CN206109022U - 一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,包括催化氧化室、气液处理系统以及臭氧处理系统；通过催化臭氧氧化技术进行废水处理，废水经水泵进入催化氧化室，利用臭氧在催化剂作用下产生强氧化能力的羟基自由基，氧化分解水中有机污染物，能够克服单纯臭氧氧化有机污染物时具有选择性、不完全矿化的缺陷，将一部分未充分反应的废水再次进入循环水池，利用循环废水中未充分反应的臭氧及羟基自由基分子对新进废水进行降解反应预处理；臭氧回收装置将未反应完全的臭氧回收，提高了臭氧利用率。本实用新型废水处理效果好、效率高、降低了成本、减小了设备体积，有利于推广普及。

Description

一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统。

背景技术

在众多的工业废水中，制药废水因其污水排放量大，污水中所含有机污染物种类复杂，可生物降解性差等特点成为人们亟待解决的污染对象。相对于一般的工业废水，制药废水的种类更加繁多，根据其主要来源可以分为合成药物生产废水、生物制药生产发酵废水、中成药生产废水和各类制剂生产过程中产生的洗涂水和冲洗水。因药制品的生产工艺比较特殊且相对复杂，制药废水具有水质成分复杂、冲击负荷大、废水中有机污染物含量高、有毒有害物质多、可生化性差等特点。

头孢类抗生素生产中大多使用化工原料，生产过程反应步骤多、原料利用率低，剩余原料大多随废水排放，这是造成废水中污染物质高的主要原因。头孢废水中有机物含量高且对微生物有毒害，例如卤素化合物、硝基化合物、有机氮化合物等具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等，这些有机污染物在生物处理中对微生物的生长有抑制作用，更降低了废水的可生化性，不易生物降解的成分所占的比重大，也成为这类高浓度有机制药废水难处理的原因。

针对制药废水的有机物浓度高、不易生物降解等特点，国内外学者开展了大量的工作，现阶段主要的处理方法为物化处理、化学处理和生化处理。物化处理主要包括吸附、气浮、混凝沉淀和膜分离等方法。化学处理主要包括化学氧化还原法、铁碳法、Fenton试剂法以及各种深度氧化技术等。生化处理法主要包括好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧-厌氧生物复合处理，生化处理加深度处理(高级氧化法)是制药废水中常用的处理方法。

臭氧与目标污染物的反应主要分为两种，一种是臭氧直接与目标物直接反应，另一种是臭氧被分解成经基自由基与目标物发生反应。高级氧化法就是利用某种途径产生轻基自由基，轻基自由基具有极强的活性，可以将废水中的大分子有机物氧化小分子有机物或者二氧化碳和水。

单独臭氧氧化技术严格来说并不属于高级氧化法，由于其并不主要产生很多的轻基自由基，而催化臭氧氧化技术由于在单独臭氧氧化的基础上投加了适量的催化剂，激发产生轻基自由基属于高级氧化法的范畴。有研究表明，将单独臭氧氧化多种有机物和催化臭氧氧化多种有机物的效果相比较发现，单独臭氧氧化有机物具有选择性，只对某些特定的有机物种类具有很好的氧化效果，而催化臭氧氧化技术的氧化范围更加广泛，这是由于臭氧分子氧化有机物具有选择性，而经基自由基氧化有机物则没有选择性，同时后者的反应速率要比前者快很多。臭氧氧化技术因为其强氧化性可以有效的将废水中难生物降解的大分子有机物直接氧化或者氧化变成更容易生物降解的小分子有机物进而提高废水的可生化性。而加入催化剂催化臭氧氧化可以产生羟基自由基这种对有机物没有选择性的氧化剂，增大了臭氧氧化技术的应用范围。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种操作简单、运行稳定、反应迅速的一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：包括催化氧化室、气液处理系统以及臭氧处理系统；所述催化氧化室底部设有进水口、上部由上到下设置的通气口、臭氧回收口、净水排水口及循环水排水口，所述进水口连接有三通管，其中一预留口为排空口，所述催化氧化室内循环水排水口下方设有臭氧催化剂填料层；所述气液处理系统包括内部设有气液分离器的循环水池和与其连接的气液混合器，所述循环水池与气液混合器之间设有第二水泵，所述循环水池通过第一水泵与废水源连接；所述臭氧处理系统包括相互连接的臭氧发生器和臭氧回收装置；所述臭氧回收装置还与臭氧回收口和气液混合器连接，所述气液混合器与所述三通管的另一管口连接，所述循环水排水口和通气口均连接循环水池。

进一步的技术方案在于：所述催化氧化室顶部设有尾气排放口，所述尾气排放口连接有尾气净化装置。

进一步的技术方案在于：所述催化氧化室为中空塔体形状。

进一步的技术方案在于：所述臭氧催化剂填料层的横截面与催化氧化室内腔横截面相同。

进一步的技术方案在于：所述臭氧催化剂填料层的高度为120～180cm。

进一步的技术方案在于：所述净水排水口与循环水排水口之间的高度距离为40cm，所述净水排水口与尾气排放口之间的高度距离为50cm。

进一步的技术方案在于：所述尾气净化装置为臭氧分解器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型主要通过催化臭氧氧化技术进行废水处理，废水经水泵进入催化氧化室，利用臭氧在催化剂作用下产生强氧化能力的羟基自由基，氧化分解水中有机污染物，能够克服单纯臭氧氧化有机污染物时具有选择性、不完全矿化的缺陷，处理后达标出水；系统将一部分未充分反应的废水(单次处理废水量的40％-60％)再次排入循环水池，利用循环废水中未充分反应的臭氧及羟基自由基分子对新进废水进行降解反应预处理；臭氧回收装置将未反应完全的臭氧(剩余臭氧量的70％-90％)回收，提高了臭氧利用率。本实用新型废水处理效果好、效率高、降低了成本、减小了设备体积，有利于推广普及。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：1-第一水泵，2-循环水池，3-气液分离器，4-第二水泵，5-气液混合器，6-臭氧发生器，7-臭氧回收装置，8-进水口，9-排空口，10-催化氧化室，11-臭氧催化剂填料层，12-循环水排水口，13-净水排水口，14-臭氧回收口，15-通气口，16-尾气排放口，17-尾气净化装置。

具体实施方式

下面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的一部分实施例，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做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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,包括催化氧化室10、气液处理系统以及臭氧处理系统。

其中，催化氧化室10底部设有进水口8上部由上到下设置的通气口15、臭氧回收口14、净水排水口13及循环水排水口12，所述进水口8连接有三通管，其中一预留口为排空口9，所述催化氧化室10内循环水排水口12下方设有臭氧催化剂填料层11。

气液处理系统包括内部设有气液分离器3的循环水池2和与其连接的气液混合器5，所述循环水池2与气液混合器5之间设有第二水泵4，所述循环水池2通过第一水泵1与废水源连接。

所述臭氧处理系统包括相互连接的臭氧发生器6和臭氧回收装置7。

臭氧回收装置7还与臭氧回收口14和气液混合器5连接，所述气液混合器5与所述三通管的另一管口连接，所述循环水排水口12和通气口15均连接循环水池2，通气口15连通循环水池2保证气压平衡。

本实用新型的工作原理为：

初次反应阶段，头孢制药废水经第一水泵1进入循环水池2内，经第二水泵4进入气液混合装置5，经臭氧发生器6产生的臭氧与臭氧回收装置7连接后通入气液混合器5内，水气充分混合后经进水口8进入催化氧化室10，在催化氧化室10中，废水夹杂臭氧气泡自下而上通过臭氧催化剂填料层11，该臭氧催化剂为一种负载贵金属及金属氧化物的活性炭催化剂，催化反应使臭氧产生大量羟基自由基，降解废水中污染物质。

初次反应结束，一部分处理合格的水经净水排水口13排放；另一部分未充分反应的废水经循环水排水口12进入循环水池2，单次反应40％～60％的废水可进入废水循环系统，利用循环废水中未充分反应的臭氧及羟基自由基分子对新进废水进行降解反应预处理；未反应完全的臭氧经臭氧回收口14与新生臭氧混合后重新进入气液混合器5参与循环反应，60％～90％的剩余臭氧能被回收再利用。

控制水面保持在净水排水口13之上，臭氧回收口14之下，净化后水均匀的从排水口13流出，达到进出水平衡，水不会从臭氧回收口14或通气口15溢出，而部分臭氧也会从通气口15溢出，进入循环水池2，仍回到该系统内，不仅保证气压平衡，还可对新进入系统内的废水进行预处理。

其中，臭氧发生器6采用了新型电子模块组成的变频变压(VVVF)电源电路、脉冲宽度调制(PWM)控制、数字DSP处理器控制等一系列新工艺，通过调节控制系统使臭氧流量稳定为0.5～3L/min，浓度为20～100mg/L，头孢制药废水COD值由最初200～300mg/L，经反应0.5-1小时后，处理后出水COD＜50mg/L。

优选的，所述催化氧化室10顶部设有尾气排放口16，所述尾气排放口16连接有尾气净化装置17，尾气净化装置17为臭氧分解器，将臭氧分解为氧气，进行无害化处理。系统产生的尾气经尾气排气口16进入尾气净化装置17，经处理后无害排放。该技术方案为应急措施，平时为关闭状态，当催化氧化室10内压力过大时开放减压，或者是当设备停止运作时使用，排放剩余尾气。

优选的，催化氧化室10为中空塔体形状，臭氧催化剂填料层11的横截面与催化氧化室10内腔横截面相同，即为圆形，臭氧催化剂填料层11的高度为120～180cm，最优值为150cm，利用臭氧在催化剂作用下产生强氧化能力的羟基自由基，氧化分解水中有机污染物，能够克服单纯臭氧氧化有机污染物时具有选择性、不完全矿化的缺陷。

优选的，净水排水口13与循环水排水口12之间的高度距离为40cm，所述净水排水口13与尾气排放口16之间的高度距离为50cm。循环水系统是将未反应完全的混合液与原水混合后(利用混合液中未反应完全的臭氧及羟基自由基对原水进行预处理)进入系统重新参与反应，增加了反应时间，故循环水排水口12要低于净水排水口13。

以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：包括催化氧化室(10)、气液处理系统以及臭氧处理系统；

所述催化氧化室(10)底部设有进水口(8)上部由上到下设置的通气口(15)、臭氧回收口(14)、净水排水口(13)及循环水排水口(12)，所述进水口(8)连接有三通管，其中一预留口为排空口(9)，所述催化氧化室(10)内循环水排水口(12)下方设有臭氧催化剂填料层(11)；

所述气液处理系统包括内部设有气液分离器(3)的循环水池(2)和与其连接的气液混合器(5)，所述循环水池(2)与气液混合器(5)之间设有第二水泵(4)，所述循环水池(2)通过第一水泵(1)与废水源连接；

所述臭氧处理系统包括相互连接的臭氧发生器(6)和臭氧回收装置(7)；

所述臭氧回收装置(7)还与臭氧回收口(14)和气液混合器(5)连接，所述气液混合器(5)与所述三通管的另一管口连接，所述循环水排水口(12)和通气口(15)均连接循环水池(2)。

2.根据权利要求1所述的一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：所述催化氧化室(10)顶部设有尾气排放口(16)，所述尾气排放口(16)连接有尾气净化装置(17)。

3.根据权利要求1所述的一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：所述催化氧化室(10)为中空塔体形状。

4.根据权利要求1所述的一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：所述臭氧催化剂填料层(11)的横截面与催化氧化室(10)内腔横截面相同。

5.根据权利要求1所述的一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：所述臭氧催化剂填料层(11)的高度为120～180cm。

6.根据权利要求1所述的一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：所述净水排水口(13)与循环水排水口(12)之间的高度距离为40cm，所述净水排水口(13)与尾气排放口(16)之间的高度距离为50cm。

7.根据权利要求2所述的一种催化臭氧化循环处理头孢制药废水系统,其特征在于：所述尾气净化装置(17)为臭氧分解器。