CN101759277A - 臭氧循环处理有机废水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的臭氧循环处理有机废水的装置，包括氧气钢瓶、臭氧发生器和反应器，反应器包括同轴安装的内筒和外筒，内筒由环形缺口分隔成两段，外筒的上部、中部和下部分别设有出水口，取样口和进水口，外筒的底部设有曝气装置、两个进气管和伸入内筒底部的曝气头，在曝气头和曝气装置之间有挡板，外筒的顶部有带两个出气口的密封盖，第一进气管连通臭氧发生器和曝气头，第二进气管连通反应器密封盖上的一个出气口和曝气装置。本发明装置结构紧凑简单，操作简便，通过臭氧气体循环增大其与污染物的接触反应时间，提高了臭氧气体的利用效率，在降低使用成本的同时，实现了快速降解有机污染物的目的。可用于处理难生物降解的高浓度有毒有害有机废水。

Description

臭氧循环处理有机废水的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种利用臭氧循环处理有机废水的装置及方法，属于环境技术和水处理领域。

背景技术

近年来，我国连续发生重大环境污染事件，直接威胁当地的饮水安全，并给人们的生产生活带来严重影响，甚至造成国际环境纠纷和赔偿。对国内外重大污染环境突发事件分析可知，其污染物以液态为主，占60％以上，是应急处理的主要对象。因此，针对典型液态污染物展开其快速处理处置技术研究是重大污染事件应急技术中的重中之重。

同时，难降解有机物的处理是环境和化工领域研究的热点之一，也是国民经济发展亟待解决的问题。制药、染料、化工等行业排放的废水通常含有高浓度的难生化的有机物，该类有机物具有种类多、成分复杂、COD(化学需氧量)浓度高、可生化性差、有毒有害等特点，常规处理方法难以取得满意的处理效果，成为目前我国废水处理中面临的一大技术难点。目前，物化一生化联用技术仍是解决这类废水的主要方法和技术，其关键是通过高效氧化预处理，将难降解有机污染物转化为低毒、易生物降解的低分子有机物，以利于后续生化处理过程。其中高级氧化技术如臭氧氧化法和电化学氧化法作为预处理技术得到了广泛关注。

高级氧化技术利用各种氧化剂攻击废水中的大分子有机物，从而使水中有机物得到氧化，达到净化水质的目的。常用的氧化剂有臭氧，氯气，双氧水等，其中又以臭氧氧化最为引人关注。臭氧作为一种高效的氧化剂，在水处理领域应用广泛，但其亦存在不足，一是臭氧氧化具有较强的选择性，氧化过程中往往只实现了废水中大分子有机物向小分子有机物的转变，矿化能力差；二是臭氧利用率不高，导致臭氧处理费用高。如何提高臭氧利用率，提高其对污染物的矿化能力，成为了近些年研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种臭氧循环处理有机废水的装置及方法，以实现污染物的快速高效降解。

本发明的臭氧循环处理有机废水的装置，包括氧气钢瓶、臭氧发生器和反应器，反应器包括下小上大的锥形外筒和利用支撑同轴安装的内筒，内、外筒直径比为1∶4～1∶2，内筒由环形缺口分隔成两段，环形缺口到内筒顶端的高度、环形缺口到内筒下端的高度和环形缺口高度之比为10∶50∶1；外筒的上部设有出水口，出水口的位置高于环形缺口，外筒的中部设有取样口，外筒的下部设有进水口，外筒的底部设有曝气装置、曝气头和两个进气管，曝气头伸入内筒底部，在曝气头和曝气装置之间有一长度与内筒直径相一致的挡板；外筒的顶部设有密封盖，密封盖上有两个出气口，其中第一出气口位于内筒上方，第二出气口位于内外筒之间。臭氧发生器的进气口与氧气钢瓶相连，臭氧发生器的出气口经第一流量计与外筒上的第一进气管的一端相连，第一进气管的另一端与曝气头相连，反应器密封盖上的第一出气口经第二流量计、空气泵与外筒上的第二进气管的一端相连，第二进气管的另一端与曝气装置相连。

利用上述装置处理有机废水的方法，其特征是有机废水连续地从反应器的进水口进入反应器，从反应器出水口流出，其中内筒中的有机废水经环形缺口进入外筒，外筒中的有机废水从内筒底部进入内筒，臭氧发生器产生的臭氧化气体通过第一流量计经曝气头进入内筒，与内筒的污染物发生反应，剩余臭氧气体从第一出气口排出，经第二流量计和空气泵从第二进气管进入曝气装置，从曝气装置出来的臭氧气体在挡板的作用下均匀进入内外筒之间，与内外筒之间的污染物发生反应，反应废气从第二出气口排出，反应过程中控制第二流量计的流量始终小于或等于第一流量计的流量。

本发明的装置结构紧凑简单，操作简便，通过臭氧气体循环增大其与污染物的接触反应时间，提高了臭氧气体的利用效率，在降低使用成本的同时，可实现快速降解有机污染物的目的。

附图说明

图1为臭氧循环处理有机废水的装置示意图。

图2为实施例苯胺的降解曲线。

图3为比较例苯胺的降解曲线。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施来做进一步说明。

参照图1，本发明的臭氧循环处理有机废水的装置，包括氧气钢瓶1、臭氧发生器2和反应器，反应器包括下小上大的锥形外筒5和利用支撑13同轴安装的内筒14，内、外筒直径比为1∶4～1∶2，内筒由环形缺口15分隔成两段，环形缺口到内筒顶端的高度、环形缺口到内筒下端的高度和环形缺口高度之比为10∶50∶1；外筒的上部设有出水口8，出水口8的位置高于环形缺口15，外筒的中部设有取样口7，外筒的下部设有进水口6，外筒的底部设有曝气装置10、曝气头9和两个进气管4、11，曝气头9伸入内筒底部，在曝气头9和曝气装置10之间有一长度与内筒直径相一致的挡板12；外筒5的顶部设有密封盖16，密封盖16上有两个出气口17、18，其中第一出气口18位于内筒上方，第二出气口17位于内外筒之间。臭氧发生器2的进气口与氧气钢瓶1相连，臭氧发生器2的出气口经第一流量计3与外筒5上的第一进气管4的一端相连，第一进气管4的另一端与曝气头9相连，反应器密封盖上的第一出气口18经第二流量计19、空气泵20与外筒5上的第二进气管11的一端相连，第二进气管11的另一端与曝气装置10相连。

实施例：

苯胺废水浓度为1000mg/L，pH＝7.30，温度为20℃条件下，开启臭氧发生器，通过第一、第二流量计控制臭氧进气流量和内筒回流气量均为12L/h～36L/h，采用本发明装置处理上述废水，得到苯胺的降解曲线图，如图2所示。从图2可见，在臭氧气体流量分别为12L/h、24L/h、36L/h，氧化时间为20min，苯胺去除率分别为52.2％、83.6％和97％；氧化时间为40min时，苯胺去除率分别为75.9％、98.9％和100％。

比较例：

采用尺寸、结构与本发明装置相同，但没有内筒和第一出气口、第二进气管的反应器处理同一苯胺废水。苯胺废水浓度为1000mg/L，pH＝7.30，温度为20℃条件下，开启臭氧发生器，通过流量计控制臭氧进气流量12L/h～36L/h，采用该装置处理上述废水，得到苯胺的降解曲线图，如图3所示。从图3可见，在臭氧气体流量为12L/h、24L/h、36L/h，氧化时间为20min时，苯胺去除率分别为33.2％、71.2％和95.9％；氧化时间为40min时，苯胺去除率分别为54.0％、97.8％和100％。与本发明装置的处理效果相比较，可知，针对高浓度苯胺废水，在臭氧气体流量较小，反应时间较短的情况下，本发明装置处理苯胺的去除率较没有臭氧循环的有机废水处理装置有显著提高。

Claims (2)

1.臭氧循环处理有机废水的装置，其特征在于包括氧气钢瓶(1)、臭氧发生器(2)和反应器，反应器包括下小上大的锥形外筒(5)和利用支撑(13)同轴安装的内筒(14)，内、外筒直径比为1∶4～1∶2，内筒由环形缺口(15)分隔成两段，环形缺口到内筒顶端的高度、环形缺口到内筒下端的高度和环形缺口高度之比为10∶50∶1；外筒的上部设有出水口(8)，出水口(8)的位置高于环形缺口(15)，外筒的中部设有取样口(7)，外筒的下部设有进水口(6)，外筒的底部设有曝气装置(10)、曝气头(9)和两个进气管(4)、(11)，曝气头(9)伸入内筒底部，在曝气头(9)和曝气装置(10)之间有一长度与内筒直径相一致的挡板(12)；外筒(5)的顶部设有密封盖(16)，密封盖(16)上有两个出气口(17)、(18)，其中第一出气口(18)位于内筒上方，第二出气口(17)位于内外筒之间。臭氧发生器(2)的进气口与氧气钢瓶(1)相连，臭氧发生器(2)的出气口经第一流量计(3)与外筒(5)上的第一进气管(4)的一端相连，第一进气管(4)的另一端与曝气头(9)相连，反应器密封盖上的第一出气口(18)经第二流量计(19)、空气泵(20)与外筒(5)上的第二进气管(11)的一端相连，第二进气管(11)的另一端与曝气装置(10)相连。

2.利用权利要求1所述的装置处理有机废水的方法，其特征是有机废水连续地从反应器的进水口(6)进入反应器，从反应器出水口(8)流出，其中内筒中的有机废水经环形缺口进入外筒，外筒中的有机废水从内筒底部进入内筒，臭氧发生器(2)产生的臭氧化气体通过第一流量计(3)经曝气头(9)进入内筒，与内筒的污染物发生反应，剩余臭氧气体从第一出气口(18)排出，经第二流量计(19)和空气泵(20)从第二进气管(11)进入曝气装置(10)，从曝气装置(10)出来的臭氧气体在挡板(12)的作用下均匀进入内外筒之间，与内外筒之间的污染物发生反应，反应废气从第二出气口(17)排出，反应过程中控制第二流量计(19)的流量始终小于或等于第一流量计(3)的流量。

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