本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于難降解有機(jī)廢水處理的臭氧催化氧化裝置，應(yīng)用于焦化廢水深度處理單元，同時(shí)適用于石油、印染、煤化工等行業(yè)和垃圾滲濾液等含污染物濃度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難于生物降解的有機(jī)廢水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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由于臭氧在消毒，脫色和去除持久性溶解有機(jī)碳方面具有的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。然而采用臭氧單獨(dú)氧化技術(shù)無法在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)獲得顯著的COD去除效率，當(dāng)COD降解到一定程度，即使提升臭氧劑量也無法改善處理結(jié)果。臭氧催化氧化是近些年發(fā)展起來的一種新型的臭氧高級(jí)氧化技術(shù)，相比于臭氧單獨(dú)氧化，它可顯著提高COD去除率，達(dá)到更低的濃度下限。其反應(yīng)機(jī)理是利用反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量·OH(羥基自由基)來氧化分解水中的有機(jī)物從而達(dá)到水質(zhì)凈化?！H非?；顫?，反應(yīng)速率常數(shù)通常為10⁸～10¹⁰moll^-1s^-1，屬于非選擇性瞬時(shí)反應(yīng)。根據(jù)催化劑形態(tài)的不同，臭氧催化氧化分為兩類：在水溶液中加入一些溶解性過度金屬離子的均相臭氧氧化和將固態(tài)金屬、金屬氧化物負(fù)載在載體上的非均相臭氧氧化。

焦化廢水來源于煉焦及副產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝中，通常含有高濃度的酚、氰化物、硫氰化物和氨氮，同時(shí)還含有難以生物降解的油類、吡啶等雜環(huán)化合物和聯(lián)苯、萘等多環(huán)芳香化合物(PAHs)?，F(xiàn)有焦化企業(yè)廢水處理站多采用“預(yù)處理+生化處理+混凝沉淀”的處理工藝，國家2012年頒布實(shí)施《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污染物排放指標(biāo)提出了更高的要求，如果繼續(xù)采用原有處理工藝出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)。清潔高效的臭氧催化氧化工藝被國家認(rèn)定為水污染防治先進(jìn)技術(shù)，適用于焦化廢水處理升級(jí)改造。

現(xiàn)有用于廢水處理的臭氧催化氧化裝置，多采用接觸氧化池的形式，受水流形態(tài)、水質(zhì)和擴(kuò)散裝置的影響，進(jìn)入接觸氧化池的臭氧很難被充分吸收，導(dǎo)致臭氧利用率不高，水質(zhì)很難達(dá)標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是針對(duì)非均相臭氧催化氧化工藝，提供一種應(yīng)用于難降解有機(jī)廢水處理的臭氧催化氧化裝置，通過在本實(shí)用新型的裝置內(nèi)充填高效催化劑，優(yōu)化催化劑固定形式，改善臭氧投加方式，達(dá)到更為合理的“固態(tài)催化劑-臭氧氣體-廢水”的三相接觸反應(yīng)條件，提高臭氧化效率，降低臭氧消耗量，從而降低污水處理的成本與能耗。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種應(yīng)用于難降解有機(jī)廢水處理的臭氧催化氧化裝置，包括催化塔和氧化池兩部分，有機(jī)廢水依次進(jìn)入催化塔、氧化池進(jìn)行臭氧化處理，其特征在于：催化塔的塔頂設(shè)有噴淋進(jìn)水管，催化塔的塔底設(shè)有臭氧和壓縮空氣進(jìn)入管，催化塔的塔底設(shè)有出水管，氧化池的池底設(shè)有進(jìn)水管、臭氧和壓縮空氣進(jìn)入管，氧化池的池頂設(shè)有穿孔出水管，催化塔和氧化池頂部均設(shè)有尾氣收集管，尾氣收集管與臭氧尾氣破壞器相連。有機(jī)廢水從催化塔的塔頂噴淋進(jìn)入塔內(nèi)，水流方向自上而下，臭氧和壓縮空氣從催化塔底進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)催化塔處理的有機(jī)廢水從催化塔的塔底流出，并從氧化池的池底進(jìn)入氧化池內(nèi)，臭氧和壓縮空氣從氧化池底進(jìn)入氧化池內(nèi)，經(jīng)氧化池的處理后的有機(jī)廢水從氧化池頂通過穿孔管出水，催化塔和氧化池頂部均設(shè)有尾氣收集管，收集的臭氧尾氣均通過尾氣破壞器后排空。

所述的催化塔內(nèi)填裝蜂窩狀金屬基催化劑，氧化池內(nèi)填裝多孔顆粒狀碳基催化劑，蜂窩狀金屬基催化劑、多孔顆粒狀碳基催化劑均從市場(chǎng)直接購買。

一種利用應(yīng)用于難降解有機(jī)廢水處理的臭氧催化氧化裝置的方法為：(1)、有機(jī)廢水經(jīng)生化處理和過濾后，進(jìn)入催化塔，廢水從催化塔頂噴淋進(jìn)入塔內(nèi)，水流方向自上而下，臭氧和壓縮空氣從催化塔底進(jìn)入，通過觀察流量計(jì)和塔體液位計(jì)，確定進(jìn)水流量和塔內(nèi)液位高度，調(diào)節(jié)進(jìn)出水閥門的開度，達(dá)到設(shè)計(jì)流量和預(yù)期液位，催化塔的出水進(jìn)入氧化池；有機(jī)廢水、臭氧和壓縮空氣均從氧化池底部進(jìn)入氧化池內(nèi)反應(yīng)區(qū)，有機(jī)廢水至氧化池頂通過穿孔管出水，催化塔和氧化池頂部均設(shè)有尾氣收集管，收集的臭氧尾氣均通過尾氣破壞器后排空。

根據(jù)出水水質(zhì)和運(yùn)行周期對(duì)催化塔和氧化池定期進(jìn)行反沖洗，反沖洗采用“氣反洗(3min)-氣水同時(shí)反洗(3min)-水反洗(20min)”的操作模式。氣反洗采用壓縮空氣，壓力要求0.4MPa≤P≤0.5MPa，反洗水水質(zhì)要求：懸浮物≤10mg/L，COD≤150mg/L。

本實(shí)用新型有益效果：

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，人工操作方便，通過在本實(shí)用新型的裝置內(nèi)充填高效催化劑，優(yōu)化催化劑固定形式，改善臭氧投加方式，達(dá)到更為合理的“固態(tài)催化劑-臭氧氣體-廢水”的三相接觸反應(yīng)條件，提高臭氧化效率，降低臭氧消耗量，從而降低污水處理的成本與能耗。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型的示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的氧化池結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

如圖1所示，一種應(yīng)用于難降解有機(jī)廢水處理的臭氧催化氧化裝置，包括催化塔和氧化池兩部分，有機(jī)廢水依次進(jìn)入催化塔、氧化池進(jìn)行臭氧化處理，其特征在于：催化塔的塔頂設(shè)有噴淋進(jìn)水管，催化塔的塔底設(shè)有臭氧和壓縮空氣進(jìn)入管，催化塔的塔底設(shè)有出水管，氧化池的池底設(shè)有進(jìn)水管、臭氧和壓縮空氣進(jìn)入管，氧化池的池頂設(shè)有穿孔出水管，催化塔和氧化池頂部均設(shè)有尾氣收集管，尾氣收集管與臭氧尾氣破壞器相連。有機(jī)廢水從催化塔的塔頂噴淋進(jìn)入塔內(nèi)，水流方向自上而下，臭氧和壓縮空氣從催化塔底進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)催化塔處理的有機(jī)廢水從催化塔的塔底流出，并從氧化池的池底進(jìn)入氧化池內(nèi)，臭氧和壓縮空氣從氧化池底進(jìn)入氧化池內(nèi)，經(jīng)氧化池的處理后的有機(jī)廢水從氧化池頂通過穿孔管出水，催化塔和氧化池頂部均設(shè)有尾氣收集管，收集的臭氧尾氣均通過尾氣破壞器后排空。催化塔和氧化池的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)；所述的催化塔內(nèi)填裝蜂窩狀金屬基催化劑，氧化池內(nèi)填裝多孔顆粒狀碳基催化劑，蜂窩狀金屬基催化劑、多孔顆粒狀碳基催化劑均從市場(chǎng)直接購買。

催化塔進(jìn)水采用噴淋的方式由上至下均勻布水，O₃、壓縮空氣由催化塔底部進(jìn)入，布?xì)獠捎帽P式微孔擴(kuò)散鈦板曝氣器，水流、氣流逆向而動(dòng)，氣水混合充分；設(shè)計(jì)液氣比2:1，氣體上升流速小于4mm/s。蜂窩狀金屬基催化劑分兩層布置在催化塔中間部位，有利于水、氣介質(zhì)充分接觸，高效催化氧化廢水中難降解有機(jī)物。催化塔采用316L不銹鋼材質(zhì)，分別設(shè)置進(jìn)水口、臭氧進(jìn)氣口、氣反洗進(jìn)氣口、出水/反洗進(jìn)水口、反洗排水口、尾氣排放口和溢流口等接口。其中尾氣排放口接至臭氧尾氣破壞器，溢流出水接至氧化池。

氧化池的結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述氧化池尺寸根據(jù)水量及臭氧與水的接觸時(shí)間確定，要求不小于30min。氧化池的池深大于5m，分為接觸反應(yīng)區(qū)和出水區(qū)，池頂密封，以防尾氣漏出。廢水和O₃、壓縮空氣均從氧化池的底部進(jìn)入，采用等靜壓多孔鈦板作分布板，具有優(yōu)異耐腐蝕性、重量輕、強(qiáng)度高、氣泡均勻、不堵塞等優(yōu)點(diǎn)。氧化池的中部填充顆粒狀碳基催化劑，廢水經(jīng)過催化劑填料層，通過氧化、吸附、過濾等作用進(jìn)一步將難降解有機(jī)物分解成為小分子物質(zhì)、二氧化碳和水，使廢水中的有機(jī)物大大減少。氧化池的頂部安裝臭氧尾氣破壞器。剩余臭氧尾氣由風(fēng)機(jī)抽出，通過一個(gè)預(yù)加熱帶將溫度升高后進(jìn)入尾氣破壞帶，再通過催化破壞方式將臭氧破壞。

根據(jù)出水水質(zhì)和運(yùn)行周期對(duì)催化塔和氧化池定期進(jìn)行反沖洗，反沖洗采用“氣反洗(3min)-氣水同時(shí)反洗(3min)-水反洗(20min)”的操作模式。氣反洗采用壓縮空氣，壓力要求0.4MPa≤P≤0.5MPa，反洗水水質(zhì)要求：懸浮物≤10mg/L，COD≤150mg/L。

將本實(shí)用新型方法應(yīng)用于武鋼平煤焦化廢水站深度處理，出水COD小于60mg/L,穩(wěn)定達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)表3間接排放標(biāo)準(zhǔn)(COD<80mg/L)。