CN111732183B - 一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法 - Google Patents

一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111732183B
CN111732183B CN202010794535.6A CN202010794535A CN111732183B CN 111732183 B CN111732183 B CN 111732183B CN 202010794535 A CN202010794535 A CN 202010794535A CN 111732183 B CN111732183 B CN 111732183B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ozone
reactor
sewage
inlet
catalytic oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010794535.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111732183A (zh
Inventor
范景福
何庆生
曹玉红
许健
李友臣
孙新乐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Engineering Group Co Ltd filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN202010794535.6A priority Critical patent/CN111732183B/zh
Publication of CN111732183A publication Critical patent/CN111732183A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111732183B publication Critical patent/CN111732183B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/78—Details relating to ozone treatment devices
    • C02F2201/782—Ozone generators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/78—Details relating to ozone treatment devices
    • C02F2201/784—Diffusers or nozzles for ozonation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions

Abstract

本发明公开了一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法，涉及污水处理技术领域。利用臭氧催化氧化处理污水的装置包括反应池，反应池具有污水进口端和与污水进口端相对的污水出口端，在反应池内从污水进口端至污水出口端间隔设置有多个反应器，每个反应器均从反应池的一端内壁延伸至相对的另一端内壁，以使相邻的两个反应器之间均形成一个折流区，每个反应器上均设置有底部臭氧进气口、顶部原料进口和底部产物出口，每个反应器的底部产物出口通过对应的折流区与下一个反应器的顶部原料进口连通。利用臭氧催化氧化处理污水的方法采用上述装置进行处理，利用反应装置的臭氧利用率高的优点，显著提升了污水处理的效果，降低了处理成本。

Description

一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，且特别涉及一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法。
背景技术
目前，化工、制药、印染等行业会排放大量难降解有机污水，随着排放标准要求的日趋严格，现有的以生化处理为主体的水处理工艺已不能满足更高的有机污染物去除率要求。因此，在生化处理的前处理或者深度处理阶段加入高级氧化技术(Advanced OxideProcess,AOP)，是目前实现难降解有机污水达标排放的必然趋势。
AOP主要是通过产生高氧化电位的羟基自由基(·OH)近乎无选择性的将水中的有机污染物氧化成二氧化碳和水等，使污水能够达标排放。AOP包括Fenton氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法和电化学氧化法等，其中臭氧氧化法以臭氧气体为氧化剂，具有氧化能力强、反应速率快、工艺简单，产物易分离、无二次污染等优点，受到研究者的青睐，通常用于脱色、除臭、消毒杀菌，也可以用于提高难降解有机物的生物降解性。
臭氧的化学性质很活泼，具有很强的氧化性，对于大部分有机物而言，臭氧是一种良好的氧化剂，特别是有机物含有不饱和键和发色基团时更容易被臭氧氧化。但是，臭氧在水中的溶解度只有0.69g/L，臭氧在水溶液中会很快分解成氧气，半衰期为5～30min，臭氧与有机物的直接氧化反应具有高选择性，并且产物多为醛和羧酸，无法完全矿化。水溶液中臭氧引起的氧化反应非常复杂，只有部分臭氧分子与溶解物直接接触反应，另一部分会在反应之前分解掉。臭氧与有机物的间接氧化反应是指臭氧分子首先生成·OH、O2·-、HO2·等自由基，再发生自由基引起的链式反应。一般认为·OH为间接反应的主要自由基物种。·OH有较强的强氧化性和负电荷亲电性，几乎能将大部分有机物完全氧化，没有选择性。
目前，每公斤臭氧耗电约为20～35度，在实际臭氧氧化过程中存在臭氧利用率低，处理成本较高的问题，严重限制了臭氧氧化法的工业应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置，旨在提高臭氧的利用率和氧化效率。
本发明的另一目的在于提供一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，旨在通过提升传质效率，提升臭氧的氧化效率，降低处理成本。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置，包括反应池，反应池具有污水进口端和污水出口端，在反应池内从污水进口端至污水出口端间隔设置有多个反应器，每个反应器均从反应池的一端内壁延伸至相对的另一端内壁，以使相邻的两个反应器之间均形成一个折流区，每个反应器上均设置有底部臭氧进气口、顶部原料进口和底部产物出口，每个反应器的底部产物出口通过对应的折流区与下一个反应器的顶部原料进口连通。
在较佳的实施例中，每个反应器内均设置有催化剂床层，从污水进口端至污水出口端，反应器内填充的催化剂的粒径逐渐减小；优选地，催化剂床层的高度为反应器高度的1/2-2/3，且催化剂的填充区域占反应器体积的1/2-4/5；优选地，折流区的宽度与反应器宽度之比为0.2-0.25:1。
在较佳的实施例中，反应器的个数为2-6个；优选地，反应器的个数为4个，从污水进口端至污水出口端依次为一级反应器、二级反应器、三级反应器和四级反应器；一级反应器内填充的催化剂粒径为5-7mm，二级反应器内填充的催化剂粒径为4-6mm，三级反应器内填充的催化剂粒径为3-5mm，四级反应器内填充的催化剂粒径1-3mm。
在较佳的实施例中，一级反应器内填充的催化剂为球状陶粒基催化剂，二级反应器内填充的催化剂为球状氧化铝基催化剂，三级反应器内填充的催化剂为球状硅铝基催化剂，四级反应器内填充的催化剂为球状活性炭基催化剂。
在较佳的实施例中，反应池内靠近污水进口端的一端还设置有氧化提升区，氧化提升区上还设置有臭氧进口，氧化提升区与靠近污水进口端的反应器的顶部原料进口连通；优选地，在氧化提升区的底部还设置有曝气器，曝气器的进气口与氧化提升区的臭氧进口连通。
在较佳的实施例中，还包括尾气利用管路，每个反应器的顶部还设置有废气出口，每个反应器的废气出口均通过尾气利用管路与氧化提升区上的臭氧进口连通。
在较佳的实施例中，每个反应器内均安装有气体分布器，气体分布器的进气口与对应的反应器上的底部臭氧进气口连通，且气体分布器的安装位置高于底部产物出口；
优选地，气体分布器为微气泡分布器。
在较佳的实施例中，还包括用于提供臭氧的臭氧供给装置，臭氧供给装置的出气端与每个反应器的底部臭氧进气口连通。
在较佳的实施例中，臭氧供给装置包括臭氧发生器和臭氧输气管路，臭氧输气管路的进气端与臭氧发生器的出气口连通，臭氧输气管路上设置有与反应器个数相匹配的多个出气口，每个出气口均通过连通管路与对应反应器的底部臭氧进气口连通；
优选地，在臭氧输气管路和反应器的底部臭氧进气口的连通管路上均设置有控制阀门和流量计。
本发明还提出一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，采用上述装置进行处理，包括如下步骤：
将污水从反应池的污水进口端通入，依次经过多个反应器和位于相连的两个反应器之间的折流区，从反应池的污水出口端输出；优选地，反应器的容积为1000-1500L，污水的进水量控制在600-750L/h，反应器内臭氧投加量为400-500L/h，臭氧浓度为50-70mg/L。
本发明实施例提供一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置的有益效果是：其通过在反应池内从污水进口端至污水出口端设置多个反应器，并使反应器从反应池的一端内壁延伸至相对的另一端内壁，利用相邻的两个反应器之间形成一个折流区，从一个反应器的底部产物出口输出的物料通过对应的折流区流入下一个反应器的顶部原料进口。利用多个反应器的设置可以针对不同分子量的有机物进行针对性处理，折流区在导流的同时还使已经部分催化氧化后的有机物与水中溶解的臭氧分子进行直接氧化，以促进下游反应器内的自由基会更集中的与难降解的有机物进行反应，显著提升了臭氧利用率，降低了水中有机物的浓度。
本发明实施例还提供一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，采用上述装置进行处理，污水从反应池的污水进口端通入，依次经过多个反应器和折流区之后，从反应池的污水出口端输出，利用反应装置的臭氧利用率高的优点，显著提升了污水处理的效果，降低了处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的利用臭氧催化氧化处理污水的装置的正面剖视图；
图2为本发明实施例提供的利用臭氧催化氧化处理污水的装置的俯视图。
图标：100-利用臭氧催化氧化处理污水的装置；001-污水进口端；002-污水出口端；003-气泵；004-进水口；005-出水口；006-出口阀门；007-拱顶；110-反应池；120-反应器；1201-一级反应器；1202-二级反应器；1203-三级反应器；1204-四级反应器；1205-一级催化剂层；1206-二级催化剂层；1207-三级催化剂层；1208-四级催化剂层；121-底部臭氧进气口；122-顶部原料进口；123-底部产物出口；124-废气出口；125-气体分布器；130-折流区；140-氧化提升区；141-臭氧进口；142-曝气器；150-尾气利用管路；160-臭氧供给装置；161-臭氧发生器；162-臭氧输气管路；163-控制阀门；164-流量计。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面对本发明实施例提供的一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法进行具体说明。
请参照图1和图2，本发明实施例提供了一种本发明提出了一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置100，包括反应池110，反应池110具有污水进口端001和与污水进口端001相对的污水出口端002，在反应池110的污水进口端001输入污水进行处理，处理完成之后从污水出口端002输出。
具体地，在反应池110内从污水进口端001至污水出口端002间隔设置有多个反应器120，每个反应器120均从反应池110的一端内壁延伸至相对的另一端内壁，相邻的两个反应器120之间均形成一个折流区130，每个反应器120上均设置有底部臭氧进气口121、顶部原料进口122和底部产物出口123，每个反应器120的底部产物出口123通过对应的折流区130与下一个反应器120的顶部原料进口122连通。污水从进水口004输入之后，经过多个反应器120和折流区130的反应之后从出水口005输出，通过出口阀门006进行开关的调节，以控制池内的水量，使反应池110内污水的高度要高于反应器120的顶部原料进口122的上沿。
需要说明的是，利用多个反应器120的设置可以针对不同分子量的有机物进行针对性处理，折流区130在导流的同时还使已经部分催化氧化后的有机物与水中溶解的臭氧分子进行直接氧化，以促进下游反应器内的自由基会更集中的与难降解的有机物进行反应，显著提升了臭氧利用率，降低了水中有机物的浓度。
具体地，反应池110的形状不限，可以为图中的正方体的形状，也可以根据需要设计为其他形状。每个反应器120均从反应池110的一端内壁延伸至相对的另一端内壁，所指的方向是指与污水进口端001至污水出口端002的方向垂直的另一方向。
在较佳的实施例中，每个反应器120内均设置有催化剂床层，从污水进口端001至污水出口端002，反应器120内填充的催化剂的粒径逐渐减小；催化剂的粒径越小比表面积越大，可以针对不同分子量的有机物进行针对性处理。催化剂床层的高度为反应器120高度的1/2-2/3，且催化剂的填充区域占反应器120体积的1/2-4/5；折流区130的宽度与反应器120宽度之比为0.2-0.25:1。通过进一步控制反应器120内部的催化剂床层结构以及折流区130的区域面积，有利于提升臭氧的处理效率，提升有机物的处理效果。
在较佳的实施例中，每个反应器120内均安装有气体分布器125，气体分布器125的进气口与对应的反应器120上的底部臭氧进气口121连通，且气体分布器125的安装位置高于底部产物出口123；优选地，气体分布器125为微气泡分布器。
需要说明的是，反应器120底部的微气泡分布器曝出的微气泡经过催化剂承托多孔板和催化剂层过程中，微气泡会聚并变成大气泡，催化剂层越高，气泡聚并越严重。气泡聚并导致气泡的表面积变小，气液接触面积变小，从而导致气液传质效率降低。本发明实施例中的反应装置采用分段式的反应方法，降低了催化剂层的高度，最大限度减小了由于气泡聚并造成的气液传质效率降低的影响，从而提高了臭氧氧化效率。
进一步地，反应器120的个数为2-6个，可以根据处理污水的情况进行布置，若处理污水中包含了多种不同分子量的有机物可以相应的设置较多数量的反应器120。优选地，反应器120的个数为4个，从污水进口端001至污水出口端002依次为一级反应器1201、二级反应器1202、三级反应器1203和四级反应器1204，依次设置有一级催化剂层1205、二级催化剂层1206、三级催化剂层1207和四级催化剂层1208。采用四级的设置方式能够在保证有机物处理效果的同时，避免装置过于复杂带来的不必要耗材，降低处理成本。
具体地，一级反应器1201内填充的催化剂粒径为5-7mm，一级反应器1201内填充的催化剂粒径为5-7mm，二级反应器1202内填充的催化剂粒径为4-6mm，三级反应器1203内填充的催化剂粒径为3-5mm，四级反应器1204内填充的催化剂粒径1-3mm。优选地，一级反应器1201内填充的催化剂为球状陶粒基催化剂，二级反应器1202内填充的催化剂为球状氧化铝基催化剂，三级反应器1203内填充的催化剂为球状硅铝基催化剂，四级反应器1204内填充的催化剂为球状活性炭基催化剂。
需要说明的是，本发明实施例采用分段式的反应原理，根据有机物反应动力学过程和反应热力学，不同的阶段采用不同的催化剂，克服了反应动力学中催化剂吸附有机物所起的限制性因素的影响，提高了反应的速率常数，从而提高了臭氧氧化效率，降低了臭氧氧化的处理成本。具体地，在一级反应器1201内填充的催化剂比表面积小、孔径大，容易吸附大分子有机物，并在催化剂表面与臭氧活化成的·OH快速反应，生成中小分子的有机物。在二级反应器1202和三级反应器1203填充催化剂粒径比一级反应区减小1-2mm，比表面积相对较大，孔径变小，容易吸附中小分子的有机物，并快速与催化剂表面臭氧活化成的·OH快速反应，部分氧化成小分子的有机物或部分完全矿化为CO2和水。四级反应器1204填充比表面积大的活性炭基催化剂，吸附能力和活化能力更强，能快速吸附液体中的小分子有机物，并快速与催化剂表面臭氧活化成的·OH快速反应，最终完全矿化为CO2和水。
在较佳的实施例中，反应池110内靠近污水进口端001的一端还设置有氧化提升区140，氧化提升区140上还设置有臭氧进口141，氧化提升区140与靠近污水进口端001的反应器120的顶部原料进口122连通。利用氧化提升区140使污水和臭氧充分混合，也会选择性地氧化进水中的部分有机物，主要为含有双键的不饱和有机物。在一些实施例中，在氧化提升区140的底部还设置有曝气器142(可以为常用的微孔曝气器)，曝气器142的进气口与氧化提升区140的臭氧进口141连通，以使臭氧的分布更加均匀，提升混合的均匀度。
在一些实施例中，还包括尾气利用管路150，每个反应器120的顶部还设置有废气出口124，每个反应器120的废气出口124均通过尾气利用管路150与氧化提升区140上的臭氧进口141连通。在反应器120的拱顶007收集未完全反应的含臭氧的尾气，通过尾气利用管路150进行收集，通过气泵003增压后，经曝气器142进入氧化提升区140，把尾气中的剩余臭氧溶解于污水中，发生直接臭氧氧化反应。这样，臭氧可完全反应，不需再设置尾气破坏装置，减小二次污染的同时，降低了装置的投资成本。
在一些实施例中，还包括用于提供臭氧的臭氧供给装置160，臭氧供给装置160的出气端与每个反应器120的底部臭氧进气口121连通。具体地，臭氧供给装置160包括臭氧发生器161和臭氧输气管路162，臭氧输气管路162的进气端与臭氧发生器161的出气口连通，臭氧输气管路162上设置有与反应器120个数相匹配的多个出气口，每个出气口均通过连通管路与对应反应器120的底部臭氧进气口121连通，这样通过臭氧供给装置160可以给每一个反应器120提供反应用的臭氧。
优选地，在臭氧输气管路162和反应器120的底部臭氧进气口121的连通管路上均设置有控制阀门163和流量计164。
本发明还提出一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，采用上述装置进行处理，包括如下步骤：将污水从反应池110的污水进口端001通入，依次经过多个反应器120和位于相连的两个反应器120之间的折流区130，从反应池110的污水出口端002输出；优选地，反应器120的容积为1000-1500L，污水的进水量控制在600-750L/h，反应器120内臭氧投加量为400-500L/h，臭氧浓度为50-70mg/L。
本发明实施例通过采用分段式的反应装置，促进了臭氧与水溶液之间的传质以及·OH的扩散，提升了整个反应系统的反应效率，提高了臭氧的利用率。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，其采用图1-2中的装置进行反应，包括：
炼油企业炼油综合污水经隔油、气浮和一级生化后出水进入本发明的中试装置，装置总容积为1000L，四级反应区容积分别为175L，催化剂在每个反应区中的填充率都为60％；氧化提升区和三级折流区容积分别为75L。装置的废水有效容积为680L。
经试验验证：当装置连续进水量680L/h，进水CODcr＝150～180mg/L，B/C<0.1，pH＝7.0～8.5，四级反应区底部进气量分别为105L/h，臭氧浓度为60mg/L条件下，经本发明装置处理后，出水CODcr小于30mg/L，COD去除率大于80％，运行能耗约为1.5kW·h/m3。
对比例1
本对比例提供一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，与实施例1不同之处仅在于：不设置提升区、折流区和多级反应器，采用固定床的形式，在连续进水量680L/h，进水CODcr＝150～180mg/L，B/C<0.1，pH＝7.0～8.5，总进气量分别为500L/h，臭氧浓度为60mg/L，催化剂采用球状硅铝基催化剂条件下，经装置处理后，出水CODcr为40～60mg/L，平均COD去除率为70％，运行能耗约为1.8kW·h/m3。
综上所述，本发明提供的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其通过在反应池内从污水进口端至污水出口端设置多个反应器，并使反应器从反应池的一端内壁延伸至相对的另一端内壁，利用相邻的两个反应器之间形成一个折流区，从一个反应器的底部产物出口输出的物料通过对应的折流区流入下一个反应器的顶部原料进口。利用多个反应器的设置可以针对不同分子量的有机物进行针对性处理，折流区在导流的同时还使已经部分催化氧化后的有机物与水中溶解的臭氧分子进行直接氧化，以促进下游反应器内的自由基会更集中的与难降解的有机物进行反应，显著提升了臭氧利用率，降低了水中有机物的浓度。
本发明实施例还提供一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，采用上述装置进行处理，污水从反应池的污水进口端通入，依次经过多个反应器和折流区之后，从反应池的污水出口端输出，利用反应装置的臭氧利用率高的优点，显著提升了污水处理的效果，降低了处理成本。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (13)

1.一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，包括反应池，所述反应池具有污水进口端和污水出口端，在所述反应池内从所述污水进口端至所述污水出口端间隔设置有多个反应器，每个所述反应器均从所述反应池的一端内壁延伸至相对的另一端内壁，以使相邻的两个所述反应器之间均形成一个折流区，每个所述反应器上均设置有底部臭氧进气口、顶部原料进口和底部产物出口，每个所述反应器的底部产物出口通过对应的所述折流区与下一个所述反应器的所述顶部原料进口连通；
每个所述反应器内均设置有催化剂床层，从所述污水进口端至所述污水出口端，所述反应器内填充的催化剂的粒径逐渐减小；所述反应器的个数为4个，从所述污水进口端至所述污水出口端依次为一级反应器、二级反应器、三级反应器和四级反应器；所述一级反应器内填充的催化剂粒径为5-7mm，所述二级反应器内填充的催化剂粒径为4-6mm，所述三级反应器内填充的催化剂粒径为3-5mm，所述四级反应器内填充的催化剂粒径1-3mm；
所述一级反应器内填充的催化剂为球状陶粒基催化剂，所述二级反应器内填充的催化剂为球状氧化铝基催化剂，所述三级反应器内填充的催化剂为球状硅铝基催化剂，所述四级反应器内填充的催化剂为球状活性炭基催化剂。
2.根据权利要求1所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，所述催化剂床层的高度为所述反应器高度的1/2-2/3，且催化剂的填充区域占所述反应器体积的1/2-4/5。
3.根据权利要求2所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，所述折流区的宽度与反应器宽度之比为0.2-0.25:1。
4.根据权利要求1所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，所述反应池内靠近所述污水进口端的一端还设置有氧化提升区，所述氧化提升区上还设置有臭氧进口，所述氧化提升区与靠近所述污水进口端的所述反应器的所述顶部原料进口连通。
5.根据权利要求4所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，在所述氧化提升区的底部还设置有曝气器，所述曝气器的进气口与所述氧化提升区的所述臭氧进口连通。
6.根据权利要求5所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，还包括尾气利用管路，每个所述反应器的顶部还设置有废气出口，每个所述反应器的所述废气出口均通过所述尾气利用管路与所述氧化提升区上的所述臭氧进口连通。
7.根据权利要求1所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，每个所述反应器内均安装有气体分布器，所述气体分布器的进气口与对应的所述反应器上的所述底部臭氧进气口连通，且所述气体分布器的安装位置高于所述底部产物出口。
8.根据权利要求7所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，所述气体分布器为微气泡分布器。
9.根据权利要求1所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，还包括用于提供臭氧的臭氧供给装置，所述臭氧供给装置的出气端与每个所述反应器的所述底部臭氧进气口连通。
10.根据权利要求9所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，所述臭氧供给装置包括臭氧发生器和臭氧输气管路，所述臭氧输气管路的进气端与所述臭氧发生器的出气口连通，所述臭氧输气管路上设置有与所述反应器个数相匹配的多个出气口，每个所述出气口均通过连通管路与对应所述反应器的所述底部臭氧进气口连通。
11.根据权利要求10所述的利用臭氧催化氧化处理污水的装置，其特征在于，在所述臭氧输气管路和所述反应器的所述底部臭氧进气口的连通管路上均设置有控制阀门和流量计。
12.一种利用臭氧催化氧化处理污水的方法，其特征在于，采用权利要求1-11中任一项所述的装置进行处理，包括如下步骤：
将污水从所述反应池的所述污水进口端通入，依次经过多个反应器和位于相连的两个所述反应器之间的折流区，从所述反应池的所述污水出口端输出。
13.根据权利要求12所述的利用臭氧催化氧化处理污水的方法，其特征在于，反应器的容积为1000-1500L，污水的进水量控制在600-750L/h，反应器内臭氧投加量为400-500L/h，臭氧浓度为50-70mg/L。
CN202010794535.6A 2020-08-10 2020-08-10 一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法 Active CN111732183B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010794535.6A CN111732183B (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010794535.6A CN111732183B (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111732183A CN111732183A (zh) 2020-10-02
CN111732183B true CN111732183B (zh) 2022-06-14

Family

ID=72658190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010794535.6A Active CN111732183B (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111732183B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116022908B (zh) * 2023-02-09 2023-09-26 安徽工程大学 一种臭氧多级催化反应塔及催化方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249444A (zh) * 2011-04-28 2011-11-23 山东金诚石化集团有限公司 一种多段串联臭氧催化氧化深度处理装置及其催化剂的制法
CN106348422A (zh) * 2016-10-13 2017-01-25 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种难降解有机废水多级臭氧催化氧化处理装置
CN106630110A (zh) * 2017-03-01 2017-05-10 南京大学 一种一体式梯度臭氧催化流化床装置及其应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249444A (zh) * 2011-04-28 2011-11-23 山东金诚石化集团有限公司 一种多段串联臭氧催化氧化深度处理装置及其催化剂的制法
CN106348422A (zh) * 2016-10-13 2017-01-25 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种难降解有机废水多级臭氧催化氧化处理装置
CN106630110A (zh) * 2017-03-01 2017-05-10 南京大学 一种一体式梯度臭氧催化流化床装置及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
非均相催化臭氧氧化水中难降解有机物效率与机理研究进展;刘艳芳等;《煤炭与化工》;20160926;第39卷(第09期);29-31 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111732183A (zh) 2020-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190092662A1 (en) Wastewater treatment device and wastewater treatment method
CN110776085B (zh) 一种超重力旋流微气泡臭氧氧化废水深度处理系统
US8173015B2 (en) Photocatalytic reactor
CN107364991B (zh) 一种催化臭氧化-臭氧气浮一体化装置
CN100558652C (zh) 用于水处理的光催化曝气滤池
CN114436457B (zh) 臭氧催化氧化气浮一体化系统及其使用方法
CN106630110A (zh) 一种一体式梯度臭氧催化流化床装置及其应用
CN113735245B (zh) 一种臭氧催化氧化污水的方法
CN111732183B (zh) 一种利用臭氧催化氧化处理污水的装置及方法
CN205294937U (zh) 一种炼油废水臭氧氧化深度处理装置
CN211770809U (zh) 一种高污染难降解废水高效处理装置
CN110668552B (zh) 一种臭氧协同微量双氧水催化装置及方法
CN112520923A (zh) 一种脲醛树脂、酚醛树脂生产企业废水处理方法
CN111620434A (zh) 废水处理装置和方法及其应用
CN217780957U (zh) 一种基于分质处理的紫外协同臭氧催化氧化水处理装置
CN111422971A (zh) 一种喷淋式催化臭氧氧化反应系统
CN215886498U (zh) 炼油废水的处理装置和处理系统
CN109796073A (zh) 含氨氮废水处理方法
CN114057329A (zh) 一种臭氧高级氧化水处理设备
CN208732705U (zh) 一种微纳米曝气催化臭氧化废水处理装置
CN206635100U (zh) 一种一体式梯度臭氧催化流化床装置
CN101402483A (zh) 一种用于油田废水回注的催化处理方法
KR100505942B1 (ko) 폐수처리용 반응시스템 및 이를 이용한 폐수처리방법
CN106467344A (zh) 用于高含盐污水达标排放的水处理装置
CN217202212U (zh) 高盐有机废水臭氧催化氧化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant