專利名稱：一種加壓催化生物接觸氧化塔(器)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加壓催化生物接觸氧化塔(器)。屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)催化氧化工藝如高溫高壓催化氧化、臨界點(diǎn)催化氧化等，由于處理費(fèi)用過高，反應(yīng)條件苛刻，操作工藝復(fù)雜，而且高濃度有機(jī)廢水中有機(jī)物種類多種多樣，相應(yīng)的催化劑種類也較繁多，因此針對不同的有機(jī)廢水選擇適當(dāng)?shù)拇呋趸に囀翘幚砗脧U水的關(guān)鍵。近年來也出現(xiàn)了一些常壓催化氧化，其原理是在表面催化劑存在的條件下，利用強(qiáng)氧化劑在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機(jī)污染物，或直接氧化有機(jī)污染物；也可將大分子有機(jī)污染物氧化成小分子有機(jī)污染物，提高廢水的可生化性，為后續(xù)裝置提供較好的處理?xiàng)l件。但其存在的主要問題仍然是成本較高，即氧化劑消耗量較大。
生物接觸氧化法是一種典型的生物膜法，但它又兼有活性污泥法的處理機(jī)理。生物接觸氧化是利用附著在填料上的微生物氧化、分解污水中的有機(jī)物，從而達(dá)到凈化污水的目的。近年來出現(xiàn)了加壓生物接觸氧化法，通過簡單的“加壓”方式有效提高污染物去除率。處理生活污水的試驗(yàn)表明，當(dāng)壓力為0.2MPa，停留時(shí)間為0.8h，氣水比為(3～4)∶1時(shí)，處理出水的COD，BOD，SS等污染物濃度可達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。與常壓法相比，污染物去除率提高了10％～18％，停留時(shí)間僅為常規(guī)生物處理法的1/3～1/4。因此，該法具有處理效果好、處理時(shí)間短、占地少、適用性強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷的特點(diǎn)。但對于一些好氧微生物難降解的有機(jī)物其去除率明顯偏低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是將催化氧化及加壓生物接觸氧化法集成于一體的新型加壓催化生物接觸氧化技術(shù)。
基于水化學(xué)的理論，當(dāng)催化材料配合還原性較強(qiáng)的三價(jià)鐵使用時(shí)可以產(chǎn)生一個(gè)羥基自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而羥基自由基可進(jìn)行有機(jī)物的無選擇氧化，最終將有機(jī)污染物礦化成二氧化碳和水。因此催化氧化的催化材料的選擇、制備，是本工藝的關(guān)鍵。而其外圍是設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)器。
本發(fā)明用固定在載體上的催化劑使壓縮空氣中的氧氣作為主要的氧化劑參與反應(yīng)，加入少量氧化劑只是為加快羥基自由基的生成，所以該催化氧化反應(yīng)減少了氧化劑的耗量，降低了處理成本，提高了處理效率，同時(shí)又能使反應(yīng)速度大大加快，縮短廢水在塔內(nèi)的停留時(shí)間。
本過程對大部分有機(jī)污染物的降解有效，經(jīng)過催化氧化后廢水的成分會(huì)發(fā)生很大的變化，最明顯的是BOD/COD提高，即提高了廢水的可生化性。經(jīng)過催化氧化后廢水再進(jìn)入生物接觸氧化段，更有利于附著在填料上的微生物對污水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化、分解。
加壓催化生物接觸氧化塔工作原理。反應(yīng)器自上而下分為催化氧化區(qū)、生物接觸氧化區(qū)。廢水由進(jìn)水口(1)進(jìn)入加壓生物氧化塔，同時(shí)將壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣口(2)引入塔內(nèi)，經(jīng)布水器(3)將水均勻分布在催化填料(4)上，在一定壓力下，溶解在水中的氧在催化劑的作用下氧化部分水中有機(jī)物，經(jīng)催化氧化后水再進(jìn)入生物接觸氧化區(qū)(5)，由于這一區(qū)內(nèi)生物膜是在一定壓力下工作，所以水中溶解氧含量較高，生物在高溶解氧狀態(tài)下對水中有機(jī)物進(jìn)行接觸氧化，迅速去除大部分有機(jī)物。處理后水經(jīng)出水管(6)排出塔體。其特點(diǎn)是1、高度集成。在一個(gè)裝置內(nèi)集成電化學(xué)催化氧化、生物接觸氧化等工藝過程，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物的高效氧化，耐沖擊負(fù)荷。
2、水力停留時(shí)間短(30～40min)，流程簡潔，占地小。
3、對進(jìn)水的水質(zhì)要求寬松，設(shè)備內(nèi)無機(jī)械傳動(dòng)裝置，維修量小；可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行，操作管理簡便。
4、內(nèi)部催化劑填料使用周期長，生物填料及生物膜處理負(fù)荷穩(wěn)定，反沖洗時(shí)間短、周期長。
應(yīng)用實(shí)例一目前國內(nèi)聚氯乙烯裝置普遍采用液相懸浮法生產(chǎn)聚氯乙烯，在汽提漿料離心脫水過程中排出大量漿料廢水，每生產(chǎn)一噸聚氯乙烯約產(chǎn)生5～10噸廢水)。該廢水水質(zhì)指標(biāo)為CODcr＜169mg/l；PH8.43-9.6；BOD/COD約為0.04，可生化性較差，采用傳統(tǒng)生物接觸氧化法無法達(dá)標(biāo)排放。
采用本發(fā)明的加壓催化生物接觸氧化塔，當(dāng)進(jìn)水水力條件為1t/h；水力停留時(shí)間為35min；壓力4.5kg/cm2；氣水比3∶1；氧化劑投加量15mg/l。
經(jīng)過加壓催化生物接觸氧化后，廢水出水水質(zhì)指標(biāo)為CODMn＜10mg/l；PH6-9，達(dá)到國家循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)指標(biāo)要求。處理成本為1.76元/噸水。
應(yīng)用實(shí)例二目前小區(qū)生活廢水成為研究及治理的熱點(diǎn)，國內(nèi)目前主要采用地埋式一體化處理裝置，存在處理流程長、占地面積大、操作復(fù)雜，處理效率隨季節(jié)變化波動(dòng)大。
采用本發(fā)明的加壓催化生物接觸氧化塔，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)為CODcr為400-450mg/l；PH為7.6-8.6。進(jìn)水水力條件為1t/h；水力停留時(shí)間為30min；壓力4.5kg/cm2；氣水比3∶1；氧化劑投加量10mg/l。經(jīng)過加壓催化生物接觸氧化后，廢水出水水質(zhì)指標(biāo)為CODCr＜48-62mg/l；PH6-9；達(dá)到國家排放一級標(biāo)準(zhǔn)要求。


1、進(jìn)水口 2、進(jìn)氣口3、布水器4、催化填料5、生物填料6、出水口
權(quán)利要求
1.一種加壓催化生物接觸氧化塔(器)，其特征在于污水與空氣以一定壓力進(jìn)入裝有催化氧化填料與生物膜填料的同一容器中，通過催化氧化與生物接觸氧化去除有機(jī)物分子的污水處理裝置(塔)。
2.如權(quán)利1所述的加壓催化生物接觸氧化塔(器)，其特征在于氧化塔(器)中催化劑填料是貴重金屬及兩性金屬氧化物在一定溫度下燒結(jié)或在載體上噴涂而成的對廢水中所含有機(jī)物有催化氧化作用的填料。
3.如權(quán)利1所述的加壓催化生物接觸氧化塔(器)，其特征在于氧化塔中生物膜填料是一種高比表面積的生物載體，在高效菌種中培養(yǎng)而成的附有生物膜的填料。
4.如權(quán)利1所述的加壓催化生物接觸氧化塔(器)，其特征在于氧化塔操作壓力在4-5kg/cm2；水力停留時(shí)間在30-60min之間；氣水比(2-4)∶1；氧化劑投加量(5-15)mg/l。
全文摘要
本發(fā)明提出一種加壓催化生物接觸氧化塔(器)。該設(shè)備將催化氧化、加壓生物接觸氧化等技術(shù)集于一體，高效去除水中所含有機(jī)物，使出水一步達(dá)到要求。具有集成化程度高、處理效率高、水力停留時(shí)間短、設(shè)備占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備一次性投資小。
文檔編號C02F1/72GK1962481SQ200510115738
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
發(fā)明者王小軍 申請人:王小軍