CN112194287B - 一种污水处理装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理装置及其方法，涉及环保技术领域，该处理装置包括一级反应装置。所述一级反应装置包括强旋流区和位于所述强旋流区上方的上升区；所述强旋流区具有微气泡入口，所述微气泡入口用于与微气泡发生器相连；所述强旋流区的内腔中设置有用于使微气泡形成旋流的第一旋流筒。上升区具有气液相输入端和气液相输出端，该两端之间形成用于气液相上下流通，并被填充的催化填料催化氧化的上升通道。该污水处理装置实现污水处理的装置化和密闭化操作，无二次污染问题，该强旋流区采用旋流微气泡催化氧化的技术，增大了氧化性气体和污水的接触面积，在有效降低反应时间的基础上，达到较好的处理效果。

Description

一种污水处理装置及其方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体而言，涉及一种污水处理装置及其方法。

背景技术

目前，污水处理方面存在巨大挑战，尤其是工业污水处理领域，其排放量大，水质复杂，毒性大，COD降解困难。采用传统的生化降解工艺较难处理，很难达到排放标准。对此，很多企业采用了高级氧化技术(如臭氧催化氧化技术)对污水进行预处理或深度处理。但传统工艺存在臭氧的利用率不高，臭氧与污水接触不均匀，造成能耗高，技术效果不好的缺点。

专利申请CN104003504A，公开了一种难降解有机废水臭氧催化氧化处理装置及工艺，该装置包括催化氧化塔、其底部入口连接的臭氧发生器，其顶部出口连接的尾气处理再利用系统，利用高浓度的臭氧，在催化氧化塔中臭氧催化氧化有机废水中的大分子难降解有机污染物，产生的尾气经尾气处理再利用系统作为臭氧发生器的气源循环利用。此外，尾气处理再利用系统能去除二氧化碳及水蒸气，使尾气得到净化，避免造成二次污染的同时提高氧气利用率，降低处理成本。但该催化氧化塔臭氧利用率较低，处理效率较低。

专利申请CN104512957A，公开了一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置及方法，该方法在臭氧预氧化塔内，利用臭氧尾气预氧化炼油污水，去除非溶解态污染物，并降解小分子有机污染物，然后在臭氧催化氧化塔内，利用高浓度臭氧催化氧化炼油污水，降解高浓度大分子有机污染物。该发明提高臭氧利用率，但其存在处理效果较低，污水停留时间长，能耗相对较高等技术问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污水处理装置及其方法。

本发明是这样实现的：

第一方面，实施例提供了一种污水处理装置，其包括用于催化氧化污水的一级反应装置；所述一级反应装置包括强旋流区和位于所述强旋流区上方的上升区；

其中，所述强旋流区为中空的结构，具有微气泡入口，所述微气泡入口用于与将污水和氧化性气体制备成微气泡的微气泡发生器相连；所述强旋流区的内腔中设置有第一旋流筒，所述第一旋流筒的外侧壁与所述强旋流区的内侧壁共同形成旋流通道，所述第一旋流筒具有相对的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端位于下方且与所述一级反应装置的底部间隔设置，所述第一出气端位于上方且与所述上升区相通；

所述上升区，具有气液相输入端和气液相输出端；所述气液相输入端与所述第一出气端相通，所述上升区从所述气液相输入端至所述气液相输出端之间的内侧壁围成用于气液相上下流通的上升通道。

第二方面，实施例提供了一种污水处理方法，其包括采用前述实施例所述的污水处理装置对待处理污水进行处理。

本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供了一种污水处理装置及其方法，该处理装置包括一级反应装置；所述一级反应装置包括强旋流区和位于所述强旋流区上方的上升区；所述强旋流区具有微气泡入口，所述微气泡入口用于与微气泡发生器相连；所述强旋流区的内腔中设置有用于使微气泡形成旋流的第一旋流筒。上升区具有气液相输入端和气液相输出端，该两端之间形成用于气液相上下流通的上升通道。

该污水处理装置实现污水处理的装置化和密闭化操作，无二次污染问题，该强旋流区采用旋流微气泡催化氧化的技术，增大了氧化性气体和污水的接触面积，在有效降低反应时间的基础上，达到较好的处理效果。

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为实施例1提供的污水处理装置的结构示意图；

图2为图1中的第一环形槽的俯视图；

图3为图1中第一气液分布器、第二气液分布器和第三气液分布器的俯视图。

图标：

10-污水处理装置；11-微气泡发生器；12-废气收集系统；13-氧化性气体发生器；14-污水池；

100-一级反应装置；110-强旋流区；111-第一旋流筒；113-折流件；115-第一环形槽；117-第二环形槽；119-第一排气口；120-弱旋流区；121-第二旋流筒；123-喷头；125-第三环形槽；127-第二排气口；129-第一气液分布器；130-上升区；131-第一螺旋板；140-排水区；141-排水管；143-第一废气口；

200-二级反应装置；210-布水排气区；211-进水分布器；213-第二气液分布器；215-第二废气口；220-催化氧化区；221-第二螺旋板；230-曝气区；231-进气分布器；233-第三气液分布器。

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。

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。

首先，本发明实施例提供了一种污水处理装置10，其包括用于催化氧化污水的一级反应装置；所述一级反应装置包括强旋流区110和位于所述强旋流区110上方的上升区130；

其中，所述强旋流区110为中空的结构，具有微气泡入口，所述微气泡入口用于与将污水和氧化性气体制备成微气泡的微气泡发生器11相连；所述强旋流区110的内腔中设置有第一旋流筒111，所述第一旋流筒111的外侧壁与所述强旋流区110的内侧壁共同形成旋流通道，所述第一旋流筒111具有相对的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端位于下方，且与所述一级反应装置的底部间隔设置，所述第一出气端位于上方且与所述上升区130相通；

所述上升区130，具有气液相输入端和气液相输出端；所述气液相输入端与所述第一出气端相通，所述上升区130从所述气液相输入端至所述气液相输出端之间的内侧壁围成用于气液相上下流通的上升通道。

具体地，第一旋流筒111的外侧壁的直径小于所述强旋流区110内腔的内径，以使微气泡(污水和氧化性气体共同形成的)在强旋流区110的旋流通道中形成旋流，从而增加微气泡与强旋流区110中填充的催化填料(催化剂)反应的时间和接触面积，使其能尽可能地进行催化氧化，提高处理效率。催化氧化后的形成的气液相通过第一进气端经过第一旋流筒111内腔的通道进入至后续的处理单元继续进行催化氧化。

上升区130为中空结构，处理时，其内腔中填充有催化填料，在经过强旋流区110催化氧化后的气液相再次在上升区130中进行进一步地催化氧化，提高处理效率。

上述氧化性气体可以为臭氧。

发明人经一系列研究发现，发明了上述多级处理单元组合而成的污水处理装置10，利用微气泡催化氧化技术，增加了氧化性气体和污水的接触面积，在降低反应时间的同时，能有效提高反应效率。

优选地，第一旋流筒111的外沿直径为强旋流区110内腔直径的50％～80％，内沿直径为弱旋流区120内腔直径的20％～40％。

在可选的实施方式中，所述强旋流区110的底部开设有一个或多个第一环形槽115，所述第一环形槽115的直径＜所述强旋流区110的内腔的直径。

具体地，第一环形槽115是以强旋流区110的底部的中心为原点环设于底部的1个或多个环形槽。第一环形槽115的个数可以为2个、3个、4个、6个、8个或10个，对其个数不作具体限制，可以根据实际情况进行设置。当设置有多个第一环形槽115时，多个第一环形槽115为间隔设置，间隔距离优选相同。多个第一环形槽115的直径大小是不同的，从内而外是逐渐增大的。第一环形槽115内填充有催化填料，在增加微气泡的旋流状态的同时，能够有效增加微气泡与催化填料的接触面积。

优选地，所述强旋流区110的内侧壁上环设有一个或多个第二环形槽117。当第二环形槽117为多个时，多个第二环形槽117间隔设置，其间隔距离优选为相同。同第一环形槽115一样，第二环形槽117内也可以填充有催化填料，在增加微气泡的旋流状态的同时，能够有效增加微气泡与催化填料的接触面积。

优选地，所述第一旋流筒111的内侧壁上设置有一个或多个用于填充催化填料的折流件113。在处理时，折流件113上填充有催化填料，以使气流通过时，能被填充的催化填料催化氧化。具体地，折流件113可以为改变气流流向的物件，在本发明中，折流件113不改变气流从第一进气端往第一出气端的整体流向，气流只能从下往上走，但是其增加了气流在该过程中的流动曲线，使其在从下往上的过程中，有更多的时间被催化填料催化氧化。

在一些实施例中，折流件113可以为直板，可以为任意弯曲或曲型的结构。优选地，该折流件113为横截面面积小于第一旋流筒111内侧壁横截面面积的板状结构，当折流件113的一端连接于内侧壁一端时，由于其横截面面积小于内侧壁的横截面面积，因此，连接后，其与强旋流区110的内侧壁之间始终具有间隙，以供气流通过。优选地，多个折流件113依次左右交替地固定于第一旋流筒111内不同高度处(从上而下或从下而上)的内侧壁上。

优选地，所述第一旋流筒111的外侧壁为向内凹陷的曲面筒。外侧壁向内凹陷时，能进一步增加气流的旋流状态，提高微气泡与催化填料的反应效率。

在一些实施方式中，所述一级反应装置还包括有弱旋流区120；所述强旋流区110通过所述弱旋流区120与所述上升区130相通。所述弱旋流区120具有气液相入口和气液相出口，所述气液相入口与所述第一出气端(强旋流区110)相通；所述气液相出口与所述气液相输入端(上升区130)相通。

所述弱旋流区120的内腔中还设置有第二旋流筒121。所述第一旋流筒111的外侧壁与所述弱旋流区120的内侧壁共同形成旋流通道。第二旋流筒121的结构和作用同第一旋流筒111相似，其具有相对设置的第二进气端和第二出气端；所述第二进气端位于所述第二出气端的下方且与所述弱旋流区120的底部间隔设置。

优选地，所述第二进气端的直径≤第二出气端的直径。当设置有弱旋流区120时，第二出气端与所述上升区130的气液相输入端相对，上升区130中填充有催化填料，第二出气端的直径越大，约能有效地将气液混合物输送至上升区130中进行催化反应。优选地，第二出气端的直径为弱旋流区120内腔直径的60％～90％。第二进气端的直径为弱旋流区120内腔直径的30％～60％。

优选地，所述弱旋流区120的内侧壁还设置有用于使气液均匀分布的第一气液分布器129，所述第一气液分布器129设置于所述第一出气端处的内侧壁上。第一气液分布器129用于使第二出气端排出的气液混合物能够均匀地进入上升区130。

优选地，所述弱旋流区120的底部设置有一个或多个喷头123；所述喷头123的入口与所述第二出气端相通，所述喷头123的出口与所述弱旋流区120相通。喷头123能够进一步加强弱旋流区120中气流的旋流状态，提高反应效率。

优选地，所述喷头123的出水方向与所述弱旋流区120的底面形成90～150°的角度。喷头123的内径需要根据进水量和离心速度来计算。

优选地，所述弱旋流区120的内侧壁上环设有一个或多个第三环形槽125。第三环形槽125与第二环形槽117相似，填充有催化填料，在增加弱旋流区120内气流的旋流状态的同时，提高反应效率。

在一些实施方式中，弱旋流区120还设置有出水口。该出水口与所述微气泡反应发生器相通，用于将没有反应完全的污水进行回流，重新返回强旋流区110中进行催化氧化。

在一些实施方式中，强旋流区110和/或弱旋流区120还设置有排气口，排气口的出口均与所述上升区130的底部相通。排气口用于将累计于强旋流区110和/或弱旋流区120中的气液相进一步地排放至上升区130中进行催化氧化，提高处理效果。

在一些实施方式中，所述上升区130中设置有一个或多个用于将所述上升通道分隔为多个上升亚通道的第一螺旋板131。第一螺旋板131能有效增加催化反应的时间，使气液相以及催化填料充分接触，进行催化氧化反应。

在一些实施方式中，所述一级反应装置100还包括排水区140；所述排水区140位于所述上升区130之上，且与所述上升区130的气液相输出端相通；所述排水区140包括有排水管141，所述排水管141具有进水口和用于将处理的水排出的排水口。排水区140的作用在于将一级反应装置100处理后的污水转移至后续处理单元(如二级反应装置200)中。

优选地，排水管141的进水口向下弯曲。

在一些实施方式中，所述污水处理装置10还包括二级反应装置；所述二级反应装置包括催化氧化区220。

该催化氧化区220具有相对设置的污水进入端和氧化性气体进入端。所述污水进入端与所述气液相输出端(上升区130)或排水区140的排水口相通。所述氧化性气体进入端用于与氧化性气体发生器13相通。所述催化氧化区220从所述污水进入端至所述氧化性气体进入端之间的内侧壁形成用于气液相上下流通，并被催化氧化区220中填充的催化填料催化氧化的氧化通道。

优选地，所述催化氧化区220中设置有一个或多个用于将所述氧化通道分隔为多个上下相通的氧化亚通道的第二螺旋板221。第二曲线板的作用同上述第一曲线板。

在一些实施方式中，所述二级反应装置还包括布水排气区210；所述布水排气区210位于所述催化氧化区220的上方并通过所述污水进入端与所述催化氧化区220相通。具体地，布水排气区210用于将一级反应装置100处理后的水输送至催化氧化区220。

优选地，所述布水排气区210还包括进水分布器211；所述进水分布器211的入口与所述上升区130的气液相输出端相通，其出口朝向所述催化氧化区220设置。优选地，进水分布器211为圆锥状，断面上布满了圆形的出水孔。

优选地，所述布水排气区210的内侧壁上还设置有用于使气液均匀分布的第二气液分布器213；所述第二气液分布器213的一面朝向所述进水分布器211，另一面朝向所述污水进入端。优选地，所述第二气液分布器213为带孔圆盘。优选地，该带孔圆盘上均匀分布直径为2～10mm的圆孔，开孔率为5％～50％。

优选地，所述排水区140和布水排气区210的顶部还设有废气口。废气口用于与废气收集系统12相通。

优选地，所述二级反应装置包括曝气区230；所述曝气区230位于所述催化氧化区220的下方，且与所述氧化性气体进入端相通，所述曝气区230的进气口与所述氧化性气体发生器13相通。

优选地，所述曝气区230还包括进气分布器231；所述进气分布器231的进气口与所述氧化性气体发生器13相通，出气口朝向所述氧化性气体进入端设置。具体地，氧化性气体发生器13具有2个输出端，一端与微气泡发生器11相连，用于输送氧化性气体给一级反应装置100，一端与二级反应装置200相连，两个输出端处均设置有流量计和/或阀门，以控制氧化性气体的输出，在一级反应装置100没有反应完的氧化性气体输送给二级反应装置200，还可以避免氧化性气体的过剩，造成浪费。

优选地，所述曝气区230的内侧壁上还设置第三气液分布器233；所述第三气液分布器233的一面朝向所述进气分布器231，另一面朝向所述氧化性气体进入端。第三气液分布器233为带孔分布圆盘，优选地，该带孔分布圆盘上均匀分布直径为2～5mm的圆孔，开孔率为5％～50％。

优选地，所述曝气区230具有用于排出废水的废水口。

需要说明的是，上述气体出口、液体出口或气液相出口处均可以设置阀门和/或流量计，用于控制开关和流量。

此外，本发明还提供了一种污水处理方法，其包括采用如前述任一实施方式所述的污水处理装置10对待处理污水进行处理。

在一些实施方式中，在进行处理前，所述处理方法还包括在污水处理装置10中填充催化填料后，再进行污水处理。

具体地，所述方法包括在强旋流区110、弱旋流区120、上升区130以及催化氧化区220内填充催化填料。

催化填料选自用于催化氧化污水的本领域已知的现有催化剂，对其种类不作限制。只要是采用了上述污水处理装置10用于处理污水的技术方案均属于本申请的保护范围。

采用本发明实施例提供污水处理方法能够实现密闭化的污水处理工艺，无二次污染问题，无异味，采用的旋流微气泡催化氧化技术对污水进行循环处理，在一级反应装置100内部，将污水和氧化性气体混合后形成旋流状态或折流状态，增大了氧化性气体和污水接触面积，较好的流化效果能够将反应时间缩短30％左右，从而提高反应效率(30％)。该装置占地面积小，结构紧凑，安装和拆卸都十分方便，使用灵活性强，能解决循环水排污达标困难等技术问题，还可以应用于其他难降低的污水处理领域。

实施例1

一种污水处理装置10，其包括一级反应装置100、二级反应装置200、氧化性气体发生器13、微气泡发生器11(溶气泵)，对应参照附图1。

其中，一级反应装置100为中空的筒状结构，从下至上划分为：强旋流区110、弱旋流区120、上升区130和排水区140，相邻区域相互连接。

(1)强旋流区110：

强旋流区110具有微气泡入口，所述微气泡入口用于与微气泡发生器11的出口相通；微气泡发生器11的入口分别连接有氧化性气体发生器13和污水池14。

具体地，所述强旋流区110的内腔中设置有第一旋流筒111，第一旋流筒111的外侧壁为向内凹陷的曲面筒，第一旋流筒111的外侧壁的直径为强旋流区110内侧壁直径长度的70％，曲面内沿直径为强旋流区110内侧壁的30％。所述第一旋流筒111的外侧壁与所述强旋流区110的内侧壁共同形成旋流通道，第一强旋流区110的材质为316L或有机玻璃。

所述强旋流区110的底部开设有2个第一环形槽115，其俯视图请参照附图2，其是以强旋流区110的底部的中心为原点环设于底部的2个环形槽，2个环形槽的直径为梯度变化，从内而外，第二环形槽117的直径逐渐增大。

所述强旋流区110的内侧壁上环设4个第二环形槽117。第二环形槽117分别环设于内侧壁的不同高度，第二环形槽117的个数和间距可根据实际情况决定。

所述第一旋流筒111具有相对的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端在下，与所述一级反应装置的底部间隔设置，所述第一出气端位于上方且与所述上升区130相通。

所述第一旋流筒111的内侧壁中还设有多个折流件113，该折流件113为横截面的面积小于第一旋流筒111内侧壁横截面的面积的板状结构，多个折流件113左右依次交替地固定于第一旋流筒111内不同高度处的内侧壁上。

强旋流区110还设置有第一排气口119，第一排气口119处设有阀门，且第一排气口119的出口与所述上升区130的底部相通。

(2)弱旋流区120：

所述弱旋流区120具有气液相入口和气液相出口，所述气液相入口与所述第一出气端相通。具体地，所述弱旋流区120的底部设置有多个喷头123(具体为4个，还可以为2个3个、5个、6个或8个等)；所述喷头123的入口与所述第二出气端相通，所述喷头123的出口与所述弱旋流区120相通。喷头123的出水方向与所述弱旋流区120的底面形成130°的角度。在其他实施例中，还可以为100°、110°、120°、130°、140°或150°。

所述气液相出口与所述气液相输入端相通。

所述弱旋流区120的内腔中设置有第二旋流筒121；所述第二旋流筒121的外侧壁与所述弱旋流区120的内侧壁共同形成旋流通道。为外筒直径的60％-90％，下沿直径为外筒直径的30％-60％。材质为316L(或有机玻璃)。

所述第二旋流筒121具有相对设置的第二进气端和第二出气端。所述第二进气端在下且与所述弱旋流区120的底部间隔设置，所述第二出气端在上。第二出气端的直径为弱旋流区120的内侧壁直径的90％，第二进气端的直径为弱旋流区120的内侧壁直径的40％，材质为316L(或有机玻璃)。

优选地，所述弱旋流区120的内侧壁还设置有第一气液分布器129，所述第一气液分布器129设置于所述第一出气端处的内侧壁上，为带孔圆盘，俯视图请参照附图3。

所述弱旋流区120的内侧壁上环设有4个第三环形槽125。4个第三环形槽125分别环设于内侧壁的不同高度，第三环形槽125的个数和间距可根据实际情况决定。

弱旋流区120还设置有第二排气口127，第二排气口127处设有阀门，且第二排气口127的出口与所述上升区130的底部相通。

弱旋流区120还设置有出水口，出水口与微气泡发生器11相通。

(3)上升区130：

所述上升区130，具有气液相输入端和气液相输出端；所述气液相输入端与所述第一出气端相通，气液相输出端与排水区140相通。

所述上升区130从所述气液相输入端至所述气液相输出端之间的内侧壁围成用于气液相上下流通的上升通道。

所述上升区130中设置有一个用于将所述上升通道分隔为2个上升亚通道的第一螺旋板131。所述第一螺旋板131由以下方式制备：直板具有相对的第一端和第二端，将所述第一端与所述第二端沿着垂直于所述第一端和第二端的轴心线分别往相反的反向扭曲180°后形成。

(4)排水区140：

所述排水区140位于所述上升区130之上，且与所述上升区130的气液相输出端相通；所述排水区140包括有排水管141，所述排水管141具有进水口和用于将处理的水排出的排水口。

所述排水区140的顶部还设有第一废气排放口，第一废气口143处设有阀门。第一废气口143用于与废气收集系统12相通。

二级反应装置200包括：

二级反应装置200为中空的筒状结构，从下至上划分为：布水排气区210、催化氧化区220以及曝气区230。

(A)布水排气区210：

所述布水排气区210位于所述催化氧化区220的上方。其包括有进水分布器211；所述进水分布器211的入口与所述排水管141的排水口相通，进水分布器211的出口朝向所述催化氧化区220设置。

所述布水排气区210底部的内侧壁上还设置有第二气液分布器213(带孔圆盘)，所述第二气液分布器213的一面朝向所述进水分布器211，另一面朝向所述污水进入端。

所述布水排气区210的顶部设置有第二废气口215。第二废气口215用于与废气收集系统12相连。

(B)催化氧化区220：

催化氧化区220具有相对设置的污水进入端(上端)和氧化性气体进入端(下端)。所述污水进入端与排水管141的排水口相通，所述氧化性气体进入端用于与氧化性气体发生器13相通。

所述催化氧化区220从所述污水进入端至所述氧化性气体进入端之间的内侧壁形成用于气液相上下流通，并被催化氧化区220中填充的催化填料催化氧化的氧化通道。

所述催化氧化区220中设置有一个用于将所述氧化通道分隔为2个上下相通的氧化亚通道的第二螺旋板221。所述第二螺旋板221由以下方式制备：直板具有相对的第一端和第二端，将所述第一端与所述第二端沿着垂直于第一端和第二端的轴心线分别往相反的反向扭曲180°后形成。

(C)曝气区230：

所述曝气区230位于所述催化氧化区220的下方，且与所述氧化性气体进入端相通。

所述曝气区230中设置有进气分布器231；所述进气分布器231的进气口与所述氧化性气体发生器13相通，出气口朝向所述氧化性气体进入端设置。进气分布器231上均匀分布有排气孔，进气分布器231可以是圆盘状、多管状或使排状。

所述曝气区230的内侧壁上还设置第三气液分布器233；所述第三气液分布器233的一面朝向所述进气分布器231，另一面朝向所述氧化性气体进入端。

所述曝气区230具有用于排出废水的废水口。

实施例2

一种污水处理方法，其包括采用实施例1提供的处理装置对污水进行处理，具体地，所述方法包括在对污水进行处理前，在第一环形槽115、第二环形槽117、折流件113、第三环形槽125、上升区130以及催化氧化区220中填充好催化填料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种污水处理装置，其特征在于，其包括用于催化氧化污水的一级反应装置；所述一级反应装置包括强旋流区和位于所述强旋流区上方的上升区；

其中，所述强旋流区为中空的结构，具有微气泡入口，所述微气泡入口用于与将污水和氧化性气体制备成微气泡的微气泡发生器相连；所述强旋流区的内腔中设置有第一旋流筒，所述第一旋流筒的外侧壁与所述强旋流区的内侧壁共同形成旋流通道，所述第一旋流筒具有相对的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端位于下方且与所述一级反应装置的底部间隔设置，所述第一出气端位于上方且与所述上升区相通；

所述上升区，具有气液相输入端和气液相输出端；所述气液相输入端与所述第一出气端相通，所述上升区从所述气液相输入端至所述气液相输出端之间的内侧壁围成用于气液相上下流通的上升通道；

所述强旋流区的底部开设有一个或多个第一环形槽，所述第一环形槽的直径＜所述强旋流区的内腔的直径；

所述强旋流区的内侧壁上环设有一个或多个第二环形槽；

所述第一旋流筒的内侧壁上设置有一个或多个用于填充催化填料的折流件；

所述第一旋流筒的外侧壁为向内凹陷的曲面筒。

2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述一级反应装置还包括有弱旋流区，所述强旋流区通过所述弱旋流区与所述上升区相通；所述弱旋流区具有气液相入口和气液相出口，所述气液相入口与所述第一出气端相通；所述气液相出口与所述气液相输入端相通；

所述弱旋流区的内腔中设置有第二旋流筒；所述第二旋流筒的外侧壁与所述弱旋流区的内侧壁共同形成旋流通道；

所述第二旋流筒具有相对设置的第二进气端和第二出气端；所述第二进气端位于所述第二出气端的下方且与所述弱旋流区的底部间隔设置。

3.根据权利要求2所述的污水处理装置，其特征在于，所述弱旋流区的内侧壁还设置有第一气液分布器，所述第一气液分布器设置于所述第一出气端处的内侧壁上。

4.根据权利要求3所述的污水处理装置，其特征在于，所述第二进气端的直径≤第二出气端的直径。

5.根据权利要求4所述的污水处理装置，其特征在于，所述弱旋流区的底部设置有一个或多个喷头；所述喷头的入口与所述第二出气端相通，所述喷头的出口与所述弱旋流区相通。

6.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述喷头的出水方向与所述弱旋流区的底面形成90~150°的角度。

7.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述弱旋流区的内侧壁上环设有一个或多个第三环形槽。

8.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述上升区中设置有一个或多个用于将所述上升通道分隔为多个上升亚通道的第一螺旋板。

9.根据权利要求1～8任一项所述的污水处理装置，其特征在于，所述一级反应装置还包括排水区；

所述排水区位于所述上升区之上，且与所述上升区的气液相输出端相通；所述排水区包括有排水管，所述排水管具有进水口和用于将处理的水排出的排水口。

10.根据权利要求1~8任一项所述的污水处理装置，其特征在于，所述污水处理装置还包括二级反应装置；所述二级反应装置包括：

催化氧化区，具有相对设置的污水进入端和氧化性气体进入端；所述污水进入端与所述气液相输出端相通；所述氧化性气体进入端用于与氧化性气体发生器相通；所述催化氧化区从所述污水进入端至所述氧化性气体进入端之间的内侧壁形成用于气液相上下流通，并被催化氧化区中填充的催化填料催化氧化的氧化通道。

11.根据权利要求10所述的污水处理装置，其特征在于，所述催化氧化区中设置有一个或多个用于将所述氧化通道分隔为多个上下相通的氧化亚通道的第二螺旋板。

12.根据权利要求10所述的污水处理装置，其特征在于，所述二级反应装置还包括布水排气区；所述布水排气区位于所述催化氧化区的上方并通过所述污水进入端与所述催化氧化区相通。

13.根据权利要求12所述的污水处理装置，其特征在于，所述布水排气区还包括进水分布器；所述进水分布器的入口与所述上升区的气液相输出端相通，其出口朝向所述催化氧化区设置。

14.根据权利要求13所述的污水处理装置，其特征在于，所述布水排气区的内侧壁上还设置有第二气液分布器；所述第二气液分布器的一面朝向所述进水分布器，另一面朝向所述污水进入端。

15.根据权利要求10所述的污水处理装置，其特征在于，所述二级反应装置包括曝气区；所述曝气区位于所述催化氧化区的下方，且与所述氧化性气体进入端相通，所述曝气区的进气口与所述氧化性气体发生器相通。

16.根据权利要求15所述的污水处理装置，其特征在于，所述曝气区中还包括进气分布器；所述进气分布器的进气口与所述氧化性气体发生器相通。

17.根据权利要求16所述的污水处理装置，其特征在于，所述曝气区的内侧壁上还设置第三气液分布器；所述第三气液分布器的一面朝向所述进气分布器，另一面朝向所述氧化性气体进入端。

18.根据权利要求15所述的污水处理装置，其特征在于，所述曝气区具有用于排出废水的废水口。

19.一种污水处理方法，其特征在于，其包括采用如权利要求1~18任一项所述的污水处理装置对待处理污水进行处理。

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