CN1257111C

CN1257111C - 臭氧催化氧化水处理方法

Info

Publication number: CN1257111C
Application number: CN 200410070610
Authority: CN
Inventors: 马军; 翟学东; 隋铭皓; 刘增贺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-13
Filing date: 2002-04-13
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-04-13
Also published as: CN1565987A

Abstract

一种臭氧催化氧化水处理方法，涉及一种臭氧催化氧化水处理方法，特别是处理水中的难降解有机污染物的方法。本发明特征在于投加新型催化剂到臭氧催化氧化接触反应器中，利用催化臭氧化工艺处理各种水质原水；所述催化剂为液体催化剂，液体催化剂采用如下药剂中的一种或几种复合而成：Fe(II)，Fe(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H₂O₂，NaOH，Al(III)。工艺中臭氧尾气能够回收利用或集中收集并经臭氧尾气破坏器进行处理。该方法对难降解，高稳定性污染物去除能力全面超过传统的常规水处理技术及臭氧处理技术，并且能够大幅度降低水处理成本。本技术既能够单独使用，也可与其它水处理工艺联合使用。

Description

臭氧催化氧化水处理方法

本申请是申请号为02108845.4的分案申请，原申请日为2002年4月13日，原申请名称为“臭氧催化氧化水处理方法”。

技术领域：

本发明涉及一种臭氧催化氧化水处理方法，特别是处理水中的难降解有机污染物。

背景技术：

臭氧氧化是一种传统的水处理技术，最早于1893年在荷兰水厂应用，目前在国外已被广泛用于水处理领域，国内也有臭氧应用于生产的实例。臭氧氧化技术是利用臭氧的氧化性氧化分解水中的部分易氧化物质达到除污染目的的。但近年来，由于水源水水质恶化，大量难降解的有毒有害的有机污染物进入水体，其中较典型的如农药、藻毒素、除草剂、腐殖质、苯系化合物、塑料增塑剂等。这些物质部分已经被证明属于危害人体健康三致物质，而且近年来的研究表明其中有相当大部分属于环境激素类物质，可以通过饮用或使用对人体生理系统产生长期的、不可修复的危害。根据国内外相关报道，这部分有机污染物在常规的水处理工艺中几乎不能被去除，而且常规水处理工艺中的氯化消毒工艺会增加水中有机污染物的毒性作用。另一方面，随工业生产的发展，含有各种难降解有机污染物的污水产量逐年升高，污染物质种类逐年增加，直接将污水排入水体将造成更严重的污染，因此对该类污水必须进行处理。传统的臭氧氧化工艺由于受臭氧的氧化能力和投量的限制，无法对水中这类难降解，有毒有害的污染物进行有效的去除。

发明内容：

本发明的任务是提供一种可以提高臭氧氧化水中难降解有机物的处理方法，即在臭氧氧化反应中加入催化剂来提高臭氧氧化能力，并降低水处理成本。本发明的方法为，投加新型催化剂到臭氧催化氧化接触反应器中，利用臭氧催化氧化工艺处理各种水质的原水；工艺中臭氧尾气回收利用或集中收集后经臭氧尾气破坏器进行处理；所述催化剂为液体催化剂：液体催化剂采用如下药剂中的一种或几种复合而成：Fe(II)，Fe(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H₂O₂，NaOH，Al(III)；所述液体催化剂的配制方法为：将所选药剂溶解于水中，配制成催化剂溶液的当量浓度为0.01～0.2摩/升。该发明——催化臭氧化水处理技术能够单独使用进行给水或污水处理，也可与其它水处理工艺联合使用。由于有催化剂参与臭氧氧化有机物，该方法能够有效去除水中的有机污染物、异味、色浊及细菌、病毒、重金属等其他污染物，它具有很高的除污染效率，能够全面提高处理后水质。其对难降解，高稳定性污染物去除能力全面超过传统的常规水处理技术及臭氧处理技术，而且与传统的臭氧处理技术相比由于处理单位量的水本发明所需的臭氧量低于类似的臭氧工艺的需臭氧量而能够大幅度降低水处理成本。本发明适用于各种水质原水的处理。

具体实施方式：

本发明的处理工艺是通过一套催化臭氧化接触反应器来完成的，具体的工艺流程是臭氧由接触反应器中下部或周边特制的配气装置进入接触反应器，使水与臭氧、专用的催化剂在该反应器内充分接触，利用催化剂来催化臭氧对水中污染物的氧化，提高其氧化除污染能力，使水中污染物被氧化去除；该反应器将反应后的臭氧尾气集中收集，臭氧尾气可用于安全消毒或原水预处理，以提高整体的水处理效率，在不使用臭氧尾气的情况下，通过特定的臭氧尾气破坏器处理臭氧尾气，防止其进入周围环境。

催化臭氧化接触反应器根据进水方向分为顺流式(原水由下方进水上方出水)催化臭氧化接触反应器和逆流式(原水由上方进水下方出水)催化臭氧化接触反应器以及混合流式(原水由反应器中部进水，由反应器两侧分别出水)三种，可根据水处理现场条件选择。

该催化臭氧化反应器工艺设计参数如下：臭氧与水接触时间15～60分钟；催化剂与水、臭氧接触时间10～50分钟；液体催化剂投量，臭氧∶催化剂＝1∶0.01～0.5(当量比)；反应器中臭氧投加量0.5～6.5毫克/升水，水流速度2～15米/小时。催化臭氧化反应器由臭氧布气系统，臭氧尾气收集系统，进水系统，出水系统，液体催化剂布水系统组成。反应器以不锈钢加工制作或以其他材料制成而内衬耐氧化防腐涂层。

反应器中臭氧布气采用钛板微孔曝气器、立管曝气器、周边均匀进气一种或几种相结合的方式完成，采用上部拱顶结构结合排气阀收集臭氧尾气，臭氧投加能力为1～7毫克/升水。

用本发明方法产生的尾气可以进行收集，尾气收集后能够用于水处理工艺中的原水预氧化处理及臭氧消毒。

或者催化臭氧化水处理工艺中臭氧尾气处理采用尾气破坏器进行处理，采用热分解处理与催化分解结合的方式或其中的一种方式进行处理。前段热处理是将臭氧尾气通过100℃～400℃的热处理室，尾气停留时间15～40分钟；后段催化处理是使臭氧尾气通过装有能够破坏臭氧的催化剂，催化接触时间15～40分钟。尾气经过破坏器处理后直接排出。

处理工艺中液体催化剂采用如下药剂中的一种或几种复合而成：Fe(II)，Fe(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H₂O₂，NaOH，Al(III)。将药剂溶解于水中，均匀搅拌后投加，配制催化剂溶液当量浓度为0.01～0.2摩/升。液体催化剂投加采用在催化臭氧化反应器内布设布水管方式进行，具体操作方法为在反应器内设1～3层液体催化剂布水系统投加。

Claims

1、一种臭氧催化氧化水处理方法，其特征在于投加新型催化剂到臭氧催化氧化接触反应器中，利用臭氧催化氧化工艺处理各种水质的原水；工艺中臭氧尾气回收利用或集中收集后经臭氧尾气破坏器进行处理；所述催化剂为液体催化剂：液体催化剂采用如下药剂中的一种或几种复合而成：Fe(II)，Fe(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H₂O₂，NaOH，Al(III)；所述液体催化剂的配制方法为：将所选药剂溶解于水中，配制成催化剂溶液的当量浓度为0.01～0.2摩/升。

2、根据权利要求1所述的臭氧催化氧化水处理方法，其特征在于液体催化剂的投加方式是在臭氧催化氧化接触反应器内布设布水管方式进行：在臭氧催化氧化接触反应器内设1～3层液体催化剂布水系统，然后投加液体催化剂，催化剂总投加量是臭氧∶催化剂的当量比＝1∶(0.01～0.5)。

3、根据权利要求1或2所述的臭氧催化氧化水处理方法，其特征在于所述臭氧催化氧化接触反应器由臭氧布气系统、臭氧尾气收集系统、进水系统、出水系统、液体催化剂布水系统组成，该臭氧催化氧化接触反应器由不锈钢材质加工而成。

4、根据权利要求1或2所述的臭氧催化氧化水处理方法，其特征在于工艺中的臭氧尾气采用尾气破坏器进行处理，其方法为热分解处理和/或催化分解的方式进行处理：热分解处理是将臭氧尾气通过100℃～400℃的热处理室，尾气停留时间15～40分钟；催化分解处理是使臭氧尾气通过装有能够破坏臭氧的催化剂，催化接触时间15～40分钟，尾气经过尾气破坏器处理后直接排出。