(5-2-1)上开设有若干个布水孔(5-2-2)。
4.根据权利要求2所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述布水布气区(5-1)侧壁连通有布气管(5-3)，所述布气管(5-3)与所述臭氧制备单元(6)连通，所述布气管(5-3)上连通有若干布气支管(5-3-1)，所述布气支管(5-3-1)上连通有若干个钛盘曝气器(5-3-2)。
5.根据权利要求2所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述催化剂区(5-6)与所述布水布气区(5-1)之间设有支撑板(5-4)，所述支撑板(5-4)与所述流化床臭氧催化氧化单元(5)内壁固定连接，所述支撑板(5-4)上安装有若干水帽(5-5)，所述催化剂区(5-6)与所述布水布气区(5-1)通过所述水帽(5-5)连通。
6.根据权利要求5所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述催化剂区(5-6)内填充有非负载型臭氧催化剂，所述非负载型臭氧催化剂位于所述水帽(5-5)上方；所述非负载型臭氧催化剂为铁粉、羟基氧化铁粉、铁粒、羟基氧化铁粒、铁锰粒的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述非负载型臭氧催化剂粒径为0.4-1mm。
8.根据权利要求2所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述出水区(5-9)内设置集水渠(5-11)，所述集水渠(5-11)固定连接在所述流化床臭氧催化氧化单元(5)的内壁上。
9.根据权利要求2所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，所述尾气处理单元(17)为尾气破坏器，所述尾气区(5-10)与所述尾气处理单元(17)通过尾气收集管连通。
10.一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水方法，采用权利要求1-9任一项所述的非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，其特征在于，处理步骤如下：首先，通过进水单元(1)将污水送入流化床臭氧催化氧化单元(5)底部，臭氧制备单元(6)将臭氧送入流化床臭氧催化氧化单元(5)底部，流化床臭氧催化氧化单元(5)底部的非负载型臭氧催化剂在循环流化单元(11)循环水的动力作用下呈流态化，并与臭氧、污水进行充分接触、反应；然后，反应后的污水在流化床臭氧催化氧化单元(5)内进行沉淀，实现与非负载型臭氧催化剂的分离，经沉淀后的污水流出流化床臭氧催化氧化单元(5)进入出水单元(9)；最后，流化床臭氧催化氧化单元(5)顶部富集的反应后的臭氧尾气进入尾气处理单元(17)破坏其中的臭氧后排放，避免二次污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，包括进水单元，所述进水单元连通有流化床臭氧催化氧化单元的底部，所述流化床臭氧催化氧化单元顶部连通有尾气处理单元，所述流化床臭氧催化氧化单元侧壁下部连通有臭氧制备单元，所述流化床臭氧催化氧化单元侧壁上部通过出水管连通有出水单元；所述出水管上连通有循环流化单元，所述循环流化单元与所述出水单元并列设置；所述循环流化单元连通有水射器，所述水射器与所述流化床臭氧催化氧化单元侧壁下部、所述臭氧制备单元连通。
优选的，所述流化床臭氧催化氧化单元由上至下依次设有尾气区、出水区、沉淀区、流化区、催化剂区、布水布气区；所述沉淀区与流化区直径比为1.2-1.5:1，所述催化剂区、流化区、沉淀区高度之比为2-3：2-3：1。
优选的，所述布水布气区侧壁连通有布水管，所述布水管与所述水射器的出口端连通，所述布水管上连通有若干布水支管，所述布水支管上开设有若干个布水孔。
优选的，所述布水布气区侧壁连通有布气管，所述布气管与所述臭氧制备单元连通，所述布气管上连通有若干布气支管，所述布气支管上连通有若干个钛盘曝气器。
优选的，所述催化剂区与所述布水布气区之间设有支撑板，所述支撑板与所述流化床臭氧催化氧化单元内壁固定连接，所述支撑板上安装有若干水帽，所述催化剂区与所述布水布气区通过所述水帽连通。
优选的，所述催化剂区内填充有非负载型臭氧催化剂，所述非负载型臭氧催化剂位于所述水帽上方；所述非负载型臭氧催化剂为铁粉、羟基氧化铁粉、铁粒、羟基氧化铁粒、铁锰粒的一种或几种。
优选的，所述非负载型臭氧催化剂粒径为0.4-1mm。
优选的，所述出水区内设置集水渠，所述集水渠固定连接在所述流化床臭氧催化氧化单元的内壁上。
优选的，所述尾气处理单元为尾气破坏器，所述尾气区与所述尾气处理单元通过尾气收集管连通。
一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水方法，采用非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统，处理步骤如下：
首先，通过进水单元将污水送入流化床臭氧催化氧化单元底部，臭氧制备单元将臭氧送入流化床臭氧催化氧化单元底部，流化床臭氧催化氧化单元底部的非负载型臭氧催化剂在循环流化单元循环水的动力作用下呈流态化，并与臭氧、污水进行充分接触、反应；
然后，反应后的污水在流化床臭氧催化氧化单元内进行沉淀，实现与非负载型臭氧催化剂的分离，经沉淀后的污水流出流化床臭氧催化氧化单元进入出水单元；
最后，流化床臭氧催化氧化单元顶部富集的反应后的臭氧尾气进入尾气处理单元破坏其中的臭氧后排放，避免二次污染。
与现有技术相比，本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明提供的一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，使用非负载型臭氧催化剂，催化剂不会因流化、碰撞及长时间使用而使活性成分脱落，无臭氧催化氧化效果下降风险；
(2)本发明提供的一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，使用微粒型臭氧催化剂，催化剂比表面积大，可与废水、臭氧充分接触反应，臭氧催化氧化效率高；
(3)本发明提供的一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，采用催化剂流化方式，对臭氧催化氧化装置前处理系统要求不高，且臭氧催化氧化装置无需反洗，臭氧催化氧化系统简单，操作管理方便，无结垢及短流风险。
(4)本发明提供的一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，通过水射器将臭氧催化剂的流化与臭氧的溶解所需的动力有效结合，降低系统动力消耗、经济节能，且提高臭氧利用效率，增强臭氧催化氧化污水处理效果。
(5)本发明提供的一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，将臭氧的水射器溶解与钛盘曝气溶解相结合，可根据原水水质灵活投加臭氧，适用范围广。
(6)本发明提供的一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，采用催化剂流化形式实现臭氧与废水及催化剂的高效接触、混合，传质效率高。
(7)本发明提供的一种非负载型流化床式臭氧催化氧化处理污水系统及方法，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;李少林;魏宏斌;刘立文;郭靖;杨泽友）