CN1800046A - 提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法 - Google Patents

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Abstract

提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，它涉及一种臭氧接触氧化池的处理方法。本发明解决了已有的臭氧接触氧化池处理水中难降解的有机污染物，存在臭氧的利用率低，有机污染物降解得不够彻底的问题。它是这样完成的：先在臭氧接触氧化池(1)中的每个单元池(1－1)内放置由多孔介质和金属或金属氧化物组成的多孔介质填料(1－3)；再向臭氧接触氧化池(1)内通入气泡直径为20μm～5mm的氧化剂，氧化剂为纯臭氧或臭氧与氧气的混和气体或臭氧与空气的混合气体；臭氧通入浓度为0.1－5.0mg/L。采用本发明的方法不仅可对臭氧接触氧化池中的有机污染物处理得彻底，同时还可提高臭氧利用率。

Description

提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法
技术领域
本发明涉及一种臭氧接触氧化池的处理方法，具体涉及一种提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法。
背景技术
随着工业的迅猛发展和人类物质生活水平的不断提高，有机污染物对水环境的严重污染已经是普遍存在的问题。近几年来，采用臭氧高级氧化水处理技术处理水中难降解的有机污染物已经得到广泛的应用。而现有的臭氧高级氧化技术只是单纯的利用通入臭氧接触氧化池中的臭氧与水中的有机污染物反应来降解水中有机污染物的。采用上述的臭氧高级氧化水处理技术在实际应用中存在臭氧的利用率较低，对水中的有机污染物降解得不够彻底的问题，特别对水中的高稳定性的有毒污染物来说就更难以降解了，并且在常温下，臭氧与水中的有机污染物反应时间不长，所耗臭氧量较大，处理效果不理想。
发明内容
本发明的目的是为解决已有的利用臭氧接触氧化池处理水中难降解的有机污染物，存在臭氧的利用率低，使有机污染物与臭氧的反应速率低，水中高稳定的有机污染物难以降解，通常情况下，臭氧与水中的有机污染物反应时间长短不一，耗臭氧量大，水处理效果不理想问题提供的一种提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法。它是这样完成的：先在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1内的两个挡板1-2之间放置多孔介质填料1-3，所述的多孔介质填料1-3由多孔介质和多孔介质表面负载金属或金属氧化物组成；再通过曝气管1-4向装有多孔介质填料1-3的臭氧接触氧化池1内以泡状流的方式通入氧化剂，氧化剂气泡的直径为20μm～5mm；所述的氧化剂为纯臭氧或臭氧与氧气的混和气体或臭氧与空气的混合气体；所述的臭氧与氧气的体积百分比为：臭氧：0.001～10％、氧气：90～99.999％；所述的臭氧与空气的体积百分比为：臭氧：0.001～10％、空气：90～99.999％，臭氧通入的浓度为0.1-5.0mg/L，保持水温在0～50℃之间，水流经过多孔介质填料1-3的流速在0.01～0.5m/s之间。
本发明具有以下有益效果：一、为克服现有的臭氧接触氧化池对有机污染物处理不够彻底以及消耗氧化剂量大的缺点，本发明在臭氧接触氧化池中的每个单元池内放入多孔介质填料作为催化剂和吸收剂，将水中的有机污染物富集在多孔介质表面，使水中有机污染物大大减少，同时多孔介质填料又可起到改善臭氧接触氧化池内水流流态的作用，且由于多孔介质的加入改变了水流的流态，使得水流湍动加剧，更充分地加强了气液界面之间的传质效率，从而提高了有机污染物的去除率，且可防止短流现象的产生。二、在该处理方法中，对通入臭氧接触氧化池中的氧化剂的气泡大小及水流经过多孔介质填料的流速进行了限制，其目的是为了强化处理效果，降低运行成本。三、采用本发明的方法不仅可对臭氧接触氧化池中的有机污染物处理彻底，同时还可提高臭氧利用率(原来的臭氧利用率低于85％，现在的臭氧利用率可达95％以上)和强化处理效果，以有机污染物硝基苯为例，原来的去除率为30％，采用本发明的方法后，臭氧接触氧化池中的有机污染物—硝基苯的去除率可达60％～70％。四、本发明具有投资成本少、实施简便、工作可靠，对原有接触氧化池的结构改进容易的优点，因而本发明在水处理领域中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是多孔介质填料1-3放置在臭氧接触氧化池1的每个单元池1-1内的底壁1-1-1上的主视剖面图，图2是多孔介质填料1-3放置在臭氧接触氧化池1的每个单元池1-1内的侧壁1-1-2上的主视剖面图，图3是多孔介质填料1-3放置在臭氧接触氧化池1的每个单元池1-1内的底壁1-1-1上并呈L形1-3-1放置的主视剖面图，图4是多孔介质填料1-3放置在臭氧接触氧化池1的每个单元池1-1内的底壁1-1-1上并呈阶梯形1-3-2放置的主视剖面图，图5是在臭氧接触氧化池1的每个单元池1-1的入口处的挡板1-1的下端放置导流板1-5的主视剖面图，图6是多孔介质填料1-3为蜂窝形状1-3-3的结构示意图，图7是多孔介质填料1-3为波纹板形状1-3-4的结构示意图，图8是在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1的底壁1-1-1上布置有多孔介质填料1-3时的流速分布图(入口处的水流速度为0.12m/s)，图9是在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1的底壁1-1-1上布置有多孔介质填料1-3时的流速分布图(入口处的水流速度为0.24m/s)，图10是在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1的侧壁1-1-2上布置有多孔介质填料1-3时的流速分布图(入口处的水流速度为0.12m/s)，图11是在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1的侧壁1-1-2上布置有多孔介质填料1-3时的流速分布图(入口处的水流速度为0.23m/s)，图12是在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1的底壁1-1-1上呈L形1-3-1放置多孔介质填料1-3时的流速分布图(入口处的水流速度为0.12m/s)，图13是在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1的底壁1-1-1上呈L形1-3-1放置多孔介质填料1-3时的流速分布图(入口处的水流速度为0.23m/s)，图14是在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1的底壁1-1-1上呈L形1-3-1放置多孔介质填料1-3时的流速分布图(入口处的水流速度为0.4m/s)，
具体实施方式：
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本实施方式是这样完成的：先在臭氧接触氧化池1中的每个单元池1-1内的两个挡板1-2之间放置多孔介质填料1-3，所述的多孔介质填料1-3由多孔介质和多孔介质表面负载金属或金属氧化物组成；再通过曝气管1-4向装有多孔介质填料1-3的臭氧接触氧化池1内以泡状流的方式通入氧化剂，氧化剂气泡的直径为20μm～5mm；所述的氧化剂为纯臭氧或臭氧与氧气的混和气体或臭氧与空气的混合气体；所述的臭氧与氧气的体积百分比为：臭氧：0.001～10％、氧气：90～99.999％；所述的臭氧与空气的体积百分比为：臭氧：0.001～10％、空气：90～99.999％，臭氧通入的浓度为0.1-5.0mg/L，保持水温在0～50℃之间，水流经过多孔介质填料1-3的流速在0.01～0.5m/s之间。
具体实施方式二：结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中的氧化剂气泡的直径为3mm，所述的臭氧与氧气的体积百分比为：臭氧：5％、氧气：95％；所述的臭氧与空气的体积百分比为：臭氧：5％、空气：95％，臭氧通入的浓度为3.0mg/L，保持水温为25℃，水流经过多孔介质填料1-3的流速为0.25m/s。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中，将所述的多孔介质填料1-3放置在每个单元池1-1内的底壁1-1-1上。将多孔介质填料1-3布置在每个单元池1-1内的底壁1-1-1上，可改变水流流线，避免短流现象发生，从而延长了臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中，将所述的多孔介质填料1-3放置在每个单元池1-1内的侧壁1-1-2上。将多孔介质填料1-3布置在每个单元池1-1内的侧壁1-1-2上，可改变水流流线，避免短流现象发生，从而延长了臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间。
具体实施方式五：结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中，将所述的多孔介质填料1-3放置在每个单元池1-1内的底壁1-1-1上并呈L形1-3-1放置。可改变水流流线，避免短流现象发生，有利于入口处的水流沿水平方向流动及入口上层的水流向各个方向分散，从而延长了臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间。
从速度场分析和通过数值实验发现(参见图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14)，入口速度大时则不易形成短流，因而本实施方式的技术方案要优于具体实施方式三和具体实施方式四的方案。
具体实施方式六：结合图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中，将所述的多孔介质填料1-3放置在每个单元池1-1内的底壁1-1-1上并呈阶梯形1-3-2放置。可改变水流流线，避免短流现象发生，从而延长了臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间。
具体实施方式七：结合图1、图2、图3、图4、图6说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中的多孔介质填料1-3为蜂窝形状1-3-3。采用此结构的多孔介质填料1-3可改变水流流线，加强气液之间的传质效率，从而使臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间延长。
具体实施方式八：结合图1、图2、图3、图4、图7说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式七的不同点是：本实施方式中的多孔介质填料1-3为波纹板形状1-3-4。采用此结构的多孔介质填料1-3可改变水流流线，加强气液之间的传质效率，从而使臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间延长。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中的多孔介质是活性炭、硅藻土、高岭土、蒙脱土、多孔陶瓷、活性白土、沸石或石墨或上述材料中的一种或几种的组合。采用上述多孔介质能够彻底降解一些臭氧等一般氧化剂难以去除的有机污染物，并且多孔介质可直接反复利用。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中的多孔介质表面负载的金属是铁、镍、铜、铂、钯、钌或铑；在所述的多孔介质表面负载的金属氧化物是三氧化二铁、羟基氧化铁、氢氧化铁、二氧化锰、氧化镍、二氧化钛或氧化铜。在多孔介质表面负载金属或金属氧化物，可保证能够彻底降解一些臭氧等一般氧化剂难以去除的有机污染物。
具体实施方式十一：结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中的臭氧接触氧化池1的池深H由原来的3～5m增加至6～15m。可改变水流流线，避免短流现象发生，从而延长了臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间。
具体实施方式十二：结合图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式中，在向臭氧接触氧化池1内通入氧化剂之前，在臭氧接触氧化池1的每个单元池1-1的入口处的挡板1-1的下端放置导流板1-5。可改变水流流线，避免短流现象发生，从而延长了臭氧接触氧化池1内的有机污染物与臭氧接触反应时间，提高了处理效果。

Claims (10)

1、一种提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于它是这样完成的：先在臭氧接触氧化池(1)中的每个单元池(1-1)内的两个挡板(1-2)之间放置多孔介质填料(1-3)，所述的多孔介质填料(1-3)由多孔介质和多孔介质表面负载金属或金属氧化物组成；再通过曝气管(1-4)向装有多孔介质填料(1-3)的臭氧接触氧化池(1)内以泡状流的方式通入氧化剂，氧化剂气泡的直径为20μm～5mm；所述的氧化剂为纯臭氧或臭氧与氧气的混和气体或臭氧与空气的混合气体；所述的臭氧与氧气的体积百分比为：臭氧：0.001～10％、氧气：90～99.999％；所述的臭氧与空气的体积百分比为：臭氧：0.001～10％、空气：90～99.999％，臭氧通入的浓度为0.1-5.0mg/L，保持水温在0～50℃之间，水流经过多孔介质填料(1-3)的流速在0.01～0.5m/s之间。
2、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于将所述的多孔介质填料(1-3)放置在每个单元池(1-1)内的底壁(1-1-1)上。
3、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于将所述的多孔介质填料(1-3)放置在每个单元池(1-1)内的侧壁(1-1-2)上。
4、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于将所述的多孔介质填料(1-3)放置在每个单元池(1-1)内的底壁(1-1-1)上并呈L形(1-3-1)放置。
5、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于将所述的多孔介质填料(1-3)放置在每个单元池(1-1)内的底壁(1-1-1)上并呈阶梯形(1-3-2)放置。
6、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于所述的多孔介质填料(1-3)为蜂窝形状(1-3-3)或波纹板形状(1-3-4)。
7、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于所述的多孔介质是活性炭、硅藻土、高岭土、蒙脱土、多孔陶瓷、活性白土、沸石或石墨或上述材料中的一种或几种的组合。
8、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于在所述的多孔介质表面负载的金属是铁、镍、铜、铂、钯、钌或铑；在所述的多孔介质表面负载的金属氧化物是三氧化二铁、羟基氧化铁、氢氧化铁、二氧化锰、氧化镍、二氧化钛或氧化铜。
9、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于臭氧接触氧化池1的池深(H)由原来的3～5m增加至6～15m。
10、根据权利要求1所述的提高臭氧接触氧化池的臭氧利用率、强化处理效果的方法，其特征在于在向臭氧接触氧化池(1)内通入氧化剂之前，在臭氧接触氧化池(1)的每个单元池(1-1)的入口处的挡板(1-1)的下端放置导流板(1-5)。
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