CN202658034U - 一种臭氧双效氧化催化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种臭氧双效氧化催化装置，该装置主要由调节沉淀池、多介质过滤器、水气混合装置、臭氧发生装置、氧化催化反应塔I和氧化催化反应塔II组成；其中调节沉淀池的出水口通过管路与多介质过滤器的入口相通；多介质过滤器的出水口和臭氧发生装置的出气口分别与水气混合装置连接，水气混合装置的出口与氧化催化反应塔I上部的物料入口相通，氧化催化反应塔I的物料出口连接氧化催化反应塔II的物料入口。本装置解决了目前难降解废水处理工程中存在的效果差、成本高等问题，提高臭氧与污水的接触反应面积，减少臭氧的消耗40％，达到良好的出去污染物的目的。本技术装置既能单独使用，也能够与其它处理工艺联合使用。

Description

一种臭氧双效氧化催化装置

技术领域

本实用新型属于污水处理环保技术领域，具体涉及一种臭氧双效氧化催化装置。

背景技术

随着有机化学工业的不断发展，通过各种渠道进入环境的化工合成有机物的数量和种类以每年几十种的速度急剧增加。其中有些化合物则表现出了难于被微生物降解的特性，它们在环境中长期存留逐步蓄积，威胁和损害了人类的健康。难降解有机物是指微生物不能降解，在任何环境下不能以足够快的速度降解以阻止它在环境中积累的有机物，主要是染料、农药、医药、化工、焦化等生产过程中产生的废水，目前涉及的污染物如：苯环类、酚类、酮类、烷烃类、聚合物类、氰化物等均为难降解有机物，这类难降解有机废水引发一系列的水体污染、生态环境恶化、威胁到人体的健康，

当前难降解的工业废水缺乏高效、经济合理的的处理方式，缺乏稳定、可靠的处理技术。普遍采用的预处理和深度处理工艺包括：膜处理、活性炭吸附、Fenton试剂为主的高级氧化技术，运行费用高昂，投资成本巨大，设备稳定性针对性不强等问题限制了其在难降解有机废水处理领域中的广泛应用。

随着国家对环保要求的提高，现有的单一技术难以满足废水达标排放的要求，因此有必要探索高效、无害化的新技术，如果能够研究出一套治理难降解有机废水处理装置将会对我国经济将设产生积极的影响。

发明内容

本实用新型针对上述现有的问题，开发出一种臭氧双效氧化催化装置，该装置具有能耗底、效率高、运行费用低，处理效果好等优点，而且能实现PLC自动控制。

本实用新型的技术方案是：

一种臭氧双效氧化催化装置，该装置主要由调节沉淀池、多介质过滤器、水气混合装置、臭氧发生装置、氧化催化反应塔I和氧化催化反应塔II组成；其中所述调节沉淀池的出水口通过管路与所述多介质过滤器的入口相通，在调节沉淀池和多介质过滤器的管路上还设有增压泵；所述多介质过滤器的出水口和所述臭氧发生装置的出气口分别与水气混合装置连接，水气混合装置的出口与氧化催化反应塔I上部的物料入口(即入水口)相通，所述氧化催化反应塔I下部的物料出口(即出水口)通过管路连接氧化催化反应塔II上部的物料入口(即入水口)。

该装置还包括电控系统，其控制各装置的运行，以及各装置上或装置间阀门的运行。

调节沉淀池内设有控制水量的液位计和测定pH值的pH计探头；在调节沉淀池和多介质过滤器之间设有控制流量的蝶阀。

多介质过滤器为内设有防腐的不锈钢过滤器，其内部的填料为多介质石英砂。

氧化催化反应塔I的顶部设有光催化剂入口，用以向氧化催化反应塔I内加入催化剂；在所述氧化催化反应塔I内设有与物料入口(即入水口)相连的喷嘴，将物料喷入氧化催化反应塔I内部。在氧化催化反应塔I的内部设有紫外线发生器和夹层填料，所述紫外线发生器位于所述夹层填料之上、喷嘴之下。

在氧化催化反应塔I和氧化催化反应塔II的上部物料入口处的管路上分别设有流体调节阀，以控制进入氧化催化反应塔内部的物料速度。

氧化催化反应塔II的内部装有夹层填料，氧化催化反应塔I和氧化催化反应塔II之间串联以增强处理效果。

本装置还包括水储存桶，所述氧化催化反应塔II下部的物料出口通过管路通入所述水储存桶内，并通过调节阀门控制流量大小。

本实用新型的有益效果：

1、通过喷淋和夹层填料让臭氧与污水在氧化催化反应塔中充分接触反应，大大增强了去除效果。

2、加入的新型过渡金属的半导体化合物催化剂本与紫外线、臭氧综合反应，有效的降低废水中的苯酚、喹啉等提高废水的可生化性，降低了处理成本。

4、解决了目前难降解废水处理工程中存在的效果差、成本高等问题，提高臭氧与污水的接触反应面积，减少臭氧的消耗40％。

5、突破了现有的臭氧处理污水的方式过于单一，处理过程中很难彻底去除水中的总有机碳、悬浮物、色度、COD、氨氮的问题，达到良好的出去污染物的目的，并能够同时去除异味、病毒、重金属等其他污染物。

6、双极氧化催化反应塔能够使得催化氧化反应进行完全、彻底，不需要设置单独的排气装置。

7、采用本实用新型，应用于难降解有机废水的处理，提供了一个解决难降解有机废水的新方法。

附图说明

图1是本实用新型的装置组成示意图。

图中：1为电控系统、2调节沉淀池、3为增压泵、4为多介质过滤器、5为水气混合装置、6臭氧发生装置、7为流体调节阀I、8紫外线发生器、9为夹层填料I、10为光催化剂入口、11为氧化催化反应塔I、12为污水管路、13为流体调节阀II、14为氧化催化反应塔II、15为夹层填料II、16为出水调节阀、17为出水储存桶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本臭氧双效氧化催化装置主要由：电控系统1、调节沉淀池2、增压泵3、多介质过滤器4、水气混合装置5、臭氧发生装置6、紫外线发生器8、氧化催化反应塔I11、流体调节阀I7、输水管路、氧化催化反应塔II14、调节阀门、水储存桶17组成。

调节沉淀池2出水口连接增压泵3的进水口，中间设有蝶阀控制流量。调节沉淀池2设有液位计控制水量，并设有PH计探头。调节池主要起到调节水质，调节沉淀池中分别加入助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)，和无机高分子混凝剂聚合氯化铝(PAC)来去除进水中的悬浮杂质，溶解性有机物等，PAM助凝剂为非离子型高分子絮凝剂，分子量150万-2000万，浓度为8％，其分子能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸附，有着极强的絮凝作用，密度＝1.3。PAC混凝剂为无机高分子混凝剂。主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝、沉淀，达到净化处理效果。

增压泵3的出水口连接多介质过滤器4的进水口。多介质过滤器4为不锈钢过滤器(内设有防腐)，多介质过滤器作为系统的前端过滤设备，对于水中较大的颗粒和悬浮物等有很大的去除效果，并能起到去除部分铁离子，降低原水浊度的作用。该多介质过滤器可以过滤掉mm级的颗粒，其填料为多介质石英砂。该装置采用的多介质过滤器4规格Φ450，不锈钢SUS304材质内衬工程橡胶，选用优质多规格比重和粒径的滤料，自上而下粒径逐级分配。

多介质过滤器4的出水口和臭氧发生装置6的出气口分别与水气混合装置5连接，水气混合装置5的出口与氧化催化反应塔I上部的物料入口相通。

通过多介质过滤器4的污水打至氧化催化反应塔I11，并通过水气混合装置5，水气混合装置利用文丘里将制造出的臭氧与污水混合射入氧化催化反应塔I11。氧化催化反应塔I11的塔顶设有喷嘴，该喷嘴与氧化催化反应塔I的物料入口相通，将臭氧与污水喷入氧化催化反应塔I11。氧化催化反应塔I的顶部设有光催化剂入口，氧化催化反应塔I11内设有紫外线发生器8和夹层填料I9，紫外线发生器位于所述夹层填料之上、喷嘴之下。当废水从流体调节阀(1)7进入氧化催化反应塔(1)11时，光催化剂从光催化剂入口10同时进入，通过夹层填料(1)缓冲吸附，同时臭氧与污水经过夹层填料缓冲吸附时充分接触反应，并利用光催化剂提高了自由基团的存活寿命，提高了污水的可降解性。

臭氧发生装置6连接水气混合装置5，通过射流的形势能够快速的将制造出的臭氧混合到水中射入氧化催化反应塔I11，氧化催化反应塔I下部的物料出口(即出水口)通过管路连接氧化催化反应塔II上部的物料入口(即进水口)。氧化催化反应塔II14内部装有夹层填料II15，该装置设置双效串联，即氧化催化反应塔I和氧化催化反应塔II之间串联，其有利于提高去除效率，能更好的氧化可以降低源水质有机物的分子量，而且使得反应完全进行，减少了不必要的损耗，使分子量较大的有机物占的比例减少，将难降解的有机物转化为易于被降解的小分子，消除或减弱其毒性，从而改变原水的特性，提高废水的可降解性，提高后续继续处理的降解效果。

流体调节阀I7、流体调节阀II14分别连接在氧化催化反应塔II11、氧化催化反应塔II14的正上方，用来控制进水反应气液混合体的流量的大小。

光催化剂入口10连接在氧化催化反应塔I11塔顶的上部，并通入过渡金属半导体氧化物的光催化反应剂。紫外线发生器8主要促进光催化剂的反应，催化剂为过渡金属的半导体化合物催化剂，在被紫外线照射后，会产生″电子-空穴″对。空穴有很强的扑获电子的能力，遇到水分子后，水分子被夺去电子形成羟基(-OH)，羟基有很强的化学活性，它能破坏有机物的化学键，达到旷化分解有机污染物的目的。氧化催化反应塔II14连接出水储存桶17，即氧化催化反应塔II下部的物料出口(出水口)通过管路通入所述水储存桶内，并通过调节阀门控制流量大小。

本实用新型还包括电控系统，其控制各装置的运行，以及各装置上或装置间阀门的运行。该电控系统为控制系统，设置PLC实现自动化控制。

流体调节阀、调节阀门、催化反应塔、多介质过滤器均为304不锈钢。该实用新型技术能够单独使用，也可以与其它水处理工艺技术联合运用，由于有催化剂和紫外光源参与臭氧氧化有机物质，能够有效的去除污水中的有机污染物，异味、色度、及细菌、重金属等其他污染物，具有很高的去除污染物的效率，能够全面提高处理后的水质，对难降解污染物的去除能力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：本处理装置需要的臭氧量低于类似的臭氧工艺需要的臭氧量而能够大幅度的降低污水处理的成本。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种臭氧双效氧化催化装置，其特征在于该装置主要由调节沉淀池(2)、多介质过滤器(4)、水气混合装置(5)、臭氧发生装置(6)、氧化催化反应塔I(11)和氧化催化反应塔II(14)组成；其中所述调节沉淀池(2)的出水口通过管路与所述多介质过滤器(4)的入口相通，在调节沉淀池(2)和多介质过滤器(4)的管路上还设有增压泵(3)；所述多介质过滤器(4)的出水口和所述臭氧发生装置(6)的出气口分别与水气混合装置(5)连接，水气混合装置(5)的出口与氧化催化反应塔I(11)上部的物料入口相通，所述氧化催化反应塔I(11)下部的物料出口通过管路连接氧化催化反应塔II(14)上部的物料入口。

2.根据权利要求1所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于该装置还包括电控系统(1)，其控制各装置的运行，以及各装置上或装置间阀门的运行。

3.根据权利要求1所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于所述调节沉淀池(2)内设有控制水量的液位计和测定pH值的pH计探头；在调节沉淀池(2)和多介质过滤器(4)之间设有控制流量的蝶阀。

4.根据权利要求1所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于所述多介质过滤器(4)为内设有防腐的不锈钢过滤器，其填料为多介质石英砂。

5.根据权利要求1所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于所述氧化催化反应塔I(11)的顶部设有光催化剂入口；在所述氧化催化反应塔I(11)内设有与物料入口相连的喷嘴，将物料喷入氧化催化反应塔I(11)内部。

6.根据权利要求5所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于在所述氧化催化反应塔I(11)的内部设有紫外线发生器(8)和夹层填料(9)，所述紫外线发生器(8)位于所述夹层填料(9)之上、喷嘴之下。

7.根据权利要求1所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于在氧化催化反应塔I(11)和氧化催化反应塔II(14)的上部物料入口处的管路上分别设有流体调节阀。

8.根据权利要求1所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于所述氧化催化反应塔II(14)的内部装有夹层填料(15)。

9.根据权利要求1所述的臭氧双效氧化催化装置，其特征在于该装置还包括水储存桶(17)，所述氧化催化反应塔II(14)下部的物料出口通过管路通入所述水储存桶(17)内。 

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