CN104355392A - 一种废水臭氧催化氧化池装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废水臭氧催化氧化池装置，该装置依据废水处理流程包括臭氧催化剂流化池和臭氧催化剂滤池，装置内催化剂组份为活性炭复合二氧化锰，臭氧催化剂流化池设置催化剂流化床，废水和臭氧气体从池底同时向上流过催化剂流化床，催化剂处于流化状态，臭氧更好地氧化废水中的有机物，废水再流入臭氧催化剂滤池，臭氧催化剂滤池设置催化剂滤床，废水自上向下流过催化剂滤床，臭氧可以再进一步氧化废水中的有机物，同时去除悬浮物，臭氧催化剂滤池需要反洗，反洗后的废水排入废水调节池再处理，臭氧催化氧化池臭氧尾气需要消除处理后才可达标排放。本发明有益效果为：提高臭氧氧化废水有机物的效率，深度处理废水中的COD和色度，可以用于工业废水和生活污水的深度处理、提标改造和中水回用。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理装置，尤其是一种废水臭氧催化氧化池装置。
背景技术
化工、印染、造纸、制药等行业的废水中含有一定量高分子有机物，经过生化和混凝沉淀等工艺处理后，现有一般装置的出水CODCr100～200mg/L，色度40～80倍。
随着废水排放标准的提高和中水回用的需要，要求废水处理后排水水质CODCr小于50mg/L，色度小于15倍。
废水进一步深度处理，如果再采用生化或混凝沉淀的办法，废水中有机物的去除效率相当有限，采用臭氧催化氧化是一种比较理想的办法。
臭氧具有强氧化性，能够氧化废水中的有机物，催化剂(活性炭、复合活性炭等)具有强吸附性，臭氧在催化剂的作用下，可以提高有机物的降解效率。
现有用于废水处理的臭氧催化氧化装置，催化剂为单一的活性炭材质，催化剂填装方式为单一重力式堆积，臭氧去除COD的效率小于30％，而且催化剂的使用寿命短，废水处理运行成本偏高。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种废水臭氧催化氧化池装置，一种利用臭氧及其催化剂氧化废水中有机物的装置。通过改进催化剂组份，改善“固态催化剂-臭氧气体-废水”的三相反应条件，提高臭氧对废水有机物的氧化效率，延长催化剂使用寿命，降低废水处理成本。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种废水臭氧催化氧化池装置，主要包括臭氧催化氧化池，所述的臭氧催化氧化池主要包括多级设置的臭氧催化剂流化池、多极设置的臭氧催化剂滤池和清水池，废水进水管与首级臭氧催化剂流化池的底部相连通用于废水进水，在首级臭氧催化剂流化池的上部位置设有引水管，引水管延伸至下一级的臭氧催化剂流化池的底部，形成废水由下而上的运动状态；在臭氧催化剂流化池的底部位置设有用于臭氧曝气的臭氧曝气盘，臭氧曝气盘与臭氧进气管相连通用于臭氧进气并形成臭氧由下而上的运动状态，在臭氧催化剂流化池的中部位置设有催化剂流化床，催化剂流化床上设有颗粒状的催化剂，废水和臭氧气体自池底向上流经催化剂流化床进行臭氧催化氧化反应；臭氧催化剂流化池的池顶加盖密封并设有臭氧尾气消除管；末级臭氧催化剂流化池的出水部分一路通过循环泵与首级臭氧催化剂流化池的进水端相连通，末级臭氧催化剂流化池的另一路通过连接水管A、滤池进水管与臭氧催化剂滤池的上部相连通，臭氧催化剂滤池的中下部位置设有催化剂滤床，催化剂滤床上设有颗粒状的催化剂，废水自上向下流经催化剂滤床进行臭氧催化氧化反应和过滤，臭氧催化剂滤池的底部位置通过连接水管B与清水池相连通，清水池4内设有出水管。
作为优选，所述的催化剂是一种活性炭复合二氧化锰的催化剂，二氧化锰占总质量比为0.5～7％，催化剂形状为圆柱状颗粒，直径0.5～3mm，长0.5～5mm，孔容积0.5～0.7cm3/g，比表面积850～950cm2/g。
作为优选，所述的臭氧催化剂流化池根据废水水质条件设置串联式的1～4级，每级臭氧催化剂流化池2的废水停留时间0.4～1.6小时，臭氧投加量6～24mg/L。
作为优选，所述的臭氧曝气盘，曝气板选用纯钛金属材质，微孔0.45～5um，直径50～200mm，每只曝气盘服务面积0.3～1.0m2。
作为优选，所述的催化剂流化床包括格网和多孔板，格网设置在多孔板上方用于填装催化剂，废水进水和臭氧曝气时，催化剂呈流化状态，根据废水水质条件设置上下布置的1～3层；单层催化剂流化床的静态厚度0.20～0.8m，膨胀率10～20％，多孔板开孔孔径2～6mm，孔间距3～9mm，格网选用8～40目筛网，丝径0.2～1.0mm。
作为优选，所述的臭氧催化剂滤池与臭氧催化剂流化池共壁，格数大于2格，单格滤速6～12m/h，反洗强度10～15L/m2·s。
本发明有益的效果是：提高臭氧对废水有机物的氧化效率，废水COD去除效率大于50％，色度去除效率大于80％，延长催化剂使用寿命3年以上，同时降低废水处理直接费用每吨0.70元。
附图说明
图1是本发明的平面示意图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的B-B剖面图。
图4是催化剂流化床的结构示意图。
附图标记说明：1-臭氧催化氧化池，2-臭氧催化剂流化池，3-臭氧催化剂滤池，4-清水池，5-臭氧曝气盘，6-催化剂流化床，6-1-格网，6-2-多孔板，7-催化剂，8-催化剂滤床，9-循环泵，10-废水进水管，11-臭氧尾气消除管，12-引水管，13-臭氧进气管，14-循环水管，15-连接水管A，16-滤池进水管，17-出水管，18-连接水管B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图所示，这种废水臭氧催化氧化池装置，主要包括臭氧催化氧化池1，所述的臭氧催化氧化池1主要包括多级设置的臭氧催化剂流化池2、多极设置的臭氧催化剂滤池3和清水池4，废水进水管10与首级臭氧催化剂流化池2的底部相连通用于废水进水，在首级臭氧催化剂流化池2的上部位置设有引水管12，引水管12延伸至下一级的臭氧催化剂流化池2的底部，形成废水由下而上的运动状态；在臭氧催化剂流化池2的底部位置设有用于臭氧曝气的臭氧曝气盘5，臭氧曝气盘5与臭氧进气管13相连通用于臭氧进气并形成臭氧由下而上的运动状态，在臭氧催化剂流化池2的中部位置设有催化剂流化床6，催化剂流化床6上设有颗粒状的催化剂7，废水和臭氧气体自池底向上流经催化剂流化床6进行臭氧催化氧化反应；臭氧催化剂流化池2的池顶加盖密封并设有臭氧尾气消除管11；末级臭氧催化剂流化池2的出水部分一路通过循环泵9与首级臭氧催化剂流化池2的进水端相连通，末级臭氧催化剂流化池2的另一路通过连接水管A15、滤池进水管16与臭氧催化剂滤池3的上部相连通，臭氧催化剂滤池3的中下部位置设有催化剂滤床8，催化剂滤床8上设有颗粒状的催化剂7，废水自上向下流经催化剂滤床8进行臭氧催化氧化反应和过滤，臭氧催化剂滤池3的底部位置通过连接水管B18与清水池4相连通，清水池4内设有出水管17。池底出水到清水池即可达标排放或中水回用。臭氧催化剂滤池可以按需要设置反洗泵，反洗废水排入废水池再处理，臭氧催化氧化池顶部设置臭氧尾气消除系统，尾气处理达标后排空。
所述臭氧催化氧化池1，采用钢筋混凝土浇筑，池体内壁需要防腐处理，当处理水量较小时，也可以采用不锈钢焊制钢罐，池顶(罐顶)加盖密封，池顶设置气压平衡调节阀系统，池体有效水深一般地4.5～7.5m。
所述的催化剂7是一种活性炭复合二氧化锰的催化剂，将煤质活性炭碾磨粉末与二氧化锰粉末掺合烧结，二氧化锰占总质量比为0.5～7％，催化剂形状为圆柱状颗粒，直径0.5～3mm，长0.5～5mm，孔容积0.5～0.7cm3/g，比表面积850～950cm2/g。
所述的臭氧催化剂流化池2，根据废水水质条件设置串联式的1～4级，当进水浓度较高或出水水质要求较高时，采用多级臭氧催化剂流化池2将有助于废水有机物的彻底降解，每级臭氧催化剂流化池2的废水停留时间0.4～1.6小时，臭氧投加量6～24mg/L。
所述的臭氧曝气盘5，曝气板选用纯钛金属材质，微孔0.45～5um，直径50～200mm，每只曝气盘服务面积0.3～1.0m2。
所述的催化剂流化床6包括格网6-1和多孔板6-2，选用SUS316L材质，格网6-1设置在多孔板6-2上方用于填装催化剂7，废水进水和臭氧曝气时，催化剂呈流化状态，根据废水水质条件设置上下布置的1～3层；单层催化剂流化床6的静态厚度0.20～0.8m，膨胀率10～20％，多孔板6-2开孔孔径2～6mm，孔间距3～9mm，格网6-1选用8～40目筛网，丝径0.2～1.0mm。
所述的臭氧催化剂滤池3与臭氧催化剂流化池2共壁，格数大于2格，单格滤速6～12m/h，反洗强度10～15L/m2·s。
所述的循环泵9，将臭氧催化剂流化池末级出水再提升到首级的进水端进行循环，根据废水有机物和悬浮物浓度选址回流比，回流比一般地0.5～2.5，扬程根据池深一般地6～12m，水泵过水部件选用不锈钢材质。
所述装置的催化剂滤床8，催化剂滤床的静态厚度1.40～2.40m，当出水水质悬浮物指标要求较高时，适当增加催化剂滤床8厚度，承托滤板按一般规范设计制作。
本发明中可以增加反洗系统，包括反洗泵及其配套的管阀，反洗选用自动化控制，根据滤池运行时间或过滤压差或滤池抬升水位来控制反洗频次，一般地反洗周期1～2天，反洗废水排入废水池再处理，反洗泵及其配套的管阀按一般规范设计制作。
所述臭氧尾气消除系统，按一般规范设计制作。
实施例：某织染有限公司的印染废水深度处理及中水回用项目，应用本发明一种废水臭氧催化氧化池装置，实施效果为：
1、废水进水CODCr平均84.5mg/L，进水色度平均60倍；
2、臭氧催化氧化池，臭氧总投加量22～30mg/L，臭氧催化剂流化池一组3级，臭氧催化剂滤池一组2格，处理出水CODCr平均28.8mg/L，出水色度平均8倍。CODCr去除率65.8％，色度去除率87％
3、废水处理直接费用，每吨废水0.65元。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种废水臭氧催化氧化池装置，主要包括臭氧催化氧化池(1)，其特征在于：所述的臭氧催化氧化池(1)主要包括多级设置的臭氧催化剂流化池(2)、多极设置的臭氧催化剂滤池(3)和清水池(4)，废水进水管(10)与首级臭氧催化剂流化池(2)的底部相连通用于废水进水，在首级臭氧催化剂流化池(2)的上部位置设有引水管(12)，引水管(12)延伸至下一级的臭氧催化剂流化池(2)的底部，形成废水由下而上的运动状态；在臭氧催化剂流化池(2)的底部位置设有用于臭氧曝气的臭氧曝气盘(5)，臭氧曝气盘(5)与臭氧进气管(13)相连通用于臭氧进气并形成臭氧由下而上的运动状态，在臭氧催化剂流化池(2)的中部位置设有催化剂流化床(6)，催化剂流化床(6)上设有颗粒状的催化剂(7)，废水和臭氧气体自池底向上流经催化剂流化床(6)进行臭氧催化氧化反应；臭氧催化剂流化池(2)的池顶加盖密封并设有臭氧尾气消除管(11)；末级臭氧催化剂流化池(2)的出水部分一路通过循环泵(9)与首级臭氧催化剂流化池(2)的进水端相连通，末级臭氧催化剂流化池(2)的另一路通过连接水管A(15)、滤池进水管(16)与臭氧催化剂滤池(3)的上部相连通，臭氧催化剂滤池(3)的中下部位置设有催化剂滤床(8)，催化剂滤床(8)上设有颗粒状的催化剂(7)，废水自上向下流经催化剂滤床(8)进行臭氧催化氧化反应和过滤，臭氧催化剂滤池(3)的底部位置通过连接水管B(18)与清水池(4)相连通，清水池(4)内设有出水管(17)。
2.根据权利要求1所述的废水臭氧催化氧化池装置，其特征在于：所述的催化剂(7)是一种活性炭复合二氧化锰的催化剂，二氧化锰占总质量比为0.5～7％，催化剂形状为圆柱状颗粒，直径0.5～3mm，长0.5～5mm，孔容积0.5～0.7cm3/g，比表面积850～950cm2/g。
3.根据权利要求1所述的废水臭氧催化氧化池装置，其特征在于：所述的臭氧催化剂流化池(2)根据废水水质条件设置串联式的1～4级，每级臭氧催化剂流化池(2)的废水停留时间0.4～1.6小时，臭氧投加量6～24mg/L。
4.根据权利要求1所述的废水臭氧催化氧化池装置，其特征在于：所述的臭氧曝气盘(5)，曝气板选用纯钛金属材质，微孔0.45～5um，直径50～200mm，每只曝气盘服务面积0.3～1.0m2。
5.根据权利要求1所述的废水臭氧催化氧化池装置，其特征在于：所述的催化剂流化床(6)包括格网(6-1)和多孔板(6-2)，格网(6-1)设置在多孔板(6-2)上方用于填装催化剂(7)，废水进水和臭氧曝气时，催化剂呈流化状态，根据废水水质条件设置上下布置的1～3层；单层催化剂流化床(6)的静态厚度0.20～0.8m，膨胀率10～20％，多孔板(6-2)开孔孔径2～6mm，孔间距3～9mm，格网(6-1)选用8～40目筛网，丝径0.2～1.0mm。
6.根据权利要求1所述的废水臭氧催化氧化池装置，其特征在于：所述的臭氧催化剂滤池(3)与臭氧催化剂流化池(2)共壁，格数大于2格，单格滤速6～12m/h，反洗强度10～15L/(m2·s)。
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