水廠服務(wù)園區(qū)企業(yè)涉及石油、石化、機(jī)械加工等多種行業(yè)，水廠進(jìn)水水質(zhì)十分復(fù)雜，污水經(jīng)過企業(yè)內(nèi)部污水處理站處理后，易降解有機(jī)物已經(jīng)被優(yōu)先出去，排入水廠污水中大部分都是難降解污染物。
[0056]采用常規(guī)芬頓高級氧化工藝，主要設(shè)備包括:加藥混合池，主體反應(yīng)池，加減混合池，沉淀池，加藥系統(tǒng)等。主要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):加藥混合池水力停留時(shí)間20min，主體反應(yīng)池水力停留時(shí)間lh，加減混合池水力停留時(shí)間20min，沉淀池水力停留時(shí)間2h，芬頓藥劑投加量為:雙氧水投加量300 mg/L，硫酸亞鐵275mg/L，硫酸0.2mL/L，氫氧化鈉400mg/L。芬頓進(jìn)水選取水廠二沉池出水，二沉池出水平均C0D為135mg/L，芬頓處理后平均出水C0D為95mg/L，平均能夠去除40 mg/LCOD左右，平均C0D去除率為29.6%。由于水廠來水水質(zhì)不穩(wěn)定，有一些雜環(huán)類芳香類難降解物質(zhì)可能會(huì)和雙氧水發(fā)生特殊反應(yīng)，二沉池出水SS較高等原因，芬頓處理后，污水存在C0D升高現(xiàn)象。增加藥劑投加，C0D基本不能繼續(xù)降低，處理效果較差。
[0057]采用常規(guī)臭氧高級氧化工藝，主要設(shè)備包括:臭氧發(fā)生器，臭氧氣源系統(tǒng)，接觸氧化池，臭氧尾氣破壞系統(tǒng)等。主要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):接觸氧化反應(yīng)時(shí)間1.5h，臭氧投加量為50-100mg/L，進(jìn)水選取水廠二沉池出水，二沉池出水平均C0D為135mg/L，處理后平均出水C0D為120mg/L，由于污水中含有雜環(huán)類及長鏈復(fù)雜有機(jī)物，臭氧高級氧化存在氧化壁皇，增加臭氧投加量也不能進(jìn)一步氧化污染物，而且處理后還存在C0D升高的現(xiàn)場，處理效果非常差。
[0058]采用本發(fā)明一種臭氧催化氧化的方法與裝置，主要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):接觸氧化反應(yīng)時(shí)間lh,催化劑填充率為30%，臭氧投加量在30mg/L的情況下，平均出水COD 43mg/L，COD去除率平均值為68%。出水可以達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明對于處理難降解污水，能夠有效的打破氧化反應(yīng)壁皇，氧化分解常規(guī)高級氧化技術(shù)不能氧化分解的復(fù)雜污染物。
[0059]本發(fā)明所述的一種臭氧催化氧化的方法與裝置是采用特殊載體催化劑輔助的臭氧高級氧化工藝，產(chǎn)生羥基自由基[.Η0]的化學(xué)氧化，能大大降低選擇性、提高反應(yīng)速率。原理就是在表面催化劑存在的條件下，利用強(qiáng)氧化劑一 03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，或?qū)⒋蠓肿佑袡C(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，較好的去除有機(jī)污染物。負(fù)載金屬或金屬氧化物的載體催化劑是由微小結(jié)晶和非結(jié)晶部分混合組成的復(fù)合物，本發(fā)明采用特殊負(fù)載方法將催化劑均勻鍍在多孔載體上，并通過高溫焙燒等穩(wěn)定化處理方法處理負(fù)載后的催化劑，催化劑浸泡在污水中表面含有大量的酸性或堿性基團(tuán)。這些酸性或堿性基團(tuán)的存在特別是羥基、酚羥基的存在，使催化劑不僅具有吸附能力，而且還具有催化能力。臭氧/催化劑協(xié)同作用過程中，首先對污染物進(jìn)行吸附富集，大量臭氧及污染物被富集在催化劑表面及孔洞中，在催化劑的作用下使臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基[.Η0]從而引發(fā)的鏈反應(yīng)，此反應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生十分活潑的、具有強(qiáng)氧化能力的單原子氧[.0]。臭氧催化氧化技術(shù)有效彌補(bǔ)了單純臭氧氧化對臭氧的利用率和有機(jī)污染物降解率較低的不足，金屬和金屬氧化物催化劑的運(yùn)用能夠大大提高臭氧利用率以及難降解污染物的去除率。
[0060]本發(fā)明所述的接觸氧化池又能有效的提高臭氧利用效率，增強(qiáng)C0D去除效果。本發(fā)明所述的一種臭氧催化氧化的方法與裝置能夠有效的解決低濃度難降解污水的處理問題，并且能夠大幅度提高臭氧利用率，減少臭氧投加量，增強(qiáng)C0D去除效果，減小臭氧催化氧化的選擇性，拓寬應(yīng)用范圍。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臭氧催化氧化裝置，包括: 接觸氧化池，用于臭氧接觸氧化處理污水； 進(jìn)水管，用于將待處理污水引入所述接觸氧化池； 臭氧進(jìn)氣管，用于將臭氧引入所述接觸氧化池； 增壓栗，用于污水增壓，與所述進(jìn)水管相連； 高效溶氣射流器相連，用于臭氧與增壓后污水的充分混合，與所述進(jìn)水管和臭氧進(jìn)氣管相連； 穿孔管布水器，用于臭氧和污水氣液混合液的平均分布，與所述高效溶氣射流器相連； 臭氧尾氣進(jìn)氣管，用于臭氧尾氣回流進(jìn)氣，與所述高效溶氣射流器相連； 臭氧尾氣破壞裝置，用于系統(tǒng)內(nèi)氧氣及殘留臭氧的排放，與所述臭氧尾氣進(jìn)氣管相連； 催化劑填料隔板，用于承載催化劑填料，位于所述接觸氧化池底部； 催化劑填料，用于催化臭氧氧化反應(yīng)，位于所述接觸氧化池內(nèi)的催化劑填料隔板上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于:所述接觸氧化池設(shè)計(jì)為多段分流式，污水從反應(yīng)池底部流入，頂部流出，形成上流式接觸氧化反應(yīng)路線。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于:所述高效溶氣射流器進(jìn)水口與增壓栗連接，通過壓力使得臭氧與污水充分混合溶解，從反應(yīng)池底部的布水器均勻進(jìn)入反應(yīng)池。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于:所述接觸氧化池頂部的尾氣排放口通過臭氧尾氣進(jìn)氣管與高效溶氣射流器相連，通過栗將未溶解反應(yīng)完全的臭氧重新返回至污水中，實(shí)現(xiàn)臭氧的多次投加。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于:所述高效接觸池底部設(shè)有催化劑填料隔板，所述催化劑填料隔板為穿孔隔板，所述催化劑填料隔板通過支架固定在所述接觸氧化池底部，所述催化劑填料隔板上放置催化劑填料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于:所述催化劑填料為活性組分負(fù)載在多孔載體上的高效負(fù)載型催化劑；所述催化劑載體為活性氧化鋁、活性炭、沸石、陶粒、分子篩中的一種或多種；所述催化劑活性組分為Cu、Fe、Mn、Zn的金屬或金屬氧化物中的一種或多種。7.一種使用如權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置進(jìn)行水處理的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，臭氧氣體通過臭氧進(jìn)氣管與接觸氧化池的每一段處理單元的高效溶氣射流器相連，分流后的臭氧在高效溶氣射流器中與污水進(jìn)行充分混合及溶解； 步驟二，混合溶解臭氧的污水通過穿孔管布水器均勻分布于接觸氧化池底部，以一定的上升流速通過催化劑填料，在這個(gè)過程中，大量污染物與臭氧被吸附在高效負(fù)載催化劑的表面及孔道中，通過催化劑的協(xié)同作用，將目標(biāo)污染物氧化分解； 步驟三，經(jīng)過氧化處理后的污水通過接觸氧化池頂部側(cè)面的出水口排放，而接觸氧化池頂部未溶解反應(yīng)充分的臭氧氣體通過臭氧尾氣排放口、氣栗和臭氧尾氣進(jìn)氣管再次返回到污水中，直至臭氧被最大限度的溶解利用。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臭氧催化氧化的方法，其特征在于:臭氧進(jìn)氣被分成N部分(N為接觸氧化池的單元反應(yīng)池?cái)?shù)量)，臭氧被平均分配后，每一部分的氣量減小了，更有助于提尚臭氧利用率。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臭氧催化氧化的方法，其特征在于:所述高效溶氣射流器分別與臭氧進(jìn)氣管和臭氧尾氣進(jìn)氣管相連，形成雙向進(jìn)氣方式。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臭氧催化氧化的方法，其特征在于:所述催化劑填料的填充率可調(diào)，填充率可調(diào)范圍為8%-75%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種臭氧催化氧化的方法與裝置。該裝置包括接觸氧化池、進(jìn)水管、增壓泵、高效溶氣射流器、穿孔管布水器、催化劑填料隔板、催化劑填料、臭氧進(jìn)氣管、臭氧尾氣進(jìn)氣管、臭氧尾氣破壞裝置。接觸氧化池為多段分流式，污水從底部流入，頂部流出，形成上流式接觸氧化反應(yīng)路線。臭氧經(jīng)高效溶氣射流器與污水充分混合溶解，通過穿孔管布水器分布于反應(yīng)池底部。反應(yīng)池底部設(shè)有催化劑填料隔板，隔板上為催化劑層。催化劑為金屬及金屬氧化物負(fù)載在多孔載體上的高效負(fù)載型催化劑。本發(fā)明通過污水在接觸氧化池里在負(fù)載催化劑的催化下與臭氧進(jìn)行非均相催化反應(yīng)，大幅度提高臭氧利用效率和氧化效率，降低臭氧投加量，降低運(yùn)營成本。
【IPC分類】C02F101/30, C02F1/78
【公開號】CN105417678
【申請?zhí)枴緾N201511013150
【發(fā)明人】陳福泰, 于明
【申請人】北京清大國華環(huán)境股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月31日