一種組合式臭氧催化氧化裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種組合式臭氧催化氧化裝置。該裝置包括水池(A)和反應(yīng)罐(B)，所述水池(A)包括至少兩個(gè)儲(chǔ)水池，每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐(B)通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管(D)和循環(huán)水出水管(E)連接，每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐(B)形成封閉循環(huán)回路。本實(shí)用新型采用水池(A)和反應(yīng)罐(B)相結(jié)合設(shè)計(jì)的原則，以反應(yīng)罐(B)承擔(dān)有效區(qū)的功能，通過(guò)縮小罐體直徑，提升催化劑填料裝填高度，使填料層變成細(xì)高的反應(yīng)床層。本實(shí)用新型這種組合裝置，將功能區(qū)劃分開(kāi)，在發(fā)揮最大效能的同時(shí)減少設(shè)備投資。
【專利說(shuō)明】
一種組合式臭氧催化氧化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于污水處理的組合式臭氧催化氧化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧催化氧化技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的環(huán)保水處理技術(shù)中的一種高級(jí)氧化技術(shù)，主要用于去除污水中的難降解有機(jī)物，降低CODCr值。其作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、完整的深度水處理系統(tǒng)，通常由臭氧發(fā)生系統(tǒng)、反應(yīng)池(罐)、催化劑等分系統(tǒng)組成。其中臭氧發(fā)生器已經(jīng)產(chǎn)品化多年，有專業(yè)的發(fā)生器生產(chǎn)廠家不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和性能提升。目前針對(duì)臭氧催化氧化技術(shù)的研究大多集中在催化劑的研制(包括選擇催化組分、催化載體、同相催化、異相催化)和臭氧催化與其他技術(shù)的聯(lián)用協(xié)同氧化效果(包括微波+臭氧催化、光催化+臭氧催化、臭氧催化+紫外光(UV)等組合工藝)。但對(duì)于臭氧催化氧化的反應(yīng)裝置沒(méi)有較為深入廣泛的研究。臭氧催化氧化反應(yīng)裝置作為臭氧催化氧化反應(yīng)的唯一場(chǎng)所，其對(duì)氧化效果也會(huì)有影響。
[0003]常規(guī)臭氧催化氧化裝置可分為池型(鋼混結(jié)構(gòu))和塔型(玻璃鋼材質(zhì))兩種。池型有效水深在5.5?6.5m，塔型水深一般可以達(dá)到8.5m左右，一套完整的臭氧催化氧化裝置包括本體、臭氧釋放及收集管道、承托層、催化劑填料、進(jìn)出水管道、反洗管道及相關(guān)閥門(mén)，如圖1所示。
[0004]進(jìn)出水方式采用下進(jìn)上出或者上進(jìn)下出，使污水均勻通過(guò)催化劑填料層，并使其在催化劑作用下與臭氧產(chǎn)生的羥基自由基進(jìn)行氧化降解反應(yīng)。臭氧通過(guò)裝置底部的布?xì)夤艿?上裝有鈦材曝氣盤(pán)DN150)釋放出，自下而上通過(guò)催化劑填料，尾氣從池/罐體上部尾氣口排出。裝置本身設(shè)有氣水反沖洗功能，定期對(duì)催化劑填料進(jìn)行反沖洗，避免填料層懸浮物污堵和結(jié)垢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]常規(guī)的臭氧催化氧化反應(yīng)裝置內(nèi)部空間可分為有效區(qū)(有催化劑填料)和無(wú)效區(qū)(無(wú)催化劑填料)兩部分。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證臭氧催化氧化作用主要發(fā)生在有效區(qū)，而有效區(qū)的催化劑填料數(shù)量又直接決定了項(xiàng)目投資。因此如何提高污水在有效區(qū)的接觸時(shí)間，提高臭氧催化氧化效能，同時(shí)盡量減少催化劑填料數(shù)量是對(duì)臭氧催化氧化反應(yīng)裝置改進(jìn)的方向。
[0006]常規(guī)的臭氧催化氧化反應(yīng)裝置存在的缺點(diǎn):
[0007]目前常規(guī)的臭氧催化氧化反應(yīng)裝置中:①池型裝置水深受到限制，一般池型有效水深在5.5?6.5m，而臭氧發(fā)生器出口氣壓約在1m水柱，意味著臭氧在水中行程短，逸散速度較快，導(dǎo)致臭氧利用率不高，平均利用率在70%;②塔型裝置水深一般可以達(dá)到8.5m左右，雖然可以利用靜壓差提高臭氧在水體中的利用效率，但造價(jià)較池型貴。
[0008]以上兩種形式的反應(yīng)裝置還存在共同缺點(diǎn):①連續(xù)進(jìn)水時(shí)配水不宜均勻，需要設(shè)置獨(dú)立的配水管道系統(tǒng);②運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)水量和臭氧曝氣量在單位面積的強(qiáng)度相對(duì)較小，催化劑填料比重較大，催化劑填料層基本處于固定床狀態(tài)，導(dǎo)致氣/水在催化劑填料層通過(guò)時(shí)容易形成固定的通道，導(dǎo)致氣/水的短流，影響了氣/液/固三相的充分接觸;③短流通過(guò)的污水不能重復(fù)與催化劑填料接觸，導(dǎo)致不合格污水直接影響出水水質(zhì)效果;④抗沖擊負(fù)荷小，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大時(shí)，常規(guī)連續(xù)流反應(yīng)時(shí)間不易調(diào)整，使得最終出水難以達(dá)標(biāo)。
[0009]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有臭氧催化氧化裝置的不足，提出一種組合式臭氧催化氧化裝置，采用水池和罐體結(jié)合的方式，通過(guò)優(yōu)化臭氧催化氧化裝置的構(gòu)造和運(yùn)行方式，設(shè)計(jì)出一套能更好的發(fā)揮臭氧催化氧化效能的裝置，既能節(jié)省投資，又能保證較高的處理效率，同時(shí)提高系統(tǒng)運(yùn)行的自控化程度。
[0010]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型提出了如下技術(shù)方案。
[0011 ] 一種組合式臭氧催化氧化裝置，包括水池A和反應(yīng)罐B，
[0012]所述水池A包括至少兩個(gè)儲(chǔ)水池，每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐B通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管D和循環(huán)水出水管E連接，每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐B形成封閉循環(huán)回路。
[0013]優(yōu)選的，其中，所述反應(yīng)罐B從下到上依次設(shè)置有:進(jìn)氣區(qū)B1、進(jìn)水區(qū)B2、催化劑區(qū)B3、清水區(qū)B4以及集氣區(qū)B5;所述進(jìn)水區(qū)B2與每個(gè)儲(chǔ)水池連接，以及所述清水區(qū)B4與每個(gè)儲(chǔ)水池連接。
[0014]優(yōu)選的，其中，所述催化劑區(qū)B3高度占反應(yīng)罐B總高度的70-80% ;所述清水區(qū)B4占反應(yīng)罐B總高度的5-10% ;所述進(jìn)氣區(qū)BI占反應(yīng)罐B總高度的5-10%，所述進(jìn)水區(qū)B2占反應(yīng)罐B總高度的5-10%，所述集氣區(qū)B5占反應(yīng)罐B總高度的5-10%。
[0015]優(yōu)選的，其中，所述反應(yīng)罐B直徑小于4m。
[0016]優(yōu)選的，其中，儲(chǔ)水池之間并聯(lián)連接。
[0017]優(yōu)選的，其中，連接每個(gè)儲(chǔ)水池的污水進(jìn)水管，污水排水管，循環(huán)水進(jìn)水管和循環(huán)水出水管上設(shè)有閥門(mén)；循環(huán)水進(jìn)水管上設(shè)有循環(huán)水栗C。
[0018]優(yōu)選的，其中，所述水池A包括儲(chǔ)水池Al和儲(chǔ)水池A2 ；
[0019]所述儲(chǔ)水池Al通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管支線Dl和循環(huán)水進(jìn)水管D連接反應(yīng)罐B的進(jìn)水區(qū)B2，通過(guò)循環(huán)水出水管支線El和循環(huán)水進(jìn)水管E連接反應(yīng)罐B的清水區(qū)B4;所述儲(chǔ)水池Al的污水進(jìn)水管支線Fl上設(shè)置有進(jìn)水閥門(mén)Al-1，所述儲(chǔ)水池Al的循環(huán)水進(jìn)水管支線Dl上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)A1-2，所述儲(chǔ)水池Al的循環(huán)水出水管支線El上設(shè)置有循環(huán)水出水閥門(mén)Al-3，所述儲(chǔ)水池Al的污水排水管支線Gl上設(shè)置有排水閥門(mén)A1-4;
[0020]所述儲(chǔ)水池A2通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管支線D2和循環(huán)水進(jìn)水管D連接反應(yīng)罐B的進(jìn)水區(qū)B2，通過(guò)循環(huán)水出水管支線E2和循環(huán)水進(jìn)水管E連接反應(yīng)罐B的清水區(qū)B4;所述儲(chǔ)水池A2的污水進(jìn)水管支線F2上設(shè)置有進(jìn)水閥門(mén)A2-1，所述儲(chǔ)水池A2的循環(huán)水進(jìn)水管支線D2上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)A2-2，所述儲(chǔ)水池A2的循環(huán)水出水管支線E2上設(shè)置有循環(huán)水出水閥門(mén)A2-3，所述儲(chǔ)水池A2的污水排水管支線G2上設(shè)置有排水閥門(mén)A2-4。
[0021]優(yōu)選的，所述反應(yīng)罐B的進(jìn)氣區(qū)BI設(shè)有臭氧進(jìn)氣管Bl-1和臭氧布?xì)夤艿繠1-2。
[0022]優(yōu)選的，所述反應(yīng)罐B進(jìn)氣區(qū)BI還設(shè)有反洗空氣管B1-3和空氣布?xì)夤艿繠1-4;反應(yīng)罐B進(jìn)水區(qū)B2還設(shè)有反洗進(jìn)水管B2-1;反應(yīng)罐B清水區(qū)B4還設(shè)有反洗水出水管B4-1;反應(yīng)罐B集氣區(qū)B5還設(shè)有臭氧尾氣排口 B5-1和排氣口 B5-2。
[0023]采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，至少具有如下有益效果:可以將臭氧催化氧化效率提高15%?20%，系統(tǒng)投資節(jié)約10%左右。另外本實(shí)用新型裝置與常規(guī)臭氧催化氧化裝置相比具有如下的優(yōu)勢(shì):
[0024]①針對(duì)常規(guī)的臭氧催化氧化反應(yīng)裝置存在有效區(qū)和無(wú)效區(qū)的功能差別，采用水池A和反應(yīng)罐B相結(jié)合設(shè)計(jì)的原則，以反應(yīng)罐B承擔(dān)有效區(qū)的功能，通過(guò)縮小罐體直徑，提升催化劑填料裝填高度，使填料層變成細(xì)高的反應(yīng)床層;傳統(tǒng)無(wú)效區(qū)獨(dú)立出來(lái)做成鋼混結(jié)構(gòu)的水池A，使其主要承擔(dān)存水、過(guò)渡的作用。本實(shí)用新型這種組合裝置，將功能區(qū)劃分開(kāi)，在發(fā)揮最大效能的同時(shí)減少設(shè)備投資。
[0025]②在水池A和反應(yīng)罐B間增加循環(huán)措施，使污水在反應(yīng)罐B內(nèi)反復(fù)循環(huán)，這使短流經(jīng)過(guò)填料層的污水可以多次經(jīng)過(guò)填料層，防止常規(guī)裝置因短流導(dǎo)致的反應(yīng)不徹底；
[0026]③循環(huán)措施在反應(yīng)罐B下部區(qū)域起到再次配水與擦洗填料的作用，其擦洗強(qiáng)度可達(dá)到5?10L/m2.s，可以有效防止懸浮物在催化劑填料層的堵塞，降低催化劑填料表面的結(jié)垢、板結(jié)風(fēng)險(xiǎn)，還可在經(jīng)過(guò)催化劑填料層前形成一個(gè)氣水混合紊流團(tuán)，確保氣水兩相先充分混合，再與固相進(jìn)行更好的結(jié)合；
[0027]④當(dāng)前段水質(zhì)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，可通過(guò)控制水池A的進(jìn)水時(shí)間和排水時(shí)間，為反應(yīng)罐B爭(zhēng)取更多反應(yīng)時(shí)間，以保證水質(zhì)的達(dá)標(biāo)，增加了整個(gè)臭氧催化氧化系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1現(xiàn)有臭氧催化氧化反應(yīng)裝置示意圖。
[0029]圖2本實(shí)用新型組合式臭氧催化氧化裝置示意圖。
[0030]圖3水池A運(yùn)行邏輯示意圖。
[0031]圖4本實(shí)用新型裝置和現(xiàn)有技術(shù)裝置出水效果曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了更好的理解本實(shí)用新型的內(nèi)容，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明，但具體的實(shí)施方式并不是對(duì)本實(shí)用新型所做的限制。
[0033]本實(shí)用新型臭氧催化氧化裝置，采用水池A和反應(yīng)罐B組合反應(yīng)模式，水池A負(fù)責(zé)進(jìn)水、出水功能調(diào)節(jié)，反應(yīng)罐B負(fù)責(zé)臭氧催化氧化的高效段反應(yīng)。本實(shí)用新型常態(tài)性運(yùn)行程序?yàn)?水池A的進(jìn)水/循環(huán)/排水+反應(yīng)罐B的連續(xù)曝臭氧反應(yīng)，非常態(tài)性在線操作的方法有氣洗、水反沖洗。本實(shí)用新型裝置適用于污水深度處理中涉及的所有臭氧催化氧化工藝。本實(shí)用新型污水、廢水是指受一定污染的、來(lái)自生活和生產(chǎn)的排出水，通常含有能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)。本實(shí)用新型用COD來(lái)表征污水、廢水的處理情況。化學(xué)需氧量COD (ChemicalOxygen Demand)是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。
[0034]如圖2所示，本實(shí)用新型組合式臭氧催化氧化裝置示意圖。該組合式臭氧催化氧化裝置包括水池A和反應(yīng)罐B。水池A負(fù)責(zé)接收來(lái)水、中間過(guò)渡、排水的作用，反應(yīng)罐B提供催化氧化的反應(yīng)場(chǎng)所(底部連續(xù)曝臭氧)。水池A與反應(yīng)罐B間通過(guò)循環(huán)水栗C進(jìn)行連接，循環(huán)水栗C的作用是將水池A的水打入反應(yīng)罐B底部，使水經(jīng)過(guò)反應(yīng)罐B催化劑填料層并與臭氧進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)罐B上端出水通過(guò)重力作用流回到水池A，形成一個(gè)內(nèi)循環(huán)，在經(jīng)過(guò)若干循環(huán)次數(shù)(即:達(dá)到要求的反應(yīng)時(shí)間)后，水質(zhì)達(dá)標(biāo)，再通過(guò)水池A外排。
[0035]本實(shí)用新型水池A包括至少兩個(gè)儲(chǔ)水池。每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐B通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管D和循環(huán)水出水管E連接，每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐B形成封閉循環(huán)回路。圖2僅示出了水池A包括儲(chǔ)水池Al和儲(chǔ)水池A2的情況，但是根據(jù)本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力實(shí)施包括三個(gè)以上儲(chǔ)水池的組合式臭氧催化氧化裝置，圖2所示情況并不作為本實(shí)用新型的限制。
[0036]本實(shí)用新型反應(yīng)罐B從下到上依次包括:進(jìn)氣區(qū)B1、進(jìn)水區(qū)B2、催化劑區(qū)B3、清水區(qū)B4以及集氣區(qū)B5;所述進(jìn)水區(qū)B2與每個(gè)儲(chǔ)水池連接，以及所述清水區(qū)B4與每個(gè)儲(chǔ)水池連接。
[0037]本實(shí)用新型儲(chǔ)水池之間并聯(lián)連接，連接每個(gè)儲(chǔ)水池的污水進(jìn)水管，污水排水管，循環(huán)水進(jìn)水管和循環(huán)水出水管上設(shè)有閥門(mén)；循環(huán)水進(jìn)水管上設(shè)有循環(huán)水栗C。具體的，如圖2所示，儲(chǔ)水池Al通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管支線Dl和循環(huán)水進(jìn)水管D連接反應(yīng)罐B的進(jìn)水區(qū)B2，通過(guò)循環(huán)水出水管支線El和循環(huán)水進(jìn)水管E連接反應(yīng)罐B的清水區(qū)B4。污水進(jìn)水管F具有污水進(jìn)水管支線Fl，所述儲(chǔ)水池Al的污水進(jìn)水管支線Fl上設(shè)置有進(jìn)水閥門(mén)Al-1。循環(huán)水進(jìn)水管D具有循環(huán)水進(jìn)水管支線Dl，所述儲(chǔ)水池Al的循環(huán)水進(jìn)水管支線Dl上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)Al-
2。循環(huán)水出水管E具有循環(huán)水出水管支線EI，所述儲(chǔ)水池AI的循環(huán)水出水管支線EI上設(shè)置有循環(huán)水出水閥門(mén)A1-3。污水排水管G具有污水排水管支線Gl，所述儲(chǔ)水池Al的污水排水管支線Gl上設(shè)置有排水閥門(mén)A1-4。儲(chǔ)水池A2通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管支線D2和循環(huán)水進(jìn)水管D連接反應(yīng)罐B的進(jìn)水區(qū)B2，通過(guò)循環(huán)水出水管支線E2和循環(huán)水進(jìn)水管E連接反應(yīng)罐B的清水區(qū)B4。污水進(jìn)水管F具有污水進(jìn)水管支線F2，所述儲(chǔ)水池A2的污水進(jìn)水管支線F2上設(shè)置有進(jìn)水閥門(mén)A2-1。循環(huán)水進(jìn)水管D具有循環(huán)水進(jìn)水管支線D2，所述儲(chǔ)水池A2的循環(huán)水進(jìn)水管支線D2上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)A2-2。循環(huán)水出水管E具有循環(huán)水出水管支線E2，所述儲(chǔ)水池A2的循環(huán)水出水管支線E2上設(shè)置有循環(huán)水出水閥門(mén)A2-3。污水排水管G具有污水排水管支線G2，所述儲(chǔ)水池A2的污水排水管支線G2上設(shè)置有排水閥門(mén)A2-4。圖2僅示出了水池A包括儲(chǔ)水池Al和儲(chǔ)水池A2的情況。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以推斷出儲(chǔ)水池大于等于3個(gè)的情況下，閥門(mén)的設(shè)置情況和管道的連接關(guān)系。另外，本實(shí)用新型循環(huán)水的出水和進(jìn)水參照反應(yīng)罐B的循環(huán)水走向命名，循環(huán)水流出反應(yīng)罐B的管道為循環(huán)水出水管，其上設(shè)置的閥門(mén)為循環(huán)水出水閥門(mén)，循環(huán)水流入反應(yīng)罐B的管道為循環(huán)水進(jìn)水管，其上設(shè)置的閥門(mén)為循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)。
[0038]下面以水池A包括儲(chǔ)水池Al和儲(chǔ)水池A2為例，說(shuō)明本實(shí)用新型污水的走向。首先打開(kāi)儲(chǔ)水池Al的進(jìn)水閥門(mén)Al-1，污水來(lái)水經(jīng)栗提升或者重力經(jīng)污水進(jìn)水管F和污水進(jìn)水管支線Fl流入儲(chǔ)水池Al，當(dāng)進(jìn)水達(dá)到規(guī)定液位后停止進(jìn)水。此時(shí)關(guān)閉儲(chǔ)水池Al進(jìn)水閥門(mén)Al-1，打開(kāi)儲(chǔ)水池A2的進(jìn)水閥門(mén)A2-1，然后相繼打開(kāi)儲(chǔ)水池Al的循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)A1-2，循環(huán)水栗C，和循環(huán)水出水閥門(mén)A1-3。儲(chǔ)水池Al內(nèi)的水在循環(huán)水栗C的作用下經(jīng)循環(huán)水進(jìn)水管支線Dl和循環(huán)水進(jìn)水管D從進(jìn)水區(qū)B2打入反應(yīng)罐B，污水自下而上流動(dòng)。反應(yīng)罐B的臭氧經(jīng)進(jìn)氣區(qū)BI自下而上流動(dòng)。污水與臭氧在催化劑區(qū)B3進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)循環(huán)水出水管支線El和循環(huán)水進(jìn)水管E，循環(huán)水進(jìn)水管支線Dl和循環(huán)水進(jìn)水管D，被處理水在水池Al與反應(yīng)罐B間循環(huán)，直至水池Al中的水達(dá)到要求停止反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，停止循環(huán)水栗C，關(guān)閉儲(chǔ)水池Al的循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)A1-2，打開(kāi)儲(chǔ)水池Al的排水閥門(mén)A1-4，儲(chǔ)水池Al進(jìn)行排水，當(dāng)儲(chǔ)水池Al排水結(jié)束時(shí)，儲(chǔ)水池A2進(jìn)水已達(dá)到規(guī)定液位，此時(shí)關(guān)閉儲(chǔ)水池Al排水閥門(mén)A1-4，關(guān)閉儲(chǔ)水池A2進(jìn)水閥門(mén)A2-1，打開(kāi)儲(chǔ)水池Al的進(jìn)水閥門(mén)Al-1，然后相繼打開(kāi)儲(chǔ)水池A2的循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)A2-2，循環(huán)水栗C，和循環(huán)水出水閥門(mén)A2-3，儲(chǔ)水池A2內(nèi)的水在循環(huán)水栗C的作用下經(jīng)循環(huán)水進(jìn)水管支線D2和循環(huán)水進(jìn)水管D從進(jìn)水區(qū)B2打入打入B罐，污水自下而上流動(dòng)，與臭氧在催化劑區(qū)B3進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)循環(huán)水出水管支線E2和循環(huán)水進(jìn)水管E，循環(huán)水進(jìn)水管支線D2和循環(huán)水進(jìn)水管D，被處理水在水池A2與反應(yīng)罐B間循環(huán)，直至儲(chǔ)水池A2中的水達(dá)到要求停止反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，停止循環(huán)水栗C、關(guān)閉儲(chǔ)水池A2的循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)A2-2，打開(kāi)儲(chǔ)水池A2的排水閥門(mén)A2-4。儲(chǔ)水池Al和儲(chǔ)水池A2如此循環(huán)往復(fù)，與反應(yīng)罐B配合完成整個(gè)臭氧催化氧化的反應(yīng)過(guò)程。
[0039]本實(shí)用新型儲(chǔ)水池A和反應(yīng)罐B之間通過(guò)循環(huán)水栗C連接，使短流經(jīng)過(guò)填料層的污水可以多次經(jīng)過(guò)催化劑區(qū)B3，防止因短流導(dǎo)致的反應(yīng)不徹底。循環(huán)水栗C使反應(yīng)罐B的催化劑區(qū)B3避免出現(xiàn)懸浮物堵塞、填料表面結(jié)垢的傾向。
[0040]儲(chǔ)水池Al和儲(chǔ)水池A2在運(yùn)行過(guò)程中相當(dāng)于一個(gè)序批狀態(tài)，依次完成進(jìn)水、循環(huán)、排水的過(guò)程，邏輯關(guān)系如圖3所示，TAl進(jìn)水= TA2循環(huán)+TA2排水(T表示時(shí)間)。
[0041]本實(shí)用新型催化劑采用常規(guī)的應(yīng)用于污水處理的催化劑，例如以活性炭為載體，負(fù)載錳、銅、鐵、鈰、鋯、鎳等金屬氧化物中的一種或多種而成的非均相臭氧催化氧化催化劑；以活性氧化鋁為載體，負(fù)載錳、銅、鐵、鈰、鋯、鎳等金屬氧化物中的一種或多種而成的非均相臭氧催化氧化催化劑。
[0042]當(dāng)反應(yīng)罐B在使用一定周期后，催化劑區(qū)B3會(huì)截留和吸附一定量的懸浮物，需要進(jìn)行氣水反沖洗。反應(yīng)罐B進(jìn)氣區(qū)BI還設(shè)有反洗空氣管B1-3和空氣布?xì)夤艿繠1-4;反應(yīng)罐B進(jìn)水區(qū)B2還設(shè)有反洗進(jìn)水管B2-1;反應(yīng)罐B清水區(qū)B4還設(shè)有反洗水出水管B4-1;反應(yīng)罐B集氣區(qū)B5還設(shè)有臭氧尾氣排口B5-1和排氣口 B5-2。開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)(圖未示)使氣流經(jīng)反洗空氣管B1-3進(jìn)入反應(yīng)罐B，然后逆向通過(guò)反應(yīng)罐B的催化劑區(qū)B3，高壓水從反洗進(jìn)水管B2-1進(jìn)入反應(yīng)罐B，然后逆向通過(guò)反應(yīng)罐B的催化劑區(qū)B3，借助氣流和水流的剪切力和顆粒的碰撞摩擦力清洗催化劑區(qū)B3的填料層，使催化劑區(qū)B3填料層內(nèi)的污物脫離。清洗后的氣體從排氣口B5-2排出，清洗后的水從反洗水出水管B4-1排出。
[0043]本實(shí)用新型所用臭氧可以由常規(guī)臭氧發(fā)生器生成，然后從臭氧進(jìn)氣管Bl-1和臭氧布?xì)夤艿繠1-2進(jìn)入反應(yīng)罐B。優(yōu)選的，臭氧布?xì)夤艿繠1-2上設(shè)有曝氣盤(pán)DN150，起到充分布?xì)獾淖饔?。臭氧?jīng)過(guò)與廢水充分接觸后，生成含臭氧、氧氣和二氧化碳的混合氣體，該混合氣體穿過(guò)清水區(qū)，在集氣區(qū)匯集，然后優(yōu)選經(jīng)過(guò)臭氧尾氣破壞器破壞剩余的臭氧后，排放到大氣中。
[0044]根據(jù)廢水的水質(zhì)、規(guī)模及處理要求設(shè)計(jì)水池A和反應(yīng)罐B的尺寸，水池A通常為普通的鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部無(wú)功能性配件，其單格容積=進(jìn)水量X (T循環(huán)+T排水)。所述催化劑區(qū)B3高度占反應(yīng)罐B總高度的70-80% ;所述清水區(qū)B4占反應(yīng)罐B總高度的5-10% ;所述進(jìn)氣區(qū)BI占反應(yīng)罐B總高度的5-10%，所述進(jìn)水區(qū)B2占反應(yīng)罐B總高度的5-10%，所述集氣區(qū)B5占反應(yīng)罐B總高度的5-10 %。循環(huán)水栗C的流量按照水流在反應(yīng)罐B的表面負(fù)荷3?5L/m2/s設(shè)計(jì)。根據(jù)反應(yīng)時(shí)間變化，進(jìn)水水量為5?12m3/h。
[0045]實(shí)施例和對(duì)比例以重鉻酸鉀為氧化劑測(cè)定化學(xué)需氧量(COD)。
[0046]用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行測(cè)定。
[0047]回流裝置:帶250mL錐形瓶的全玻璃回流裝置。
[0048]加熱裝置:電熱板或變阻電爐。
[0049]試亞鐵靈指示液:稱取1.485g鄰菲啰啉((:12!18%!120)，0.6958硫酸亞鐵(？63047H20)溶于水中，稀釋至10mL，儲(chǔ)于棕色瓶中。
[0050]硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱取39.5g硫酸亞鐵銨(C(NH4)2Fe(S04)2 6H20)溶于水中，邊攪拌邊緩緩加入20mL濃硫酸，冷卻后移入100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。臨用前，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。標(biāo)定方法:吸取10.0OmL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至I 1mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，混勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵錄指示液(約0.15mL)，用硫酸亞鐵銨滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色到紅褐色即為終點(diǎn)。
[0051]C = 0.2500X10.00/V
[0052]式中:C-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的的濃度，mol/L;V-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定的用量，
mLo
[0053]硫酸-硫酸銀溶液:于2500mL濃硫酸溶液中加入25g硫酸銀。放置I?2天，不時(shí)搖動(dòng)使其溶解。
[0054]硫酸汞:結(jié)晶或粉末。
[0055]實(shí)驗(yàn)步驟:取20.0OmL混合均勻的水樣，置250mL磨口的回流錐形瓶，準(zhǔn)確加入
10.0Oml 0.25moI/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒洗凈的玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸-硫酸銀溶液，輕輕搖動(dòng)錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2小時(shí)(自開(kāi)始沸騰時(shí)計(jì)時(shí))。
[0056]冷卻后，用90mL水從上部慢慢沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點(diǎn)不明顯。
[0057]溶液再度冷卻或，加三滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。
[0058]測(cè)定水樣的同時(shí)，以20.0OmL蒸餾水，按同樣操作步驟作空白試驗(yàn)。記錄滴定空白時(shí)硫酸亞鐵錢(qián)標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。
[0059]數(shù)據(jù)處理CODcr濃度(以O(shè)2計(jì))(mg/L)= (V0-V1) X C X 8 X 1000/V試中:C-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L ；
[0060]VO-滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL;
[0061 ] Vl-滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL;
[0062]V-水樣的體積，mL;
[0063]8-氧(1/20)摩爾質(zhì)量，g/mol。
[0064]實(shí)施例1:
[0065]采用圖2所示的組合式臭氧催化氧化裝置進(jìn)行廢水處理。反應(yīng)罐B設(shè)置高度8.5?
9.5m(有效水深7.5?8.5m)，直徑2m，清水區(qū)0.5-0.8m。反應(yīng)罐B內(nèi)下部設(shè)置Im左右的進(jìn)氣區(qū)BI和進(jìn)水區(qū)B2。循環(huán)水栗C的流量按照水流在反應(yīng)罐B的表面負(fù)荷4L/m2/s設(shè)計(jì)。
[0066]圖4所示是廢水取樣個(gè)數(shù)對(duì)廢水或出水中COD曲線圖，處理前苯胺廢水COD在150?185mg/L(平均值170mg/L)。本實(shí)施例總共進(jìn)行了兩次廢水處理實(shí)驗(yàn)，第一次廢水反應(yīng)30min，第二次廢水反應(yīng)50min。廢水反應(yīng)30min時(shí)，苯胺廢水流量為12m3/h，臭氧投加量為100mg/L。廢水反應(yīng)50min時(shí)，苯胺廢水流量為6m3/h，臭氧投加量為lOOmg/LJOmin反應(yīng)和50min反應(yīng)分別進(jìn)行取樣。如圖4所示，反應(yīng)30min出水COD平均在70mg/L，反應(yīng)50min出水COD平均在30mg/L。
[0067]對(duì)比例1:
[0068]采用圖1的臭氧催化氧化裝置進(jìn)行廢水處理。該裝置高度7-8m(有效水深5.5-
6.5m)，直徑3.5m。處理前苯胺廢水⑶D在150?185mg/L(平均值170mg/L)。本對(duì)比例總共進(jìn)行了兩次廢水處理實(shí)驗(yàn)，第一次廢水反應(yīng)30min，第二次廢水反應(yīng)50min。廢水反應(yīng)30min時(shí)，苯胺廢水流量為12m3/h，臭氧投加量為10mg/L。廢水反應(yīng)50min時(shí)，苯胺廢水流量為6m3/h，臭氧投加量為lOOmg/LJOmin反應(yīng)和50min反應(yīng)分別進(jìn)行取樣。如圖4所示，反應(yīng)30min出水COD平均在85mg/L，反應(yīng)50min出水COD平均在50mg/L。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合式臭氧催化氧化裝置，其特征在于，包括水池(A)和反應(yīng)罐(B)， 所述水池(A)包括至少兩個(gè)儲(chǔ)水池，每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐(B)通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管(D)和循環(huán)水出水管(E)連接，每個(gè)儲(chǔ)水池與反應(yīng)罐(B)形成封閉循環(huán)回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)罐(B)從下到上依次設(shè)置有:進(jìn)氣區(qū)(BI)、進(jìn)水區(qū)(B2)、催化劑區(qū)(B3)、清水區(qū)(B4)以及集氣區(qū)(B5);所述進(jìn)水區(qū)(B2)與每個(gè)儲(chǔ)水池連接，以及所述清水區(qū)(B4)與每個(gè)儲(chǔ)水池連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述催化劑區(qū)(B3)高度占反應(yīng)罐(B)總高度的70-80%;所述清水區(qū)(B4)占反應(yīng)罐(B)總高度的5-10%;所述進(jìn)氣區(qū)(BI)占反應(yīng)罐(B)總高度的5-10%，所述進(jìn)水區(qū)(B2)占反應(yīng)罐(B)總高度的5-10%，所述集氣區(qū)(B5)占反應(yīng)罐(B)總高度的5-10%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)罐(B)直徑小于4m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，儲(chǔ)水池之間并聯(lián)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，連接每個(gè)儲(chǔ)水池的污水進(jìn)水管，污水排水管，循環(huán)水進(jìn)水管和循環(huán)水出水管上設(shè)有閥門(mén)；循環(huán)水進(jìn)水管上設(shè)有循環(huán)水栗(C)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述水池(A)包括儲(chǔ)水池(Al)和儲(chǔ)水池(A2); 所述儲(chǔ)水池(Al)通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管支線(Dl)和循環(huán)水進(jìn)水管(D)連接反應(yīng)罐(B)的進(jìn)水區(qū)(B2)，通過(guò)循環(huán)水出水管支線(El)和循環(huán)水進(jìn)水管(E)連接反應(yīng)罐(B)的清水區(qū)(B4);所述儲(chǔ)水池(Al)的污水進(jìn)水管支線(Fl)上設(shè)置有進(jìn)水閥門(mén)(Al-1)，所述儲(chǔ)水池(Al)的循環(huán)水進(jìn)水管支線(Dl)上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)(A1-2)，所述儲(chǔ)水池(Al)的循環(huán)水出水管支線(El)上設(shè)置有循環(huán)水出水閥門(mén)(A1-3)，所述儲(chǔ)水池(Al)的污水排水管支線(Gl)上設(shè)置有排水閥門(mén)(A1-4); 所述儲(chǔ)水池(A2)通過(guò)循環(huán)水進(jìn)水管支線(D2)和循環(huán)水進(jìn)水管(D)連接反應(yīng)罐(B)的進(jìn)水區(qū)(B2)，通過(guò)循環(huán)水出水管支線(E2)和循環(huán)水進(jìn)水管(E)連接反應(yīng)罐(B)的清水區(qū)(B4);所述儲(chǔ)水池(A2)的污水進(jìn)水管支線(F2)上設(shè)置有進(jìn)水閥門(mén)(A2-1)，所述儲(chǔ)水池(A2)的循環(huán)水進(jìn)水管支線(D2)上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水閥門(mén)(A2-2)，所述儲(chǔ)水池(A2)的循環(huán)水出水管支線(E2)上設(shè)置有循環(huán)水出水閥門(mén)(A2-3)，所述儲(chǔ)水池(A2)的污水排水管支線(G2)上設(shè)置有排水閥 11 (A2-4) ο8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)罐(B)的進(jìn)氣區(qū)(BI)設(shè)有臭氧進(jìn)氣管(Bl-1)和臭氧布?xì)夤艿?B1-2)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)罐(B)進(jìn)氣區(qū)(BI)還設(shè)有反洗空氣管(B1-3)和空氣布?xì)夤艿?B1-4);反應(yīng)罐(B)進(jìn)水區(qū)(B2)還設(shè)有反洗進(jìn)水管(B2-1);反應(yīng)罐(B)清水區(qū)(B4)還設(shè)有反洗水出水管(B4-1);反應(yīng)罐(B)集氣區(qū)(B5)還設(shè)有臭氧尾氣排口(B5-1)和排氣口(B5-2)。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK205472872SQ201620059508
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日
【發(fā)明人】張力磊, 薛通, 侯玉慶, 羅華霖, 何燦, 蔣愛(ài)東, 黃祁
【申請(qǐng)人】英諾偉霆（北京）環(huán)保技術(shù)有限公司