專利名稱：一種有機廢水臭氧催化氧化處理裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及有機廢水深度處理領域，特別是涉及一種能夠有效催化氧化去除有機廢水中難降解有機物的臭氧催化氧化處理裝置。
背景技術(shù)：
臭氧具有極強的氧化能力，它在水中的氧化還原電位為2.07eV。用臭氧處理廢水的方法叫臭氧化法，屬于化學氧化法的一種。在國外，臭氧己經(jīng)作為飲用水的消毒劑得到廣泛的應用，它能快速有效地殺死水中的細菌和病毒，除去水中的異味。臭氧還被用來處理工業(yè)廢水，能有效除去廢水中的許多有機和無機污染物，降低廢水的BOD和C0D，并對脫色、除臭、殺菌有顯著效果。臭氧化法和生化法、活性炭吸附等方法相比有許多優(yōu)點。臭氧的氧化能力強，凈化效果好，可以在較短的時間內(nèi)使廢水中的污染物降低到允許排放濃度，還能消除廢水中致癌性的鹵代有機物前體，將污染物降解為毒性小或無毒害的物質(zhì)，工藝簡單、安全可靠、不產(chǎn)生二次污染。國內(nèi)外在臭氧用于處理飲用水和廢水的研究方面一直非常活躍，從臭氧單獨氧化發(fā)展到高級氧化過程，作用機理主要是加快臭氧氧化反應的速率。多數(shù)臭氧吸收過程是由臭氧分子在水中的擴散過程控制或擴散和反應同時控制的過程。因此如何強化傳質(zhì)，提高臭氧的利用效率，是臭氧化水處理技術(shù)中一個很重要的方面。CN 1884125A公開的臭氧/活性炭處理有機廢水的裝置，包括外筒和與其同軸的循環(huán)筒，外筒底部設有進水口，內(nèi)筒底部設有曝氣裝置。該裝置處理有機廢水的方法:將有機廢水從進水口泵入裝置，將顆粒狀活性炭投加到裝置內(nèi)部，通入臭氧化氣體，活性炭在臭氧氣體的推動下在內(nèi)筒與內(nèi)外筒形成的空間循環(huán)流動，對廢水進行處理。CN 101050016A 涉及一種在輸送管道中臭氧處理印染廢水的方法。該發(fā)明可在3^10m長的輸運管道中完成臭氧對印染廢水的深度處理，印染廢水通過射流器與臭氧混合接觸。CN 20142788Y涉及一種撞擊流強化臭氧處理有機廢水的裝置，主要包括臭氧發(fā)生器、撞擊混合器、環(huán)流反應器和尾氣處理槽，利用噴嘴使臭氧和廢水的混合物在撞擊混合器中高速相向撞擊，經(jīng)充分撞擊混合后的液體流經(jīng)液體輸送管進入環(huán)流反應器，形成氣、液、固三相環(huán)流催化氧化反應，尾氣進入尾氣處理槽處理后排放，尾氣排放口下端的圓弧形液沫擋板可以防止尾氣液沫夾帶，處理后的廢水從反應廢水排放口排出。臭氧工藝自投入生產(chǎn)實踐的百余年來，所采用的幾乎都是化工領域常見的氣液接觸形式和常用的機械攪拌等強化氣液相傳質(zhì)的傳統(tǒng)方法，如提高氣相中臭氧質(zhì)量濃度，增加接觸反應容器內(nèi)的壓力，采用噴射、機械攪拌混合等方法，臭氧利用率有限。另外，由于催化劑壽命有限，進行催化劑更換勞動強度大，裝填困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有臭氧處理有機廢水工藝中臭氧利用率低、催化劑更換困難等問題，提供了一種有機廢水臭氧催化氧化處理裝置，可有效去除高濃度有機污染物，降低處理后廢水中各項污染物指標，滿足廢水達標排放或者回用要求。為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種有機廢水臭氧催化氧化處理裝置，所述裝置包括催化氧化塔，所述催化氧化塔內(nèi)部填裝催化劑部件。本實用新型在催化氧化塔內(nèi)直接填裝固體催化劑部件，進入的臭氧氣體通過固體催化劑的截流在塔內(nèi)均勻分布，與催化劑的接觸面更大，強化了傳質(zhì)，提高了臭氧利用率。臭氧分子(O3)在催化劑作用下可高效轉(zhuǎn)化為羥基自由基(.0H)，羥基自由基由于其極強的氧化性可有效去除廢水中的有機污染物，催化氧化的效率更高并且對污染物沒有選擇性，可明顯增強對芳香族化合物、含氮及雜環(huán)類等有潛在危害的有機物的去除能力，增強臭氧氧化對有機物的破壞力和無機化程度。本領域技術(shù)人員可以根據(jù)公知常識和實際情況進行臭氧催化氧化處理裝置其他部分的設計，本實用新型并無特殊限制。以下為本實用新型的優(yōu)選形式，本實用新型包括但不僅限于以下具體結(jié)構(gòu)。本實用新型所述催化氧化塔中催化劑部件上方設有廢水入口，下方設有臭氧入口，有機廢水與臭氧在催化劑部件中逆流接觸。逆流接觸的目的是進一步增大有機廢水與臭氧的接觸面積，使氧化反應更徹底。本實用新型所述催化氧化塔塔頂連接有尾氣破壞系統(tǒng)。未反應完全的臭氧從催化氧化塔塔頂進入尾氣破壞系統(tǒng)，通過熱分解或者催化作用使臭氧無害化，避免造成二次污染。本實用新型所述催化氧化塔與尾氣破壞系統(tǒng)之間設有除霧器。除霧器的作用是脫除尾氣中夾帶的液滴，使臭氧在臭氧破壞系統(tǒng)中的處理更徹底。所述尾氣破壞系統(tǒng)后連接有防爆風機。防爆風機用于將在催化反應過程中少量未反應的臭氧抽離催化氧化塔，使其通過除霧器、尾氣破壞系統(tǒng)處理完全。本實用新型所述催化氧化塔為密閉容器，避免有毒臭氧釋放和人員直接接觸，保證裝置的操作安全性。催化氧化塔內(nèi)襯聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力，耐溫優(yōu)異，化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性良好。所述裝置的管路也采用聚四氟乙烯密封件。本實用新型所述催化氧化塔塔頂裝有微壓表和呼吸閥。微壓表用于監(jiān)控系統(tǒng)運行壓力。呼吸閥作為壓力控制裝置，保證系統(tǒng)在微負壓狀態(tài)下運行((T500pa)，既能夠維持系統(tǒng)常壓運行，又避免臭氧泄漏，保證系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。本實用新型所述固體催化劑為顆粒狀固體催化劑。所述顆粒狀固體催化劑可選擇氧化鋁、火山巖、陶粒、活性炭及石英砂顆粒負載有催化活作用的活性組分。本實用新型所述裝置包括催化氧化塔，所述催化氧化塔的廢水入口與儲水池通過進水泵相連，臭氧入口與臭氧發(fā)生器相連；所述催化氧化塔的底部還連接有出水池。本實用新型所述的有機廢水臭氧催化氧化處理裝置，通常應用于有機工業(yè)廢水的深度處理，在廢水一級和二級處理裝置后加裝本裝置。有機廢水經(jīng)一級和二級處理后進入本裝置儲水池，廢水經(jīng)進水泵送至廢水進口，經(jīng)臭氧催化氧化處理后，從底部排水口可送至企業(yè)外排水出口或者回用使用單元。與已有技術(shù)方案相比，本實用新型具有以下有益效果:[0023]本實用新型裝置臭氧利用率高，可達90%以上，電耗較低，且不需外加藥劑，處理成本較低。催化氧化塔為密閉容器，通過匹配進、出氣量，并配備微壓表和呼吸閥，維持系統(tǒng)為常壓操作，保證系統(tǒng)的安全性。本實用新型裝置操作簡單，能夠有效實現(xiàn)廢水中有機污染物的去除；處理過程全密閉，同時設置了尾氣破壞系統(tǒng)，避免有毒臭氧釋放，避免人員直接接觸，確保了處理過程的安全性；同時，由于配備了催化劑，系統(tǒng)運行成本較低，有利于推廣使用。

圖1是本實用新型有機廢水臭氧催化氧化處理裝置示意圖。圖中:1_儲水池；2_進水泵；3_催化氧化塔；4_催化劑部件；5_出水池；6_臭氧發(fā)生器；7_尾氣破壞系統(tǒng)；8_防爆風機；9_微壓表；10_除霧器；11_呼吸閥。下面對本實用新型進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本實用新型的簡易例子，并不代表或限制本實用新型的權(quán)利保護范圍，本實用新型的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書為準。
具體實施方式
為更好地說明本實用新型，便于理解本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型的典型但非限制性的實施例如下:一種有機廢水臭氧催化氧化處理裝置，所述裝置包括催化氧化塔3，所述催化氧化塔3內(nèi)部填裝催化劑部件4。所述催化氧化塔3中催化劑部件4上方設有廢水入口，下方設有臭氧入口，有機廢水與臭氧在催化劑部件4中逆流接觸。所述催化氧化塔3塔頂依次連接有除霧器10、尾氣破壞系統(tǒng)7和防爆風機8。催化氧化塔3塔頂還裝有微壓表9和呼吸閥11。所述催化氧化塔3的廢水入口與儲水池I通過進水泵2相連，臭氧入口與臭氧發(fā)生器6相連；所述催化氧化塔3的底部還連接有出水池5。所述催化氧化塔3為密閉容器；塔內(nèi)襯聚四氟乙烯。所述裝置的管路采用聚四氟乙烯密封件。在工作過程中，待處理的有機廢水從儲水池I中經(jīng)進水泵2提升，通過催化氧化塔3上部的廢水入口進入塔內(nèi)，再經(jīng)布水板流入催化劑部件4，與此同時，臭氧發(fā)生器6產(chǎn)生的臭氣從催化氧化塔3底部的臭氧入口，經(jīng)氣體分布板向上進入催化劑部件4。有機廢水與臭氧在催化劑部件4內(nèi)逆流接觸，臭氧分子(O3)在催化劑作用下高效轉(zhuǎn)化為羥基自由基(.0Η)，對有機廢水中的有機污染物進行催化氧化處理。處理后的廢水通過催化氧化塔3底部的出水口進入出水池5 ;催化氧化后未利用的臭氧，通過防爆風機8抽離催化氧化塔3，經(jīng)除霧器10脫水后送至臭氧破壞系統(tǒng)7去除，臭氧破壞系統(tǒng)7的運行溫度低于50°C，臭氧濃度降低至1.5mg/m3后排至大氣。本實用新型采用上述裝置及方法實現(xiàn)有機廢水中有機污染物的氧化去除，降低了工業(yè)廢水中化學需氧量(COD)的濃度，使其滿足廢水外排或者循環(huán)使用的要求，從而為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有效技術(shù)。具體實施例1[0035]可利用本裝置對煤化工廢水進行深度處理，煤化工廢水經(jīng)生化和混凝處理后，殘余的COD主要為難降解有機污染物，COD為15(T200mg/L，色度為10(Γ200倍。廢水進入儲水池1，經(jīng)進水泵2自頂部進入臭氧催化氧化塔3，臭氧催化氧化塔3中填裝催化劑部件4。氧氣含量為9(Γ100%的氣體經(jīng)臭氧發(fā)生器6產(chǎn)生臭氧，臭氧自底部進入催化氧化塔3與煤化工廢水在催化氧化塔3中錯流接觸，在催化劑作用下發(fā)生氧化還原作用。經(jīng)處理后廢水進入出水池5，含有少量臭氧的尾氣經(jīng)尾氣破壞系統(tǒng)7后通過防爆風機8外排至大氣，進入尾氣破壞系統(tǒng)前通過除霧器去除尾氣中的液態(tài)水。催化氧化塔安裝呼吸閥11保證系統(tǒng)的操作安全性，呼吸閥11的工作壓力為_50(Tl000Pa。采用該方法實現(xiàn)煤化工廢水中COD的深度脫除，使處理后出水COD為(T80mg/L，色度降低(Γ20倍，可達標排放。具體實施例2可利用本裝置對印染廢水進行深度處理，印染廢水經(jīng)傳統(tǒng)一級和二級處理后，殘余的COD主要為帶發(fā)色基團的難降解有機污染物，COD為30(T500mg/L，色度為20(Γ400倍。廢水進入儲水池1，經(jīng)進水泵2自頂部進入臭氧催化氧化塔3，臭氧催化氧化塔3中填裝催化劑部件4。氧氣含量為9(Γ100%的氣體經(jīng)臭氧發(fā)生器6產(chǎn)生臭氧，臭氧自底部進入催化氧化塔3與煤化工廢水在催化氧化塔3中錯流接觸，在催化劑作用下發(fā)生氧化還原作用。經(jīng)處理后廢水進入出水池5，含有少量臭氧的尾氣經(jīng)尾氣破壞系統(tǒng)7后通過防爆風機8外排至大氣，進入尾氣破壞系統(tǒng)前通過除霧器去除尾氣中的液態(tài)水。催化氧化塔安裝呼吸閥11保證系統(tǒng)的操作安全性，呼吸閥11的工作壓力為_50(Tl000Pa。采用該方法實現(xiàn)印染廢水中COD和色度的深度脫除，使處理后出水COD為(TlOOmg/L，色度為低于30倍，可達標排放。申請人:聲明，本實用新型通過上述實施例來說明本實用新型的詳細結(jié)構(gòu)特征以及處理方法，但本實用新型并不 局限于上述詳細結(jié)構(gòu)特征以及處理方法，即不意味著本實用新型必須依賴上述詳細結(jié)構(gòu)特征以及處理方法才能實施。所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員應該明了，對本實用新型的任何改進，對本實用新型所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本實用新型的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.種有機廢水臭氧催化氧化處理裝置，所述裝置包括催化氧化塔(3)，其特征在于，所述催化氧化塔(3)內(nèi)部填裝催化劑部件(4)。
2.權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述催化氧化塔(3)中催化劑部件(4)上方設有廢水入口，下方設有臭氧入口，有機廢水與臭氧在催化劑部件(4)中逆流接觸。
3.權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述催化氧化塔(3)塔頂連接有尾氣破壞系統(tǒng)(7)。
4.權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述催化氧化塔(3)與尾氣破壞系統(tǒng)(7)之間設有除霧器(10)。
5.權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述尾氣破壞系統(tǒng)(7)后連接有防爆風機(8)。
6.權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述催化氧化塔(3)為密閉容器；塔內(nèi)襯聚四氟乙烯。
7.權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述催化氧化塔(3)塔頂裝有微壓表(9)和呼吸閥(11)。
8.權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置的管路采用聚四氟乙烯密封件。
9.權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括催化氧化塔(3)，所述催化氧化塔(3)的廢水入口與儲水池(I)通過進水泵(2)相連，臭氧入口與臭氧發(fā)生器(6)相連；所述催化氧化塔(3)的底部還連接有出水池(5)。
專利摘要本實用新型涉及一種有機廢水臭氧催化氧化處理裝置。所述裝置包括催化氧化塔(3)，所述催化氧化塔(3)內(nèi)部設有催化劑部件(4)；所述催化劑部件(4)由固體催化劑封裝于多孔規(guī)整陶瓷容器中形成；所述多孔規(guī)整陶瓷容器與催化氧化塔(3)塔壁接觸部分直接裝填固體催化劑。催化氧化塔(3)的上部與儲水池(1)通過進水泵(2)相連，底部與臭氧發(fā)生器相連；所述催化氧化塔(3)的底部還連接有出水池(5)。本實用新型裝置臭氧利用率高，可達90%以上，電耗較低，且不需外加藥劑，處理成本較低。催化氧化塔(3)為密閉容器，通過匹配進、出氣量，并配備微壓表和呼吸閥，維持系統(tǒng)為常壓操作，保證系統(tǒng)的安全性。
文檔編號C02F1/78GK202924812SQ20122060261
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者李海波, 李玉平, 劉永勝, 賀榮華, 魏學勇 申請人:北京賽科康侖環(huán)?？萍加邢薰?br>