CN110980918A - 一种多级臭氧催化氧化内循环装置及使用方法 - Google Patents

一种多级臭氧催化氧化内循环装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

一种多级臭氧催化氧化内循环装置及使用方法，涉及一种多级臭氧催化氧化内循环装置及使用方法。本发明是要解决目前催化臭氧氧化技术处理煤化工废水存在臭氧利用率低、臭氧投加量偏高的问题，本发明装置包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管；处理方法为：1.放入催化剂；2.废水进入反应池并开启臭氧进气系统和内循环系统；3.尾气经臭氧破坏器排出；4.从出水管取水样测定参数。本发明减少了臭氧总投量，节约了废水处理成本，提高了臭氧利用率。本发明应用于水处理领域。

Description

一种多级臭氧催化氧化内循环装置及使用方法
技术领域
本发明涉及一种多级臭氧催化氧化内循环装置及使用方法。
背景技术
煤化工废水水质成分复杂，水量大，含有大量的酚类、芳香烃类、长链烷烃类、杂环类等有毒有害物质，是一种典型的高浓度难生物降解工业废水。在水环境日益恶化和水资源严重匮乏的背景下，常规生物处理工艺无法获得理想出水水质。近年来，催化臭氧氧化技术尤其是非均相催化臭氧氧化技术具有氧化能力强、反应时间短和无二次污染等优点，能够高效去除水中难生物降解污染物。但是，目前催化臭氧氧化技术也存在一些弊端，如：催化剂填装方式多为竖向多级填充，气水接触不充分，传质效果差，臭氧利用率低，臭氧投加量偏高，导致废水处理成本增加。
发明内容
本发明是要解决目前催化臭氧氧化技术处理煤化工废水存在臭氧利用率低、臭氧投加量偏高的问题，而提供一种多级臭氧催化氧化内循环装置及使用方法。
本发明一种多级臭氧催化氧化内循环装置包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管；
其中所述进水系统包括进水泵、进水管和布水器，进水管出水口与布水器进水口连通，布水器位于一级反应池液面上方，进水管的进水口与进水泵的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池、二级反应池和三级反应池；一级反应池、二级反应池和三级反应池通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池、二级反应池和三级反应池内均填装臭氧催化剂，臭氧催化剂由催化剂支撑件承托；三级反应池底部的出水口与出水管的进水口连通；
所述臭氧进气系统包括氧气瓶、臭氧发生器、气体流量计、臭氧浓度检测仪、臭氧进气总管、臭氧进气第一支管、臭氧进气第二支管和微孔曝气头；其中臭氧进气总管的进气口与氧气瓶的出气口连通，臭氧进气总管的出气口分别与臭氧进气第一支管和臭氧进气第二支管的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管上依次设有臭氧发生器、气体流量计和臭氧浓度检测仪；臭氧进气第一支管的出气口与微孔曝气头进气口连通，微孔曝气头伸入二级反应池内且位于二级反应池底部，臭氧进气第二支管的出气口与微孔曝气头进气口连通，微孔曝气头伸入三级反应池内且位于三级反应池底部；
所述尾气处理系统包括尾气管、气体流量计、臭氧浓度检测仪和尾气破坏器；其中尾气管的进气口与一级反应池顶部的出气口连通，尾气管的出气口和尾气破坏器的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管上依次设有气体流量计和氧浓度检测仪；
所述内循环系统包括内循环进水管、内循环进气管、内循环气液混合泵、内循环稳定罐和内循环出水管；内循环进水管的进水口与二级反应池底部的出水口连通，内循环进水管的出水口与内循环气液混合泵的进水口连通；内循环进气管的进气口与三级反应池上部的出气口连通，内循环进气管的出气口与内循环气液混合泵的进气口连通，内循环气液混合泵的出水口与内循环稳定罐的进水口连通，内循环稳定罐的出水口与循环出水管的进水口连通，循环出水管的出水口与微孔喷头的进水口连通，微孔喷头伸入一级反应池内且位于一级反应池底部。
使用上述一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法为：一、将臭氧催化剂放置在催化剂支撑件上，煤化工废水通过进水泵进入一级反应池，待煤化工废水经过二级反应池时，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶产生的氧气在臭氧发生器的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测后从臭氧进气总管沿臭氧进气第一支管和臭氧进气第二支管分别进入二级反应池和三级反应池，由微孔曝气头在二级反应池和三级反应池下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池和三级反应池顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环气液混合泵抽出二级反应池底部的废水形成负压，同时内循环进气管抽出二级反应池和三级反应池顶部聚集的臭氧，废水和臭氧在内循环气液混合泵中混合，然后通过内循环稳定罐降压送到一级反应池底部释放；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管、气体流量计和臭氧浓度检测仪后，经臭氧破坏器排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
本发明一种多级臭氧催化氧化内循环装置，包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管；
其中所述进水系统包括进水泵、进水管和布水器，进水管出水口与布水器进水口连通，布水器位于一级反应池液面上方，进水管的进水口与进水泵的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池、二级反应池和三级反应池；一级反应池、二级反应池和三级反应池通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池、二级反应池和三级反应池内均填装臭氧催化剂，臭氧催化剂由催化剂支撑件承托；三级反应池底部的出水口与出水管的进水口连通；
所述臭氧进气系统包括氧气瓶、臭氧发生器、气体流量计、臭氧浓度检测仪、臭氧进气总管、臭氧进气第一支管、臭氧进气第二支管和微孔曝气头；其中臭氧进气总管的进气口与氧气瓶的出气口连通，臭氧进气总管的出气口分别与臭氧进气第一支管和臭氧进气第二支管的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管上依次设有臭氧发生器、气体流量计和臭氧浓度检测仪；臭氧进气第一支管的出气口与微孔曝气头进气口连通，微孔曝气头伸入二级反应池内且位于二级反应池底部，臭氧进气第二支管的出气口与微孔曝气头进气口连通，微孔曝气头伸入三级反应池内且位于三级反应池底部；
所述尾气处理系统包括尾气管、气体流量计、臭氧浓度检测仪和尾气破坏器；其中尾气管的进气口与一级反应池顶部的出气口连通，尾气管的出气口和尾气破坏器的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管上依次设有气体流量计和氧浓度检测仪；
所述内循环系统包括内循环进气管、内循环出气管和鼓风机；内循环进气管的进气口与三级反应池上部的出气口连通，内循环进气管的出气口与鼓风机的进气口连通，鼓风机的出气口与内循环出气管的进气口连通，内循环出气管的出气口与微孔曝气头的进气口连通，微孔曝气头伸入一级反应池内且位于一级反应池底部。
使用上述一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法为：一、将臭氧催化剂放置在催化剂支撑件上，煤化工废水通过进水泵进入一级反应池，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶产生的氧气在臭氧发生器的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测后从臭氧进气总管沿臭氧进气第一支管和臭氧进气第二支管分别进入二级反应池和三级反应池，由微孔曝气头在二级反应池和三级反应池下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池和三级反应池顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环进气管抽出二级反应池和三级反应池顶部聚集的臭氧，通过鼓风机送到一级反应池底部释放；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管、气体流量计和臭氧浓度检测仪后，经臭氧破坏器排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
本发明的有益效果在于：
本发明提供三级串联臭氧催化氧化反应池，增加臭氧与废水接触时间，提高臭氧利用率，提升废水处理效能。此外，二级反应池和三级反应池溢出的臭氧打回一级反应池，不但多余的臭氧得到合理利用，减少了臭氧投量，节约废水处理成本。
附图说明
图1为实施例1中多级臭氧催化氧化内循环装置的示意图；
图2为实施例2中多级臭氧催化氧化内循环装置的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种多级臭氧催化氧化内循环装置包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管31；
其中所述进水系统包括进水泵1、进水管2和布水器3，进水管2出水口与布水器3进水口连通，布水器3位于一级反应池17液面上方，进水管2的进水口与进水泵1的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19内均填装臭氧催化剂20，臭氧催化剂20由催化剂支撑件21承托；三级反应池19底部的出水口与出水管31的进水口连通；
所述臭氧进气系统包括氧气瓶4、臭氧发生器5、气体流量计6、臭氧浓度检测仪7、臭氧进气总管8、臭氧进气第一支管10、臭氧进气第二支管11和微孔曝气头12；其中臭氧进气总管8的进气口与氧气瓶4的出气口连通，臭氧进气总管8的出气口分别与臭氧进气第一支管10和臭氧进气第二支管11的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管8上依次设有臭氧发生器5、气体流量计6和臭氧浓度检测仪7；臭氧进气第一支管10的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入二级反应池18内且位于二级反应池18底部，臭氧进气第二支管11的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入三级反应池19内且位于三级反应池19底部；
所述尾气处理系统包括尾气管13、气体流量计14、臭氧浓度检测仪15和尾气破坏器16；其中尾气管13的进气口与一级反应池17顶部的出气口连通，尾气管13的出气口和尾气破坏器16的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管13上依次设有气体流量计14和氧浓度检测仪15；
所述内循环系统包括内循环进水管22、内循环进气管24、内循环气液混合泵26、内循环稳定罐28和内循环出水管30；内循环进水管22的进水口与二级反应池18底部的出水口连通，内循环进水管22的出水口与内循环气液混合泵26的进水口连通；内循环进气管24的进气口与三级反应池19上部的出气口连通，内循环进气管24的出气口与内循环气液混合泵26的进气口连通，内循环气液混合泵26的出水口与内循环稳定罐28的进水口连通，内循环稳定罐28的出水口与循环出水管30的进水口连通，循环出水管30的出水口与微孔喷头32的进水口连通，微孔喷头32伸入一级反应池17内且位于一级反应池17底部。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：一级反应池17液面高于二级反应池18和三级反应池19的液面，二级反应池18液面和三级反应池19液面持平。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：臭氧进气总管8上设有臭氧进气总阀门9。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：内循环进水管22上设有内循环进水阀23。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：内循环进气管24上设有内循环进气阀25。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：内循环稳定罐28和内循环气液混合泵26之间设有内循环气液混合泵出水止回阀27。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：循环出水管30上设有内循环出水阀29。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：循环出水管30上设有内循环出水阀29。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式使用一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法为：一、将臭氧催化剂20放置在催化剂支撑件21上，煤化工废水通过进水泵1进入一级反应池17，待煤化工废水经过二级反应池18时，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶4产生的氧气在臭氧发生器5的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测7后从臭氧进气总管8沿臭氧进气第一支管10和臭氧进气第二支管11分别进入二级反应池18和三级反应池19，由微孔曝气头12在二级反应池18和三级反应池19下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池18和三级反应池19顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环气液混合泵26抽出二级反应池18底部的废水形成负压，同时内循环进气管24抽出二级反应池18和三级反应池19顶部聚集的臭氧，废水和臭氧在内循环气液混合泵26中混合，然后通过内循环稳定罐28降压送到一级反应池17底部释放；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管13、气体流量计14和臭氧浓度检测仪15后，经臭氧破坏器16排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
本实施方式提供三级串联臭氧催化氧化反应池，增加臭氧与废水接触时间，提高臭氧利用率，提升废水处理效能。此外，二级反应池和三级反应池溢出的臭氧，连同二级反应池出水通过内循环泵和稳定罐一并打回一级反应池，不但多余的臭氧得到合理利用，减少了臭氧投量，节约废水处理成本，而且由于出水回流作用对进水进行了稀释，实现了该装置的高效低耗运行。
具体实施方式九：本实施方式一种多级臭氧催化氧化内循环装置包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管31；
其中所述进水系统包括进水泵1、进水管2和布水器3，进水管2出水口与布水器3进水口连通，布水器3位于一级反应池17液面上方，进水管2的进水口与进水泵1的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19内均填装臭氧催化剂20，臭氧催化剂20由催化剂支撑件21承托；三级反应池19底部的出水口与出水管31的进水口连通；
所述臭氧进气系统包括氧气瓶4、臭氧发生器5、气体流量计6、臭氧浓度检测仪7、臭氧进气总管8、臭氧进气第一支管10、臭氧进气第二支管11和微孔曝气头12；其中臭氧进气总管8的进气口与氧气瓶4的出气口连通，臭氧进气总管8的出气口分别与臭氧进气第一支管10和臭氧进气第二支管11的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管8上依次设有臭氧发生器5、气体流量计6和臭氧浓度检测仪7；臭氧进气第一支管10的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入二级反应池18内且位于二级反应池18底部，臭氧进气第二支管11的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入三级反应池19内且位于三级反应池19底部；
所述尾气处理系统包括尾气管13、气体流量计14、臭氧浓度检测仪15和尾气破坏器16；其中尾气管13的进气口与一级反应池17顶部的出气口连通，尾气管13的出气口和尾气破坏器16的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管13上依次设有气体流量计14和氧浓度检测仪15；
所述内循环系统包括内循环进气管24、内循环出气管33和鼓风机35；内循环进气管24的进气口与三级反应池19上部的出气口连通，内循环进气管24的出气口与鼓风机35的进气口连通，鼓风机35的出气口与内循环出气管33的进气口连通，内循环出气管33的出气口与微孔曝气头12的进气口连通，微孔曝气头12伸入一级反应池17内且位于一级反应池17底部。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式九不同的是：内循环出气管33上设有出气阀34。其他与具体实施方式九相同。
具体实施方式十一：本实施方式使用一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法为：一、将臭氧催化剂放置在催化剂支撑件上，煤化工废水通过进水泵进入一级反应池时，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶产生的氧气在臭氧发生器的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测后从臭氧进气总管沿臭氧进气第一支管和臭氧进气第二支管分别进入二级反应池和三级反应池，由微孔曝气头在二级反应池和三级反应池下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池和三级反应池顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环进气管抽出二级反应池和三级反应池顶部聚集的臭氧，通过鼓风机送到一级反应池底部释放；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管、气体流量计和臭氧浓度检测仪后，经臭氧破坏器排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
本实施方式提供三级串联臭氧催化氧化反应池，增加臭氧与废水接触时间，提高臭氧利用率，提升废水处理效能。此外，二级反应池和三级反应池溢出的臭氧打回一级反应池，不但多余的臭氧得到合理利用，减少了臭氧投量，节约废水处理成本。
用以下试验对本发明进行验证：
试验一：本试验一种多级臭氧催化氧化内循环装置，如图1所示，其包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管31；
其中所述进水系统包括进水泵1、进水管2和布水器3，进水管2出水口与布水器3进水口连通，布水器3位于一级反应池17液面上方，进水管2的进水口与进水泵1的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19内均填装臭氧催化剂20，臭氧催化剂20由催化剂支撑件21承托；三级反应池19底部的出水口与出水管31的进水口连通；一级反应池17液面高于二级反应池18和三级反应池19的液面，二级反应池18液面和三级反应池19液面持平。
所述臭氧进气系统包括氧气瓶4、臭氧发生器5、气体流量计6、臭氧浓度检测仪7、臭氧进气总管8、臭氧进气第一支管10、臭氧进气第二支管11和微孔曝气头12；其中臭氧进气总管8的进气口与氧气瓶4的出气口连通，臭氧进气总管8的出气口分别与臭氧进气第一支管10和臭氧进气第二支管11的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管8上依次设有臭氧发生器5、气体流量计6和臭氧浓度检测仪7；臭氧进气第一支管10的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入二级反应池18内且位于二级反应池18底部，臭氧进气第二支管11的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入三级反应池19内且位于三级反应池19底部；臭氧进气总管8上设有臭氧进气总阀门9。
所述尾气处理系统包括尾气管13、气体流量计14、臭氧浓度检测仪15和尾气破坏器16；其中尾气管13的进气口与一级反应池17顶部的出气口连通，尾气管13的出气口和尾气破坏器16的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管13上依次设有体流量计14和氧浓度检测仪15；
所述内循环系统包括内循环进水管22、内循环进气管24、内循环气液混合泵26、内循环稳定罐28和内循环出水管30；内循环进水管22的进水口与二级反应池18底部的出水口连通，内循环进水管22的出水口与内循环气液混合泵26的进水口连通；内循环进气管24的进气口与三级反应池19上部的出气口连通，内循环进气管24的出气口与内循环气液混合泵26的进气口连通，内循环气液混合泵26的出水口与内循环稳定罐28的进水口连通，内循环稳定罐28的出水口与循环出水管30的进水口连通，循环出水管30的出水口与微孔喷头32的进水口连通，微孔喷头32伸入一级反应池17内且位于一级反应池17底部；其中内循环进水管22上设有内循环进水阀23；内循环进气管24上设有内循环进气阀25；内循环稳定罐28和内循环气液混合泵26之间设有内循环气液混合泵出水止回阀27；循环出水管30上设有内循环出水阀29。
使用一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法为：一、将臭氧催化剂20放置在催化剂支撑件21上，煤化工废水通过进水泵1进入一级反应池17，待煤化工废水经过二级反应池18时，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶4产生的氧气在臭氧发生器5的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测7后从臭氧进气总管8沿臭氧进气第一支管10和臭氧进气第二支管11分别进入二级反应池18和三级反应池19，由微孔曝气头12在二级反应池18和三级反应池19下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池18和三级反应池19顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环气液混合泵26抽出二级反应池18底部的废水形成负压，同时内循环进气管24抽出二级反应池18和三级反应池19顶部聚集的臭氧，废水和臭氧在内循环气液混合泵26中混合，然后通过内循环稳定罐28降压送到一级反应池17底部经由微孔喷头32释放，溶入水中的臭氧析出形成微小气泡上升；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管13、气体流量计14和臭氧浓度检测仪15后，经臭氧破坏器16排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
采用本试验的多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水，以Al2O3和颗粒活性炭双载体负载铁锰氧化物为臭氧催化剂，投量为10g/L，通过调节进水泵控制进水流速为200L/h，水力停留时间为30min，进气臭氧浓度为30mg/L，进气流速1000L/h，进水COD浓度为180mg/L，经处理后，出水COD浓度为45.7mg/L，经计算1mg臭氧可去除0.97mg COD。
本试验提供三级串联臭氧催化氧化反应池，增加臭氧与废水接触时间，提高臭氧利用率，提升废水处理效能。此外，二级反应池和三级反应池溢出的臭氧，连同二级反应池出水通过内循环泵和稳定罐一并打回一级反应池，不但多余的臭氧得到合理利用，减少了臭氧投量，节约废水处理成本，而且由于出水回流作用对进水进行了稀释，实现了该装置的高效低耗运行。
试验2、一种多级臭氧催化氧化内循环装置如图2所示，包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管31；
其中所述进水系统包括进水泵1、进水管2和布水器3，进水管2出水口与布水器3进水口连通，布水器3位于一级反应池17液面上方，进水管2的进水口与进水泵1的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池17、二级反应池18和三级反应池19内均填装臭氧催化剂20，臭氧催化剂20由催化剂支撑件21承托；三级反应池19底部的出水口与出水管31的进水口连通；
所述臭氧进气系统包括氧气瓶4、臭氧发生器5、气体流量计6、臭氧浓度检测仪7、臭氧进气总管8、臭氧进气第一支管10、臭氧进气第二支管11和微孔曝气头12；其中臭氧进气总管8的进气口与氧气瓶4的出气口连通，臭氧进气总管8的出气口分别与臭氧进气第一支管10和臭氧进气第二支管11的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管8上依次设有臭氧发生器5、气体流量计6和臭氧浓度检测仪7；臭氧进气第一支管10的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入二级反应池18内且位于二级反应池18底部，臭氧进气第二支管11的出气口与微孔曝气头12进气口连通，微孔曝气头12伸入三级反应池19内且位于三级反应池19底部；
所述尾气处理系统包括尾气管13、气体流量计14、臭氧浓度检测仪15和尾气破坏器16；其中尾气管13的进气口与一级反应池17顶部的出气口连通，尾气管13的出气口和尾气破坏器16的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管13上依次设有气体流量计14和氧浓度检测仪15；
所述内循环系统包括内循环进气管24和内循环出气管33；内循环进气管24的进气口与三级反应池19上部的出气口连通，内循环进气管24的出气口与鼓风机35的进气口连通，鼓风机35的出气口与内循环出气管33的进气口连通，内循环出气管33的出气口与微孔曝气头12的进气口连通，微孔曝气头12伸入一级反应池17内且位于一级反应池17底部。
使用一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法为：一、将臭氧催化剂20放置在催化剂支撑件21上，煤化工废水通过进水泵1进入一级反应池17时，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶4产生的氧气在臭氧发生器5的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测7后从臭氧进气总管8沿臭氧进气第一支管10和臭氧进气第二支管11分别进入二级反应池18和三级反应池19，由微孔曝气头12在二级反应池18和三级反应池19下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池18和三级反应池19顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环进气管24抽出二级反应池18和三级反应池19顶部聚集的臭氧，通过鼓风机送到一级反应池17底部经由微孔曝气头23释放；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管13、气体流量计14和臭氧浓度检测仪15后，经臭氧破坏器16排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
以Al2O3和颗粒活性炭双载体负载铁锰氧化物为臭氧催化剂，投量为10g/L，通过调节进水泵控制进水流速为200L/h，水力停留时间为30min，进气臭氧浓度为30mg/L，进气流速1000L/h，进水COD浓度为180mg/L，经处理后，出水COD浓度为49.2mg/L。经计算1mg臭氧可去除0.95mg COD。
本试验提供三级串联臭氧催化氧化反应池，增加臭氧与废水接触时间，提高臭氧利用率，提升废水处理效能。此外，二级反应池和三级反应池溢出的臭氧打回一级反应池，不但多余的臭氧得到合理利用，减少了臭氧投量，节约废水处理成本。

Claims (10)

1.一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于所述装置包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管(31)；
其中所述进水系统包括进水泵(1)、进水管(2)和布水器(3)，进水管(2)出水口与布水器(3)进水口连通，布水器(3)位于一级反应池(17)液面上方，进水管(2)的进水口与进水泵(1)的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池(17)、二级反应池(18)和三级反应池(19)；一级反应池(17)、二级反应池(18)和三级反应池(19)通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池(17)、二级反应池(18)和三级反应池(19)内均填装臭氧催化剂(20)，臭氧催化剂(20)由催化剂支撑件(21)承托；三级反应池(19)底部的出水口与出水管(31)的进水口连通；
所述臭氧进气系统包括氧气瓶(4)、臭氧发生器(5)、气体流量计(6)、臭氧浓度检测仪(7)、臭氧进气总管(8)、臭氧进气第一支管(10)、臭氧进气第二支管(11)和微孔曝气头(12)；其中臭氧进气总管(8)的进气口与氧气瓶(4)的出气口连通，臭氧进气总管(8)的出气口分别与臭氧进气第一支管(10)和臭氧进气第二支管(11)的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管(8)上依次设有臭氧发生器(5)、气体流量计(6)和臭氧浓度检测仪(7)；臭氧进气第一支管(10)的出气口与微孔曝气头(12)进气口连通，微孔曝气头(12)伸入二级反应池(18)内且位于二级反应池(18)底部，臭氧进气第二支管(11)的出气口与微孔曝气头(12)进气口连通，微孔曝气头(12)伸入三级反应池(19)内且位于三级反应池(19)底部；
所述尾气处理系统包括尾气管(13)、气体流量计(14)、臭氧浓度检测仪(15)和尾气破坏器(16)；其中尾气管(13)的进气口与一级反应池(17)顶部的出气口连通，尾气管(13)的出气口和尾气破坏器(16)的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管(13)上依次设有气体流量计(14)和氧浓度检测仪(15)；
所述内循环系统包括内循环进水管(22)、内循环进气管(24)、内循环气液混合泵(26)、内循环稳定罐(28)和内循环出水管(30)；内循环进水管(22)的进水口与二级反应池(18)底部的出水口连通，内循环进水管(22)的出水口与内循环气液混合泵(26)的进水口连通；内循环进气管(24)的进气口与三级反应池(19)上部的出气口连通，内循环进气管(24)的出气口与内循环气液混合泵(26)的进气口连通，内循环气液混合泵(26)的出水口与内循环稳定罐(28)的进水口连通，内循环稳定罐(28)的出水口与内循环出水管(30)的进水口连通，内循环出水管(30)的出水口与微孔喷头(32)的进水口连通，微孔喷头(32)伸入一级反应池(17)内且位于一级反应池(17)底部。
2.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于一级反应池(17)液面高于二级反应池(18)和三级反应池(19)的液面，二级反应池(18)液面和三级反应池(19)液面持平。
3.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于臭氧进气总管(8)上设有臭氧进气总阀门(9)。
4.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于内循环进水管(22)上设有内循环进水阀(23)。
5.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于内循环进气管(24)上设有内循环进气阀(25)。
6.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于内循环稳定罐(28)和内循环气液混合泵(26)之间设有内循环气液混合泵出水止回阀(27)。
7.根据权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于内循环出水管(30)上设有内循环出水阀(29)。
8.使用如权利要求1所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法，其特征在于该方法为：一、将臭氧催化剂(20)放置在催化剂支撑件(21)上，煤化工废水通过进水泵(1)进入一级反应池(17)，待煤化工废水经过二级反应池(18)时，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶(4)产生的氧气在臭氧发生器(5)的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测(7)后从臭氧进气总管(8)沿臭氧进气第一支管(10)和臭氧进气第二支管(11)分别进入二级反应池(18)和三级反应池(19)，由微孔曝气头(12)在二级反应池(18)和三级反应池(19)下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池(18)和三级反应池(19)顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环气液混合泵(26)抽出二级反应池(18)底部的废水形成负压，同时内循环进气管(24)抽出二级反应池(18)和三级反应池(19)顶部聚集的臭氧，废水和臭氧在内循环气液混合泵(26)中混合，然后通过内循环稳定罐(28)降压送到一级反应池(17)底部释放；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管(13)、气体流量计(14)和臭氧浓度检测仪(15)后，经臭氧破坏器(16)排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
9.一种多级臭氧催化氧化内循环装置，其特征在于所述装置包括进水系统、主反应系统、臭氧进气系统、尾气处理系统、内循环系统和出水管(31)；
其中所述进水系统包括进水泵(1)、进水管(2)和布水器(3)，进水管(2)出水口与布水器(3)进水口连通，布水器(3)位于一级反应池(17)液面上方，进水管(2)的进水口与进水泵(1)的出水口连通；
所述主反应系统被两块挡板分为一级反应池(17)、二级反应池(18)和三级反应池(19)；一级反应池(17)、二级反应池(18)和三级反应池(19)通过两块挡板形成竖向折流；一级反应池(17)、二级反应池(18)和三级反应池(19)内均填装臭氧催化剂(20)，臭氧催化剂(20)由催化剂支撑件(21)承托；三级反应池(19)底部的出水口与出水管(31)的进水口连通；
所述臭氧进气系统包括氧气瓶(4)、臭氧发生器(5)、气体流量计(6)、臭氧浓度检测仪(7)、臭氧进气总管(8)、臭氧进气第一支管(10)、臭氧进气第二支管(11)和微孔曝气头(12)；其中臭氧进气总管(8)的进气口与氧气瓶(4)的出气口连通，臭氧进气总管(8)的出气口分别与臭氧进气第一支管(10)和臭氧进气第二支管(11)的进气口连通；沿气体流通方向，臭氧进气总管(8)上依次设有臭氧发生器(5)、气体流量计(6)和臭氧浓度检测仪(7)；臭氧进气第一支管(10)的出气口与微孔曝气头(12)进气口连通，微孔曝气头(12)伸入二级反应池(18)内且位于二级反应池(18)底部，臭氧进气第二支管(11)的出气口与微孔曝气头(12)进气口连通，微孔曝气头(12)伸入三级反应池(19)内且位于三级反应池(19)底部；
所述尾气处理系统包括尾气管(13)、气体流量计(14)、臭氧浓度检测仪(15)和尾气破坏器(16)；其中尾气管(13)的进气口与一级反应池(17)顶部的出气口连通，尾气管(13)的出气口和尾气破坏器(16)的进气口连通，沿气体流通方向，尾气管(13)上依次设有气体流量计(14)和氧浓度检测仪(15)；
所述内循环系统包括内循环进气管(24)、内循环出气管(33)和鼓风机(35)；内循环进气管(24)的进气口与三级反应池(19)上部的出气口连通，内循环进气管(24)的出气口与鼓风机(35)的进气口连通，鼓风机(35)的出气口与内循环出气管(33)的进气口连通，内循环出气管(33)的出气口与微孔曝气头(12)的进气口连通，微孔曝气头(12)伸入一级反应池(17)内且位于一级反应池(17)底部。
10.使用如权利要求9所述的一种多级臭氧催化氧化内循环装置处理煤化工废水的方法，其特征在于该方法为：一、将臭氧催化剂(20)放置在催化剂支撑件(21)上，煤化工废水通过进水泵(1)进入一级反应池(17)时，开启臭氧进气系统和内循环系统；二、臭氧进气系统开启后，氧气瓶(4)产生的氧气在臭氧发生器(5)的作用下生成臭氧，臭氧经臭氧浓度仪检测(7)后从臭氧进气总管(8)沿臭氧进气第一支管(10)和臭氧进气第二支管(11)分别进入二级反应池(18)和三级反应池(19)，由微孔曝气头(12)在二级反应池(18)和三级反应池(19)下方产生臭氧气泡，未溶入水中的臭氧在二级反应池(18)和三级反应池(19)顶部聚集；三、开启内循环系统，内循环进气管(24)抽出二级反应池(18)和三级反应池(19)顶部聚集的臭氧，通过鼓风机送到一级反应池(17)底部释放；经过一级反应池反应后的臭氧通过尾气管(13)、气体流量计(14)和臭氧浓度检测仪(15)后，经臭氧破坏器(16)排出，反应结束即完成煤化工废水处理。
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