高新废水处理的臭氧催化氧化反应塔技术

高新废水处理的臭氧催化氧化反应塔技术

本高新技术属于废水处理技术领域,具体的涉及一种用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔。

背景技术:

在科技日新月异发展的今天,一座座工厂拔地而起,其产生的工业废水中含有难降解的有机物。难降解有机物分子量大、毒性大、结构成分复杂,一般微生物对其降解效果微乎其微,很多能对人体产生致癌、致畸、致突变的作用,且可以通过具有生物蓄积性放大其危害,因此对废水中难降解有机物的有效治理是我国面临的严峻问题。

物理化学方法是水污染控制的主要方法之一,常在生化处理前作为预处理方法以提高水的可生化性,或用于深度处理中对经生物处理后仍残留水中的难降解有机物的去除方法。化学氧化法是众多物理化学方法中涉及广泛的一种水污染控制方法,常用的氧化剂包括氧气、液氯、过氧化氢及臭氧等,相对于其它常用氧化剂,臭氧的氧化性最强,对脱色、除臭、杀菌、去除有机物和无机物等效果显著,无二次污染,且制备臭氧只用空气和电能,操作管理方便,因此臭氧氧化设备在废水处理方面的研究和应用逐渐增多。

臭氧对有机物的氧化分为直接氧化和通过分解产生的羟基自由基氧化两种,研究表明一些金属元素可以作为催化剂促进臭氧分解产生强氧化性的羟基自由基,因此在利用臭氧处理废水时通常选择臭氧催化氧化技术。此外,固体催化剂易于与废水分离,二次污染少,便于连续操作,因此非均相臭氧催化氧化技术应用前景广阔。

然而,目前的臭氧催化氧化方法及装置在非均相催化氧化过程中存在臭氧利用率低、氧化效果不理想、反洗不彻底等问题,在废水处理中取得的处理效果不孚众望,因此有必要研究出一种新型的臭氧催化氧化装置,以提高非均相催化氧化过程中臭氧的利用率和氧化效率,同时解决反洗水出水水质下降问题。

技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本高新技术提供了一种用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,提高臭氧的利用率、氧化效率以及反洗水出水水质。

本高新技术所述的用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,塔顶端设有第一投料口、第二投料口、尾气收集破坏装置;第一投料口与上层催化剂反应床通过进料管连接,第二投料口与下层催化剂反应床通过进料管连接;进料管与反洗出水管相连,反洗出水管上分别设有第一反洗出水口和第二反洗出水口;上层催化剂反应床上部设置筛网,底部设支撑网,上层催化剂反应床下部设置第一布水管;下层催化剂反应床下部设置支撑网、第二布水管、反洗进气管、反洗进水管;塔上部设置循环出水口,循环出水口通过射流器分别与第一布水管和第二布水管连接;塔顶部设置氧化废水出水口。

优选的,氧化废水出水口上方设置溢流堰。

优选的,塔顶设置呼吸阀,维护塔内气压平衡。

优选的,循环出水口与射流器之间设有循环泵。

优选的,射流器与第一布水管之间设有第一流量计,射流器与第二布水管之间设有第二流量计,第二流量计与第一流量计控制水量以6:4~9:1的比例分别进入下层催化剂反应床与上层催化剂反应床。

工作过程如下:

通过臭氧催化氧化反应塔顶部第一投料口和第二投料口分别向上层催化剂反应床和下层催化剂反应床投加固体催化剂。

关闭第一投料口、第二投料口、第一反洗出水口、第二反洗出水口,污水从第二布水管进入,依次流经下层催化剂反应床和上层催化剂反应床;循环泵从上部循环出水口取水,第二布水管和第一布水管按比例分层进水,取水后污水在管道内高速流动,通过射流器时,在射流器喉管处形成真空吸取臭氧,使臭氧能迅速高效溶解至污水中;第二流量计与第一流量计控制水量以6:4~9:1的比例分别通过第二布水管和第一布水管进入下层催化剂反应床和上层催化剂反应床。

饱含臭氧的污水经过催化剂反应床时,高效氧化水中有机物,出水经过溢流堰后从顶部氧化废水出水口排放,水中富余的极少量臭氧经过尾气收集破坏装置进行无害化处理。

反洗时,关闭氧化废水出水口,打开第二反洗出水口,反洗进水管联同反洗进气管开启,下层催化剂反应床充分搅动3-5分钟固体催化剂,反洗后水由第二反洗出水口流出;下层催化剂反应床反洗完毕后,关闭第二反洗出水口,同时打开第一反洗出水口,启动反洗进水管和反洗进气管,上层催化剂反应床充分搅动3-5分钟固体催化剂,上层催化剂反应床上方设置筛网,防止反洗时固体催化剂流失,反洗后水由第一反洗出水口流出,第一反洗出水口和第二反洗出水口的出水汇流后进行统一排放。

上述过程中,呼吸阀通过控制臭氧催化氧化反应塔的排气正压和吸气负压,维护着反应塔内部的气压平衡。

与现有技术相比,本高新技术具有以下有益效果:

(1)在射流器作用下臭氧充分的以微小气泡的形式与水接触,以使得气相中的臭氧向液相中高效传质,因固体催化剂催化反应消耗的臭氧得以及时补充;

(2)本高新技术设置分层式催化剂反应床,臭氧气体通过射流器分别进入上下催化剂反应床,避免了因整体床层阻力过大对臭氧端造成憋压负载,保护臭氧发生器系统;

(3)臭氧均分为两段分布,联合催化剂反应床层直接作用于废水,提高了有效臭氧-固体催化剂联合氧化废水时间,提高臭氧组分有效利用率;

(4)催化剂反应床依先下层后上层的顺序单独反洗,保证了反洗水和反洗气的作用效果,且催化剂单层反应床高度低,顶部留有反洗膨胀空间,当反洗开启时,催化剂反应床层可充分搅动、翻滚、自清洗,保证催化床层效果,避免因压结密实反洗不彻底,出水效果差。

附图说明

图1是本高新技术用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔的主视图;

图2是本高新技术用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔的侧视图;

图3是本高新技术用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔的俯视图;

图中:1、第一投料口,2、第二投料口,3、尾气收集破坏装置,4、呼吸阀,5、溢流堰,6、氧化废水出水口,7、第一反洗出水口,8、第二反洗出水口,9、循环出水口,10、筛网,11、上层催化剂反应床,12、第一布水管,13、循环泵,14、射流器,15、第一流量计,16、第二流量计,17、下层催化剂反应床,18、反洗进气管,19、第二布水管,20、反洗进水管。

具体实施方式

以下结合实施例对本高新技术作进一步说明。

如图1-3所示,所述的用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,塔顶端设有第一投料口1、第二投料口2、尾气收集破坏装置3;第一投料口1与上层催化剂反应床11通过进料管连接,第二投料口2与下层催化剂反应床17通过进料管连接;进料管与反洗出水管相连,反洗出水管上分别设有第一反洗出水口7和第二反洗出水口8;上层催化剂反应床11上部设置筛网10,底部设支撑网,上层催化剂反应床11下部设置第一布水管12;下层催化剂反应床17下部设置支撑网、第二布水管19、反洗进气管18、反洗进水管20;塔上部设置循环出水口9,循环出水口9通过射流器14分别与第一布水管12和第二布水管19连接;塔顶部设置氧化废水出水口6。

所述氧化废水出水口6上方设置溢流堰5。

所述塔顶设置呼吸阀4。

所述循环出水口9与射流器14之间设有循环泵13。

所述射流器14与第一布水管12之间设有第一流量计15,射流器14与第二布水管19之间设有第二流量计16。

实施例1

某设备公司化工废水:cod为110mg/l。

通过臭氧催化氧化反应塔顶部第一投料口1和第二投料口2分别向上层催化剂反应床11和下层催化剂反应床17投加固体催化剂。

关闭第一投料口1、第二投料口2、第一反洗出水口7、第二反洗出水口8,污水从第二布水管19进入,依次流经下层催化剂反应床17和上层催化剂反应床11;循环泵13从上部循环出水口9取水,取水后污水在管道内高速流动,通过射流器14时,在射流器14喉管处形成真空吸取臭氧,使臭氧能迅速高效溶解至污水中;第二流量计16与第一流量计15控制水量以8:2的比例分别通过第二布水管19和第一布水管12进入下层催化剂反应床17和上层催化剂反应床11。

饱含臭氧的污水经过下层催化剂反应床17、上层催化剂反应床11时,高效氧化水中有机物,出水经过溢流堰5后从顶部氧化废水出水口6排放,水中富余的极少量臭氧经过尾气收集破坏装置3进行无害化处理。

反洗时,关闭氧化废水出水口6,打开第二反洗出水口8,反洗进水管20联同反洗进气管18开启,下层催化剂反应床17充分搅动4分钟固体催化剂,反洗后水由第二反洗出水口8流出;下层催化剂反应床17反洗完毕后,关闭第二反洗出水口8,同时打开第一反洗出水口7,启动反洗进水管20和反洗进气管18,上层催化剂反应床11充分搅动3分钟固体催化剂,上层催化剂反应床11上方设置筛网10,防止反洗时固体催化剂流失,反洗后水由第一反洗出水口7流出,第一反洗出水口7和第二反洗出水口8的出水汇流后进行统一排放。

上述过程中,呼吸阀4通过控制臭氧催化氧化反应塔的排气正压和吸气负压,维护着反应塔内部的气压平衡。

出水cod为37mg/l,处理费用为1.1元/m3

实施例2

某印染工厂废水:cod为330mg/l。

通过臭氧催化氧化反应塔顶部第一投料口1和第二投料口2分别向上层催化剂反应床11和下层催化剂反应床17投加固体催化剂。

关闭第一投料口1、第二投料口2、第一反洗出水口7、第二反洗出水口8,污水从第二布水管19进入,依次流经下层催化剂反应床17和上层催化剂反应床11;循环泵13从上部循环出水口9取水,取水后污水在管道内高速流动,通过射流器14时,在射流器14喉管处形成真空吸取臭氧,使臭氧能迅速高效溶解至污水中;第二流量计16与第一流量计15控制水量以7:3的比例分别通过第二布水管19和第一布水管12进入下层催化剂反应床17和上层催化剂反应床11。

饱含臭氧的污水经过下层催化剂反应床17、上层催化剂反应床11时,高效氧化水中有机物,出水经过溢流堰5后从顶部氧化废水出水口6排放,水中富余的极少量臭氧经过尾气收集破坏装置3进行无害化处理。

反洗时,关闭氧化废水出水口6,打开第二反洗出水口8,反洗进水管20联同反洗进气管18开启,下层催化剂反应床17充分搅动5分钟固体催化剂,反洗后水由第二反洗出水口8流出;下层催化剂反应床17反洗完毕后,关闭第二反洗出水口8,同时打开第一反洗出水口7,启动反洗进水管20和反洗进气管18,上层催化剂反应床11充分搅动4分钟固体催化剂,上层催化剂反应床11上方设置筛网10,防止反洗时固体催化剂流失,反洗后水由第一反洗出水口7流出,第一反洗出水口7和第二反洗出水口8的出水汇流后进行统一排放。

上述过程中,呼吸阀4通过控制臭氧催化氧化反应塔的排气正压和吸气负压,维护着反应塔内部的气压平衡。

出水cod为48mg/l,处理费用为2.2元/m3

实施例3

某化工厂废水:cod为155mg/l。

通过臭氧催化氧化反应塔顶部第一投料口1和第二投料口2分别向上层催化剂反应床11和下层催化剂反应床17投加固体催化剂。

关闭第一投料口1、第二投料口2、第一反洗出水口7、第二反洗出水口8,污水从第二布水管19进入,依次流经下层催化剂反应床17和上层催化剂反应床11;循环泵13从上部循环出水口9取水,取水后污水在管道内高速流动,通过射流器14时,在射流器14喉管处形成真空吸取臭氧,使臭氧能迅速高效溶解至污水中;第二流量计16与第一流量计15控制水量以6:4的比例分别通过第二布水管19和第一布水管12进入下层催化剂反应床17和上层催化剂反应床11。

饱含臭氧的污水经过下层催化剂反应床17、上层催化剂反应床11时,高效氧化水中有机物,出水经过溢流堰5后从顶部氧化废水出水口6排放,水中富余的极少量臭氧经过尾气收集破坏装置3进行无害化处理。

反洗时,关闭氧化废水出水口6,打开第二反洗出水口8,反洗进水管20联同反洗进气管18开启,下层催化剂反应床17充分搅动3分钟固体催化剂,反洗后水由第二反洗出水口8流出;下层催化剂反应床17反洗完毕后,关闭第二反洗出水口8,同时打开第一反洗出水口7,启动反洗进水管20和反洗进气管18,上层催化剂反应床11充分搅动5分钟固体催化剂,上层催化剂反应床11上方设置筛网10,防止反洗时固体催化剂流失,反洗后水由第一反洗出水口7流出,第一反洗出水口7和第二反洗出水口8的出水汇流后进行统一排放。

上述过程中,呼吸阀4通过控制臭氧催化氧化反应塔的排气正压和吸气负压,维护着反应塔内部的气压平衡。

出水cod为45mg/l,处理费用为1.6元/m3

当然,上述内容仅为本高新技术的较佳实施例,不能被认为用于限定对本高新技术的实施例范围。本高新技术也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本高新技术的实质范围内所做出的均等变化与改进等,均应归属于本高新技术的专利涵盖范围内。

技术特征:

1.一种用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,其特征在于:塔顶端设有第一投料口(1)、第二投料口(2)、尾气收集破坏装置(3);第一投料口(1)与上层催化剂反应床(11)通过进料管连接,第二投料口(2)与下层催化剂反应床(17)通过进料管连接;进料管与反洗出水管相连,反洗出水管上分别设有第一反洗出水口(7)和第二反洗出水口(8);上层催化剂反应床(11)上部设置筛网(10),底部设支撑网,上层催化剂反应床下部设置第一布水管(12);下层催化剂反应床(17)下部设置支撑网、第二布水管(19)、反洗进气管(18)、反洗进水管(20);塔上部设置循环出水口(9),循环出水口(9)通过射流器(14)分别与第一布水管(12)和第二布水管(19)连接;塔顶部设置氧化废水出水口(6)。

2.根据权利要求1所述的用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,其特征在于:塔顶设置呼吸阀(4)。

3.根据权利要求1所述的用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,其特征在于:循环出水口(9)与射流器(14)之间设有循环泵(13)。

4.根据权利要求1所述的用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,其特征在于:射流器(14)与第一布水管(12)之间设有第一流量计(15),射流器(14)与第二布水管(19)之间设有第二流量计(16)。

5.根据权利要求1所述的用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔,其特征在于:氧化废水出水口(6)上方设置溢流堰(5)。

技术总结
本高新技术属于废水处理技术领域,具体的涉及一种用于废水处理的臭氧催化氧化反应塔。本高新技术塔顶端设有第一投料口、第二投料口、尾气收集破坏装置;第一投料口与上层催化剂反应床通过进料管连接,第二投料口与下层催化剂反应床通过进料管连接;进料管与反洗出水管相连,反洗出水管上分别设有第一反洗出水口和第二反洗出水口;上层催化剂反应床上部设置筛网,底部设支撑网,上层催化剂反应床下部设置第一布水管;下层催化剂反应床下部设置支撑网、第二布水管、反洗进气管、反洗进水管;塔上部设置循环出水口,循环出水口通过射流器分别与第一布水管和第二布水管连接。本高新技术提高了臭氧的利用率、氧化效率以及反洗水出水水质。

技术开发人、权利持有人:邹宗海;李波;冯建辉;梁华;王海旭

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