CN112479349A

CN112479349A - 一种黑臭水体的处理系统及其方法

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Publication number: CN112479349A
Application number: CN201910858677.1A
Authority: CN
Inventors: 张志炳; 周政; 张锋; 李磊; 孟为民; 王宝荣; 杨高东; 罗华勋; 杨国强; 田洪舟; 曹宇
Original assignee: Nanjing Institute of Microinterface Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Institute of Microinterface Technology Co Ltd
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2021-03-12

Abstract

本发明提供了一种黑臭水体的处理系统以及应用此系统的黑臭水体处理方法，包括：进水池、臭氧发生器、氧化塔、MABR反应器、出水池和尾气破坏装置；在氧化塔的底部还设有微界面发生器，微界面发生器用于将所述臭氧发生器发出的气体打碎成气泡。其中，所述微界面发生器可以将气泡打碎成微米级别的气泡，从而增大了气相与液相之间的相界面积，使得臭氧气体可以更好的与黑臭水体相溶形成气液乳化物，用以增加反应效率；另一方面，由于黑臭水体中的臭氧气体被打碎成小气泡，气体体积变小，从而减缓了气泡上浮的浮力，使得臭氧气体在黑臭水体中停留的时间变长，进一步提高了反应效率。

Description

一种黑臭水体的处理系统及其方法

技术领域

本发明总地涉及黑臭水处理领域，且更具体地涉及一种黑臭水体的处理系统及其方法。

背景技术

臭氧催化氧化技术作为高级氧化技术的一种，由于其在催化剂和协同氧化剂的作用下分解产生羟基自由基，后者无选择的降解废水中难降解的污染物，从而达到降低废水COD值，提高废水的可生化性的目的，同时无二次污染，在工业废水深度处理领域得到了广泛推广。

现有的臭氧催化氧化装置多采用泵体直接将臭氧气体打入反应器中，臭氧气体在反应器中停留时间短，大部分臭氧气体未充分反应便上浮出反应器，不但降低了反应效率还增加了处理成本，因此，需要一种黑臭水体的处理系统及其方法，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种黑臭水体的处理系统，包括：进水池、臭氧发生器、氧化塔、MABR反应器、出水池和尾气破坏装置：

所述进水池的出水口管道与所述氧化塔的进水口连通；

所述MABR反应器的进水口通过管道与所述氧化塔的出水口连通；

所述出水口池的进水口通过管道与所述MABR反应器的回流进水口连通；

所述出水池的回流出水口通过管道与所述MABR反应器的回流进水口连通；

所述尾气破坏装置的进气口通过管道与所述氧化塔连通，所述尾气破坏

装置的出气口通过管道与所述MABR反应器的进气口连通；

所述MABR反应器内部设置有膜组件，用于负载有微生物；其特征在于，

所述氧化塔的底部设有微界面发生器，所述微界面发生器用于将所述臭氧发生器发出的气体打碎成气泡。

可选地，所述气泡的直径大于等于1μm且小于1mm。

可选地，所述系统还包括空气压缩机，所述空气压缩机的出气口通过管道与所述MABR反应器的进气口连通。

可选地，所述系统包括两个串联的所述氧化塔。

可选地，所述氧化塔内还设有隔板，所述隔板用于承托催化剂。

可选地，所述臭氧发生器的出气口与所述微界面发生器之间的管道上设有气体流量计。

可选地，所述微界面发生器为液动式微界面发生器、气动式微界面发生器或气液联动式微界面发生器。

另一方面，本发明还提供了一种黑臭水处理系统的黑臭水的处理方法，黑臭水体进入氧化塔中，臭氧反应器内的臭氧气体经过微界面发生器进入所述氧化塔，与所述黑臭水体形成气液乳化物，所述气液乳化物在所述氧化塔内在所述催化剂的作用下反应，反应产物进入MABR反应器；

在所述MABR反应器中，所述黑臭水体与所述MABR反应器内的膜组件接触反应，用以进行进一步降解。

可选地，所述微界面发生器将来自所述臭氧发生器的气体打碎成所述气泡，用以增大气液的相界面积。

在本发明的一些实施例中，所述微界面发生器可以将气泡打碎成微米级别的气泡，从而增大了气相与液相之间的相界面积，使得臭氧气体可以更好的与黑臭水体相溶形成气液乳化物，用以增加反应效率；同时，由于黑臭水体中的臭氧气体被打碎成小气泡，气体体积变小，从而减缓了气泡上浮的浮力，使得臭氧气体在黑臭水体中停留的时间变长，进一步提高了反应效率。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1为根据本发明实施例废气除尘系统的实施例示意图。

附图标记说明：

1：进水池

2：第一流量泵

3：第一氧化塔

4：第二氧化塔

5：催化剂

6：隔板

7：微界面发生器

8：MABR反应器

9：膜组件

10：出水池

11：第二流量泵

12：臭氧发生器

13：尾气破坏装置

14：气泵

15：空气压缩机

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种黑臭水处理系统，包括：进水池1、微界面发生器7、MABR反应器8、出水池10、出水泵11、臭氧发生器12、尾气破坏装置13、气泵14、空气压缩机15以及至少一个氧化塔，其中，进水池1与氧化塔的进水口连通；氧化塔的底部设有微界面发生器7，微界面发生器7与臭氧发生器12连通；MABR反应器8的进水口与氧化塔的出水口连通；出水池10的进水口与MABR反应器8的回流进水口连通；其中，MABR反应器8内部还设有膜组件9，用于MABR反应器8内的气体质量的传递；膜组件9负载有微生物。尾气破坏装置13设置有进气口和出气口，尾气破坏装置13的进气口与氧化塔的出气口连通，尾气破坏装置13用于将氧化塔内经过臭氧催化氧化反应后未参与反应的臭氧转化为氧气，并将氧气通入MABR反应器8中，使其作为MABR反应器的气源；氧化塔内还装有催化剂5，用于催化氧化塔内黑臭水体的臭氧氧化反应。在催化剂5下方还设有隔板6，用于承托催化剂5以及防止催化剂5掉落至微界面发生器7，使其发生堵塞。隔板6上还设有若干通孔，以使废水能够通过隔板与催化剂5接触。系统中还设有空气压缩机15，用于当所述尾气破坏装置13的出气流量不足或出气中含有臭氧时，为MABR反应器8供气，空气压缩机15的出气口通过管道与MABR反应器8的进气口连通。

具体而言，本发明实施例的微界面发生器7在本发明人在先专利中体现，如公开号106215730A的专利，微界面发生器7其核心在于气泡破碎，气泡破碎器的原理是高速射流所携带的气体相互撞击进行能量传递，使气泡破碎，关于微界面发生器的结构在上述专利中公开其中一实施例，此不再赘述。关于微界面发生器与氧化塔、以及其他设备的连接，包括连接结构、连接位置，根据微界面发生器的结构而定，此不作限定。关于微界面发生器7的反应机理及控制方法，在本发明人在先专利CN107563051B中已经公开，此不再赘述。置于本实施例黑臭水与臭氧的反应，气液比以及采用机械破碎、流体撞击、超声等具体气泡破碎方式，本实施例也不作限定。在本发明的一些具体实施方式中，催化剂5的填装形式选自固定床和流化床中的任一种；催化剂5选自活性氧化铝球、陶粒、活性炭和沸石中的任一种或几种的组合。

需要说明的是，本发明所采用的臭氧发生器12、氧化塔、MABR反应器8和尾气破坏装置13均为现有技术，因此，其工作原理都是本领域技术人员容易确定的，本发明在此不进行赘述。

在本发明的一些具体实施方式中，气泡的直径大于等于1μm且小于1mm。

在本发明的一些具体实施方式中，氧化塔的出水口高于氧化塔的进水口。

在本发明的一些具体实施方式中，MABR反应器8的出水口高于MABR反应器8的回流进水口。

在本发明的一些具体实施方式中，出水池10还设置有出水口，出水口上装有在线化学需氧量测试仪(图中未示出)，用于检测从出水池10的出水口流出的水的体的COD值。

在本发明的一些具体实施方式中，尾气破坏装置13的出气口与MABR反应器8的进气口之间的管道上还设有臭氧浓度检测仪(图中未示出)，臭氧浓度检测仪用于检测从尾气破坏装置13的出气口排出的气体中的臭氧浓度。

在本发明的一些具体实施方式中，进水池1的输出端还设置有第二流量泵2，以对输入氧化塔的黑臭水流量进行实时检测并控制进入氧化塔的黑臭水流量。

在本发明的一些具体实施方式中，臭氧发生器12的出气口与为微界面发生器7之间的管道上还设置有第一流量泵，用于控制及检测进入氧化塔的臭氧气体的流量，从而使氧化塔内的臭氧催化氧化反应效果达到最佳。具体而言，臭氧发生器12利用高压电离或化学、光化学反应，使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧。

在本发明的一些具体实施方式中，黑臭水与氧化塔之间还设置有过滤结构，可以为过滤器或者过滤棉等，较佳的，黑臭水经过二次过滤，去除其中的大颗粒杂质、杂物。

具体而言，本实施例的微界面发生器的反应效率与液体密度存在适当关系，与反应器内的液体体积流量相关，因此，在对黑臭水基准流量Q20进行设定时，根据微界面发生器的横截面积与其内的压力而定。上述计算可经过计算模型计算。

在本发明的一些具体实施方式中，所述尾气处理破坏装置13包括加热式臭氧尾气破坏装置、催化分解式臭氧尾气破坏装置和吸附式臭氧尾气破坏装置。

在本发明的一些具体实施方式中，所述系统还可以包括两个串联的氧化塔，及第一氧化塔3和第二氧化塔4；进水池1的出水口通过管道与第一氧化塔3的进水口相连，第一氧化塔3的出水口和第二氧化塔4的进水口连通，第二氧化塔4的出水口与MABR反应器8的进水口连通。

本发明还提供了一种黑臭水处理系统的黑臭水的处理方法，黑臭水进入氧化塔中，臭氧反应器12内的臭氧气体经过微界面发生器7进入氧化塔，与黑臭水体形成气液乳化物，气液乳化物在氧化塔内在催化剂5的作用下反应，反应产物进入MABR反应器8。

在MABR反应器8中，黑臭水体与MABR反应器8内的膜组件9接触反应，用以进行进一步降解。微界面发生器7用以将来自臭氧发生器12的气体打碎成所述气泡，从而增大气液的相界面积。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims

1.一种黑臭水的处理系统，其特征在于，包括：进水池、臭氧发生器、MABR反应器、出水池、尾气破坏装置、以及至少一个氧化塔：

所述进水池的出水口管道与所述氧化塔的进水口连通；

所述尾气破坏装置的进气口通过管道与所述氧化塔连通，所述尾气破坏装置的出气口通过管道与所述MABR反应器的进气口连通；

所述MABR反应器内部设置有膜组件，用于负载有微生物；

所述氧化塔的底部设有微界面发生器，所述微界面发生器用于将所述臭氧发生器发出的臭氧气体打碎成气泡，以增大臭氧气体与黑臭水的相界面积。

2.根据权利要求1所述的黑臭水处理系统，其特征在于，所述气泡的直径大于等于1μm且小于1mm。

3.根据权利要求1所述的黑臭水处理系统，其特征在于，所述系统还包括空气压缩机，所述空气压缩机的出气口通过管道与所述MABR反应器的进气口连通，以在所述尾气破坏装置的出气流量不足或出气中含有臭氧时，为所述MABR反应器供气。

4.根据权利要求1所述的黑臭水处理系统，其特征在于，所述氧化塔包括至少两个串联而成。

5.根据权利要求1所述的黑臭水处理系统，其特征在于，所述氧化塔内还设有隔板，所述隔板用于承托臭氧气体与黑臭水反应过程中所采用的催化剂。

6.根据权利要求1所述的黑臭水处理系统，其特征在于，所述臭氧发生器的出气口与所述微界面发生器之间的管道上设有第一流量泵，以对进入微界面发生器的臭氧流量进行实时检测。

7.根据权利要求1所述的黑臭水处理系统，其特征在于，所述微界面发生器为液动式微界面发生器、气动式微界面发生器或气液联动式微界面发生器。

8.根据权利要求1所述的黑臭水处理系统，其特征在于，所述进水池的输出端的管路上设置有第二流量泵，以对进入所述氧化塔的黑臭水流量进行实时检测。

9.一种应用权利要求1-8任一项所述的黑臭水处理系统的黑臭水的处理方法，其特征在于，黑臭水进入氧化塔中，臭氧反应器内的臭氧气体经过微界面发生器进入所述氧化塔，与所述黑臭水体形成气液乳化物，所述气液乳化物在所述氧化塔内在所述催化剂的作用下反应，反应产物进入MABR反应器；所述微界面发生器，将所述臭氧发生器发出的臭氧气体打碎成气泡，以增大臭氧气体与黑臭水的相界面积；

在所述MABR反应器中，所述黑臭水体与所述MABR反应器内的膜组件接触反应，用以进行二次降解。

10.根据权利要求9所述的黑臭水处理方法，其特征在于，所述催化剂选自活性氧化铝球、陶粒、活性炭和沸石中的任一种或几种的组合。