CN114057329A - 一种臭氧高级氧化水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立式污水处理装置，包括一反应器壳体，其底部接入一个带管道混合器的进水布水管和一个带曝气头的进气布气管；导流筒，置于反应器壳体内，与反应器壳体之间为混合液回流区；导流筒下部设置一支撑孔板，该支撑孔板上方依次设有模块式第一催化剂填料层、模块式第二催化剂填料层和模块式吸附填料层，分别形成第一催化反应区、第二催化反应区和吸附床层区，所述进水布水管和进气布气管位于所述支撑孔板下方；清水出水区上方为尾气集聚，未反应消耗的尾气从尾气出口输送至气体回流泵，增压回流至反应器底部。该发明的设备结构紧凑，效率高、占地面积小，运营维护方便，使用灵活，应用广泛，出水稳定，综合使用性强。

Description

一种臭氧高级氧化水处理设备

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种臭氧高级氧化水处理设备。

背景技术

近年来，国内外在难降解持久性高浓度废水处理方面开展了较多的研究，其中高级氧化法以其巨大的潜力及独特的优势在过去的二十多年中脱颖而出。与其水处理方法相比，高级氧化法具有以下特点：(1)产生大量非常活泼的羟基自由基HO·，其氧化能力(2.80V)仅次于氟(2.87V)，它作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应；(2)HO·无选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害盐，不会产生二次污染；(3)由于它是一种物理-化学处理过程，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降解10^-9级的污染物；(4)既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配，如作为生化处理的前后处理，可降低处理成本。

因臭氧高级氧化法对降解有机物过程中具有不产生浓缩液及其他二次污染物、能稳定有效保证出水满足出水标准、投资少、运行维护方便等优势在诸多高级氧化技术中应用更为广泛。成套化的臭氧高级氧化设备随之被大量生产，然而，在工程应用过程中存在系统结构复杂、能耗高、药剂投加量大、臭氧利用效率低、尾气不能利用导致浪费等问题。

因此，亟需开发一种药量少、耗能低、结构简单、臭氧利用效率高、尾气能利用的高级氧化污水处理装置。

发明内容

本发明的技术目的就在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种药量少、耗能低、结构简单、臭氧利用效率高、尾气能利用的臭氧高级氧化水处理设备。

本发明提供一种立式污水处理设备，包括一反应器壳体，其底部接入一个带管道混合器的进水布水管和一个带曝气头的进气布气管；导流筒，置于反应器壳体内，与反应器壳体之间为混合液回流区；导流筒下部设置一支撑孔板，该支撑孔板上方依次设有模块式第一催化剂填料层、模块式第二催化剂填料层和模块式吸附填料层，分别形成第一催化反应区(II)、第二催化反应区和吸附床层区，所述进水布水管和进气布气管位于所述支撑孔板下方；清水出水区上方为尾气集聚，未反应消耗的尾气从尾气出口输送至气体回流泵，增压回流至反应器底部。

作为一优选实施方式，所述第一催化反应区、第二催化反应区、吸附床层区从下到上依次包括粗粒径卵石填料层、细粒径卵石填料层和相应的填料，通过外部结构组成模块式组件，可吊装进入导流筒内。

作为一优选实施方式，所述进气布气管设置在进水布水管上方，进气布气管上安装曝气头，进气布气管穿过导流筒进入导流筒内部。进气布气管与外部气体止回阀臭氧进气管连接。臭氧气体经臭氧进气管、进气单向阀、进气布气管、曝气头进入到设备内部。

作为一优选实施方式，所述反应器壳体内，导流筒上方设置消泡填料，形成填料消泡区；所述填料消泡区与吸附床层区之间为混合上升区，填料消泡区上方为清水出水区，出水形式采用溢流出水槽出水。

作为一优选实施方式，所述溢流出水槽与反应器壳体连接，一清水出水管焊接在反应器壳体上且与溢流出水槽连通。所述反应器壳体顶部设置呼吸阀、顶盖板和所述尾气出口；

作为一优选实施方式，所述尾气出口还连接一尾气排放管，用于在应急情况下将尾气直接排出反应器壳体。反应器壳体侧壁还可以设置上下两个人孔；侧壁底部设置放空口连接放空阀与放空管。

进一步的优选是，所述反应器壳体侧壁设置回流口，回流口通过管道与所述原水进水泵连接。

本发明的有益效果是：

本发明采用立式结构，为混合液提供内回流和外回流，增加臭氧气体与原水的接触时间，从而降低耗能、减小药剂和臭氧投加量、提高臭氧利用效率，具体通过以下几个方面进行阐述：

(1)本发明不需要采用机械搅拌装置就能够达到很好的药剂、臭氧气体与原水的混合效果，降低耗能。

(2)通过导流筒、外回流管的引流，使混合液回流至进水混合区，增加臭氧气体停留时间，使反应更完全，为臭氧氧化分解污水中的污染物提供有利条件。

(3)本发明催化剂填料、吸附填料设置为模块式，反应器壳体内设置导流筒，便于填料更换吊装。顶部设顶盖板，安装或更换填料时，打开盖板即可吊装，结构简单、操作方便。

(4)反应器顶部设有尾气排放口，未反应消耗的气体将通过此口排出，排出后的气体经气体回流泵增压后返回至设备内再次利用，使臭氧利用率达到最大化。应急情况下，未反应消耗的气体可通过尾气排放管排出，经尾气处理装置处理后排放。在气体循环过程中，罐体内顶部气体被抽走可能存在负压较大危害，因此设置呼吸阀调节内部压力，使设备稳定高效的运行。

(5)进水管路中设置管道混合器，药剂通过管道混合器可快速高效的进行混合，增强药剂的利用效果。

(6)进水布水管采用穿孔管，开口方向朝下，增加污水在设备底部的停留时间，给药剂提供更长的反应时间，发挥最大效果。

(7)本装置采用立式结构，处理量增加时，可通过增加设备高度得以实现，有效地节省占地面积。

附图说明

图1给出了本发明臭氧高级氧化水处理设备一具体实施例的结构示意图。

其中，1—反应器壳体，2—呼吸阀，3—清水出水管，4—外回流管，5—导流筒，6—吸附填料层，7—第二催化剂填料层，8—第一催化剂填料层，9—管道混合器，10—进水布水管，11—进气布气管，12—曝气头，13—放空阀，14—放空管，15—进气止回阀，16—人孔，17—气体回流泵，18—粗粒径卵石填料层，19—细粒径卵石填料层，20—消泡填料，21—溢流出水槽，22—顶盖板，23—尾气排放口，24—臭氧进气管，25—原水进水泵，26—原水进水管，27—加药管，28—支持穿孔板，29—进水预埋管，30—放空口，31—尾气排放管。I—进水混合区，II—第一催化反应区，III—第二催化反应区，IV—吸附床层区，V—混合上升区，VI—填料消泡区，VII—清水出水区，VIII—尾气集聚区，IX—混合液回流区。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1所示的立式污水处理装置包括：反应器壳体1，其底部接入带管道混合器9的进水布水管10和带曝气头12的进气布气管11，与进水泵25组成进水装置；反应器壳体1内置导流筒5，其底部设计支撑孔板28；导流筒5与反应器壳体1之间为混合液回流区I；导流筒1下部设置支撑孔板28，支撑孔板28上部依次放置模块式第一催化剂填料层8、模块式第二催化剂填料层7和模块式吸附填料层6组成第一催化反应区II、第二催化反应区III、吸附床层区IV；反应器壳体1内，导流筒5上部设置消泡填料20组成填料消泡区VI；填料消泡区VI下部为混合上升区V上部为清水出水区VII，出水形式采用溢流出水槽21出水；出水区上部为尾气集聚区VIII，未反应消耗的尾气从尾气排放口23排至反应器外，经气体回流泵17增压回流至反应器底部臭氧进气管24，应急情况下未反应消耗的尾气经尾气排放管31排至反应器外，经一尾气处理装置处理后排放；反应器壳体1上部设计呼吸阀2和顶盖板22；反应器壳体1外部设出水口3、人孔16、放空阀13、放空管14、进水泵25、进水管26、加药管24、外回流口4。

进水布水管10为开口朝下的穿孔管，进水布水管10穿过导流筒5进入到导流筒5内部。进水布水管10依次与进水预埋管29、管道混合器9、原水进水泵25连接。原水将通过原水进水泵25经进水布水管10打入到设备内部。管道混合器9设有加药口与加药管27连接，药剂通过加药泵输送至管道混合器9与原水混合后进入设备内部。

进气布气管11设置在进水布水管11上方，进气布气管11上安装曝气头12，进气布气管11穿过导流筒5进入导流筒5内部。进气布气管11与外部气体止回阀15、臭氧进气管24连接。臭氧气体经臭氧进气管24、进气单向阀15、进气布气管11、曝气头12进入到设备内部。

导流筒5设置在与设备壳体反应器1的内部并与壳体反应器1呈同心圆设置，与壳体反应器1底部连接。导流筒5与反应器壳体1间形成混合液回流区I，导流筒5底部设有开孔。导流筒5顶部为渐扩型结构设计，导流筒5内部下端且在进气布气管11上部设置支撑穿孔板28。

在导流筒5内且位于支撑穿孔板28上方依次设置粗粒径卵石填料18层、细粒径卵石填料层19、第一催化剂填料层8，三种填料通过外部结构组成模块式组件，可吊装进入导流筒内。

在导流筒5内且位于设备第一催化剂填料层8上方依次设置粗粒径卵石填料层18、细粒径卵石填料层19、第二催化剂填料层7，三种填料通过外部结构组成模块式组件，可吊装进入导流筒内。

导流筒5内且位于设备第二催化剂填料7上方依次设置粗粒径卵石填料层18、细粒径卵石填料19层、吸附填料6，三种填料通过外部结构组成模块式组件，可吊装进入导流筒5内。

反应器壳体1内且在导流筒5上方设置消泡填料20，消泡填料20与反应器壳体1连接，在消泡填料20上方设置溢流出水槽21，溢流出水槽21与反应器壳体1连接。清水出水管3焊接在反应器壳体1上且与溢流出水槽21连通。反应器壳体1顶部设置呼吸阀2、顶盖板22、尾气排放口23。

反应器壳体1侧壁设置上下两个人孔16；反应器壳体1底部侧壁设置放空口30连接放空阀13与放空管14。反应器壳体1侧壁设置外部回流口4与壳体反应器1内部连通。回流口4通过管道与原水进水泵25及进水管路26连接。气体回流泵17设置在气体放空管31与臭氧进气管24之间，通过管道连接。

以上设备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 (11)

1.一种臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，包括：

反应器壳体(1)，其底部接入一个带管道混合器(9)的进水布水管(10)和一个带曝气头(12)的进气布气管(11)；

反应器壳体(1)内置导流筒(5)；导流筒(5)与反应器壳体(1)之间为混合液回流区(IX)；导流筒(5)下部设置一支撑孔板(28)，该支撑孔板(28)上方依次设有第一催化剂填料层(8)、第二催化剂填料层(7)和吸附填料层(6)，分别形成第一催化反应区(II)、第二催化反应区(III)和吸附床层区(IV)，所述进水布水管(10)和进气布气管(11)位于所述支撑孔板(28)下方；

清水出水区(VII)上方为尾气集聚区(VIII)，未反应消耗的尾气从尾气出口(23)输送至气体回流泵(17)，增压回流至反应器底部。

2.根据权利要求1所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述进水布水管(10)为开口朝下的穿孔管，进水布水管(10)穿过导流筒(5)进入到导流筒内部，进水布水管(10)依次与进水口(29)、管道混合器(9)、原水进水泵(25)连接，管道混合器设有加药口与加药管(27)连接。

3.根据权利要求1所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述进气布气管(11)设置在进水布水管(10)上方，进气布气管(11)上安装曝气头(12)，进气布气管(11)穿过导流筒(5)进入导流筒内部，进气布气管(11)与外部气体止回阀(15)和臭氧进气管(24)连接。

4.根据权利要求1所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述第一催化反应区(II)、第二催化反应区(III)、吸附床层区(IV)从下到上依次包括粗粒径卵石填料层(18)、细粒径卵石填料层(19)和相应的填料(6、7、8)，通过外部结构组成模块式组件，可吊装进入导流筒内。

5.根据权利要求1所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述反应器壳体(1)内，导流筒(5)上方设置消泡填料(20)，形成填料消泡区(VI)；所述填料消泡区(VI)与吸附床层区(IV)之间为混合上升区(V)，填料消泡区(VI)上方为清水出水区(VII)，出水形式采用溢流出水槽(21)出水。

6.根据权利要求5所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述溢流出水槽(21)与反应器壳体(1)连接，一清水出水管(3)焊接在反应器壳体上且与溢流出水槽(21)连通。

7.根据权利要求1所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述反应器壳体(1)顶部设置呼吸阀(2)、顶盖板(22)和所述尾气出口(23)。

8.根据权利要求7所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述尾气出口(23)还连接一尾气排放管(31)，用于在应急情况下将尾气直接排出反应器壳体(1)。

9.根据权利要求1所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，反应器壳体(1)侧壁设置上下两个人孔(16)；侧壁底部设置放空口(30)连接放空阀(13)与放空管(14)。

10.根据权利要求2所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述反应器壳体(1)侧壁设置回流口(4)，回流口(4)通过管道与所述原水进水泵(25)连接。

11.根据权利要求1所述的臭氧高级氧化水处理设备，其特征在于，所述气体回流泵(17)设置在所述尾气排放管(31)与臭氧进气管(24)之间，通过管道连接。

Images