CN205616628U - 一种臭氧催化氧化反应装置 - Google Patents

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乔瑞平
杨映
耿翠玉
张伦梁
迟娟
李璐
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Abstract

本实用新型实施例公开了一种臭氧催化氧化反应装置,包括多个并联连接的氧化塔、臭氧发生器、进水总管、出水总管和排水总管。每个氧化塔的内部从上至下依次设置有催化剂层、承托层、曝气器、气水反洗管。每个氧化塔的塔体顶壁上设置有排气口,底壁上设置有反洗水进水管口、反洗气进气管口和放空排水管口,侧壁上设置有第一预留口和第二预留口。曝气器通过管路与臭氧发生器相连通。第一预留口分别通过管路与进水总管相连,并设置有阀门,同时其分别通过管路与出水总管相连,并设置有阀门。第二预留口分别通过管路与进水总管相连,并且设置有阀门,同时其分别通过管路与出水总管相连,并且设置有阀门。该反应装置可大批量处理废水,并其设计灵活。

Description

一种臭氧催化氧化反应装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及水处理技术领域,特别涉及一种臭氧催化氧化反应装置。
背景技术
[0002]臭氧是一种氧化性极强的氧化剂,臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子性,臭氧在水中分解后产生新生态氧原子,在水中形成氧化性极强的羟基自由基(.0H),特别是在催化剂的作用下,臭氧在水中可大量产生羟基自由基,可无选择地与水中的微生物和有机污染物发生反应,达到消毒杀菌和降解有机污染物的目的。因此,臭氧催化氧化技术作为一种高效、实用、无二次污染的高级氧化技术,在处理难降解废水领域具有广泛的应用前景。
[0003]为了使这项技术得到更好的应用,选择设计合理的臭氧催化氧化反应装置非常关键。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种设计合理臭氧催化氧化反应装置。技术方案如下:
[0005] —种臭氧催化氧化反应装置,包括多个并联连接的氧化塔、臭氧发生器、进水总管、出水总管和排水总管;
[0006]每个氧化塔的内部从上至下依次设置有催化剂层、承托层、曝气器、气水反洗管;
[0007]每个氧化塔的塔体顶壁上设置有排气口;每个氧化塔的塔体底壁上设置有反洗水进水管口、反洗气进气管口和放空排水管口 ;每个氧化塔的塔体侧壁上设置有第一预留口和第二预留口,并且第一预留口位于催化剂层上方的塔体侧壁上,第二预留口位于催化剂层下部和承托层上方的塔体侧壁上;
[0008]所述曝气器通过管路与臭氧发生器相连通;
[0009]每个氧化塔的放空排水管口分别通过管路与所述排水总管相连通;
[0010]每个氧化塔的第一预留口分别通过管路与所述进水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门,同时每个氧化塔的第一预留口分别通过管路与所述出水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门;
[0011]每个氧化塔的第二预留口分别通过管路与所述进水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门,同时每个氧化塔的第二预留口分别通过管路与所述出水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门。
[0012]在本实用新型的一种优选实施方式中,所述每个氧化塔的外部还设置有循环栗;所述每个氧化塔的塔体侧壁上还设置有第三预留口和第四预留口,并且第三预留口和第四预留口位于第一预留口和第二预留口之间;所述循环栗通过内循环管路与第三预留口和第四预留口相连通,构成氧化塔的内循环系统。
[0013]在本实用新型的一种更优选实施方式中,所述每个氧化塔的塔体侧壁上还设置有加药口 ;所述加药口位于催化剂层上方的塔体侧壁上。
[0014]在本实用新型的一种更优选实施方式中,所述曝气器为钛板微孔曝气盘。
[0015]在本实用新型的一种更优选实施方式中,所述承托层是由石块堆积而成的碎石层,并且碎石层的高度为300mm。
[0016]在本实用新型的一种优选实施方式中,所述催化剂层中的催化剂为波纹板式臭氧氧化催化剂。
[0017]在本实用新型的一种更优选实施方式中,所述催化剂层的高度为2000mm。
[0018]在本实用新型的一种更优选实施方式中,所述反应装置还包括臭氧尾气破坏器;所述尾气破坏器通过管路与每个氧化塔的排气口相连通。
[0019]本实用新型实施例提供的臭氧催化氧化反应装置,将多个结构相同的氧化塔并联连接,可大批量处理废水,并且出水指标均衡稳定。不但如此,该臭氧催化氧化反应装置设计灵活,能通过改变每个氧化塔的进出水方向实现气液同向流动或逆向流动,气水反洗管结构方便清洗维护。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型实施例提供的一种臭氧催化氧化反应装置的结构示意图;
[0022]图2为本实用新型实施例提供的另一种臭氧催化氧化反应装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0024]下面通过具体实施例,对本实用新型进行详细说明。
[0025]图1为本实用新型实施例提供的一种臭氧催化氧化反应装置的结构示意图,如图1所示,该反应装置至少包括:多个并联连接的氧化塔100、臭氧发生器200、进水总管300、出水总管400和排水总管500 ;
[0026]每个氧化塔100的内部从上至下依次设置有催化剂层1、承托层2、曝气器3、气水反洗管4;每个氧化塔100的塔体顶壁上设置有排气口 5;每个氧化塔100的塔体底壁上设置有反洗水进水管口 6、反洗气进气管口 7和放空排水管口 8;每个氧化塔100的塔体侧壁上设置有第一预留口 9和第二预留口 10,并且第一预留口 9位于催化剂层I上方的塔体侧壁上,第二预留口 10位于催化剂层I下部和承托层2上方的塔体侧壁上;
[0027]所述曝气器3通过管路与臭氧发生器200相连通;
[0028]每个氧化塔100的放空排水管口 8分别通过管路与所述排水总管500相连通;
[0029]每个氧化塔100的第一预留口 9分别通过管路与所述进水总管300相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门20,同时每个氧化塔I的第一预留口9分别通过管路与所述出水总管400相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门30;
[0030]每个氧化塔100的第二预留口 10分别通过管路与所述进水总管300相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门40,同时每个氧化塔100的第二预留口 10分别通过管路与所述出水总管400相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门50。
[0031]在利用本实用新型公开的臭氧催化氧化反应装置处理大批量废水时,可以根据不同的待处理废水的水质,选择气液(臭氧与废水)同向流动或气液逆向流动。如图1所示,由于在本实用新型的反应装置中,臭氧是从位于氧化塔100下部的曝气器3中曝入氧化塔100内部并向上运动的,因此,当选择气液同向流动,即氧化塔100内的水流方向为从下往上,需要打开阀门40和30,使每个第二预留口 10与进水总管300和每个第一预留口 9与出水总管400处于连通状态;同时关闭阀门50和20,使每个第二预留口 10与出水总管400和每个第一预留口 9与进水总管300都处于不连通状态。待处理废水从进水总管300经每个第二预留口1进入每个氧化塔100内部,此时由臭氧发生器产生的臭氧由曝气器3曝入氧化塔100内,臭氧在催化剂的作用下分解成大量氧化性极强的羟基自由基(.0H)使废水中的大部分污染物被分解掉,随着氧化塔100内废水液面不断上升,到达第一预留口 9后,处理过的废水进入出水总管400,排出反应装置,反应过程中产生的气体和剩余臭氧从排气口 5排出反应装置。当选择气液逆向流动,即氧化塔内的水流方向为从上往下,需要打开阀门20和50,使每个第一预留口9与进水总管300和每个第二预留口 10与出水总管400处于连通状态;同时关闭阀门30和40,使每个第一预留口 9与出水总管400和每个第二预留口 10与进水总管300处于不连通状态。待处理废水从进水总管300经每个第一预留口 9进入每个氧化塔100内部,此时由臭氧发生器产生的臭氧由曝气器3曝入氧化塔100内,臭氧与废水逆向接触,臭氧在催化剂的作用下分解成大量氧化性极强的羟基自由基(.0H)使废水中的大部分污染物被分解掉,随着氧化塔100内废水液面不断上升,到达第二预留口 10后,处理过的废水进入出水总管400,排出反应装置,反应过程中产生的气体和剩余臭氧从排气口 5排出反应装置。在该反应装置运行一段时间后,需要对其进行清洗,分别从每个氧化塔100的反洗水进水管口 6和反洗气进气管口 7进水和进气,经气水反洗管4进入氧化塔100内部,清洗后的脏水由放空排水管口8排出,气体由排气口5排出。
[0032]从上述叙述中可以看出,本实用新型提供的臭氧催化氧化反应装置在处理废水时,可通过改变进出水方向,实现气液同向流动或逆向流动,可见该臭氧催化氧化反应装置设计灵活,并且气水反洗管结构方便清洗维护。
[0033]参见图2,为了使处理后的废水的出水水质达到一定标准,例如满足后续的生化处理标准,需要增加反应装置对废水的处理效果,为此,每个氧化塔100的外部还可以设置有循环栗13;所述每个氧化塔100的塔体侧壁上还设置有第三预留口 11和第四预留口 12,并且第三预留口 11和第四预留口 12位于第一预留口 9和第二预留口 10之间;所述循环栗13通过内循环管路与第三预留口 11和第四预留口 12相连通,构成氧化塔的内循环系统。通过内循环系统增强反应装置的传质效果,对废水中的污染物进行反复强化处理,直至出水指标达到预设指标才出水。
[0034]需要说明的是,本实用新型不限定臭氧催化氧化反应装置中氧化塔的并联个数,本领域技术人员可以根据实际处理的废水量来增减氧化塔个数,当然本领域技术人员也应该想到可以通过控制阀门来确定氧化塔运行个数。为了防止氧化塔内短流现象的发生,第二预留口优选设置在第一预留口对侧的氧化塔的侧壁上。而为了方便氧化塔内废水的内循环,第三预留口和第四预留口设置在氧化塔侧壁的同一侧。本领域技术人员可以理解的是,在实际水处理过程中,氧化塔内废水的内循环的方向与氧化塔内废水的流动的方向相同。即当从第一预留口进水,第二预留口出水时,内循环系统的水流方向为第四预留口出水进入循环栗再由第三预留口进入氧化塔内,来实现内循环;当从第二预留口进水,第一预留口出水时,内循环系统的水流方向为第三预留口出水进入循环栗再由第四预留口进入氧化塔内,来实现内循环。由此可见,本实用新型提供的反应装置的内循环系统的方向也是可以改变的,更加体现了本反应装置设计灵活的特点。
[0035]进一步地,参见图2,每个氧化塔100的塔体侧壁上还可以设置有加药口 14;所述加药口 14位于催化剂层I上方的塔体侧壁上。加药口的设计方便向废水中投加氧化剂,协同臭氧氧化,可减少催化剂的投加,从而降低废水的处理成本。由于氧化剂是臭氧处理废水中常用的药剂,本领域技术人员可以根据实际经验自行选择氧化剂的种类,氧化剂可以为H202、Ca02、Na202或其组合,对于氧化剂的种类本实用新型在此不作具体限定和赘述。
[0036]在实际应用中,曝气器可以为耐腐蚀抗氧化的钛板微孔曝气盘。每个氧化塔的承托层可以是由石块堆积而成的碎石层,对曝气器优选为钛板微孔曝气盘曝出的臭氧起到重新分布的作用。承托层上方的催化剂层中的催化剂可以为波纹板式臭氧氧化催化剂。波纹板式臭氧氧化催化剂具有比表面积比较大并且质量轻的特点。考虑到处理水量和臭氧在氧化塔中的传质效果,优选为承托层的高度可以为300mm左右,催化剂层的高度可以为2000mm左右,这样的设计比较合理。
[0037]此外,在上述任一种实施例或其组合的基础上,参见图2,优选该反应装置还包括臭氧尾气破坏器600;所述尾气破坏器600通过管路与每个氧化塔100的排气口 5相连通,使得剩余的臭氧和水处理过程中产生的气体经尾气破坏器处理后,再排放到大气中,以水处理过程中对环境的污染。
[0038]本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0039]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种臭氧催化氧化反应装置,其特征在于,包括多个并联连接的氧化塔、臭氧发生器、进水总管、出水总管和排水总管; 每个氧化塔的内部从上至下依次设置有催化剂层、承托层、曝气器、气水反洗管; 每个氧化塔的塔体顶壁上设置有排气口;每个氧化塔的塔体底壁上设置有反洗水进水管口、反洗气进气管口和放空排水管口 ;每个氧化塔的塔体侧壁上设置有第一预留口和第二预留口,并且第一预留口位于催化剂层上方的塔体侧壁上,第二预留口位于催化剂层下部和承托层上方的塔体侧壁上; 所述曝气器通过管路与臭氧发生器相连通; 每个氧化塔的放空排水管口分别通过管路与所述排水总管相连通; 每个氧化塔的第一预留口分别通过管路与所述进水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门,同时每个氧化塔的第一预留口分别通过管路与所述出水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门; 每个氧化塔的第二预留口分别通过管路与所述进水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门,同时每个氧化塔的第二预留口分别通过管路与所述出水总管相连,并且在二者的连接管路上设置有阀门。
2.如权利要求1所述的反应装置,其特征在于,所述每个氧化塔的外部还设置有循环栗;所述每个氧化塔的塔体侧壁上还设置有第三预留口和第四预留口,并且第三预留口和第四预留口位于第一预留口和第二预留口之间;所述循环栗通过内循环管路与第三预留口和第四预留口相连通,构成氧化塔的内循环系统。
3.如权利要求1或2所述的反应装置,其特征在于,所述每个氧化塔的塔体侧壁上还设置有加药口 ;所述加药口位于催化剂层上方的塔体侧壁上。
4.如权利要求1或2所述的反应装置,其特征在于,所述曝气器为钛板微孔曝气盘。
5.如权利要求3所述的反应装置,其特征在于,所述承托层是由石块堆积而成的碎石层,并且碎石层的高度为300mm。
6.如权利要求1所述的反应装置,其特征在于,所述催化剂层中的催化剂为波纹板式臭氧氧化催化剂。
7.如权利要求6所述的反应装置,其特征在于,所述催化剂层的高度为2000mm。
8.如权利要求1、2、6或7所述的反应装置,其特征在于,所述反应装置还包括臭氧尾气破坏器;所述尾气破坏器通过管路与每个氧化塔的排气口相连通。
9.如权利要求4所述的反应装置,其特征在于,所述反应装置还包括臭氧尾气破坏器;所述尾气破坏器通过管路与每个氧化塔的排气口相连通。
10.如权利要求5所述的反应装置,其特征在于,所述反应装置还包括臭氧尾气破坏器;所述尾气破坏器通过管路与每个氧化塔的排气口相连通。
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WO2019192179A1 (zh) * 2018-04-04 2019-10-10 清华大学 一种双载体臭氧催化剂和模块化催化氧化废水处理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019192179A1 (zh) * 2018-04-04 2019-10-10 清华大学 一种双载体臭氧催化剂和模块化催化氧化废水处理装置

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