CN209456139U - 一种臭氧催化氧化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种臭氧催化氧化反应装置，包括至少两级串联的氧化塔、沉淀分离器、催化剂输送泵和氧化剂加药罐；最后一级氧化塔的出水口通过管路与所述沉淀分离器相连通；所述沉淀分离器上部设置有排水口，底部设置有排料口；第一级氧化塔的塔壁上设置有进料口；所述沉淀分离器的排料口通过管路与所述进料口相连通，且该管路上设置有催化剂输送泵；第一级氧化塔的进水口与进水管路相连，所述进水管路上设置有管道混合器，所述氧化剂加药罐通过管路与所述管道混合器相连通。采用本实用新型所述的臭氧催化氧化反应装置可以在提高废水处理效果的同时实现催化剂与废水的有效分离。

Description

一种臭氧催化氧化反应装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，特别是涉及一种臭氧催化氧化反应装置。

背景技术

臭氧是一种高效且无二次污染的强氧化剂，可直接降解废水中的有机污染物，然而它对有机污染物的降解有选择性，限制了其在处理废水中的应用。催化臭氧氧化技术利用催化剂促使臭氧分解产生大量的羟基自由基(·OH)，可无选择地降解水中绝大多数有机污染物，并且催化臭氧氧化技术还具有反应速度快、操作简单、运行成本较低的优点，因此，催化臭氧氧化技术在难降解废水处理和提高废水的可生化性中具有广泛的应用前景。

采用流化床的形式进行臭氧催化氧化，传质效率较高，催化效果较好。但是流化床中的臭氧催化氧化催化剂呈粉末状，粒径较小，因此臭氧催化剂难以与废水分离，回收困难。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种臭氧催化氧化反应装置，能够实现催化剂的回收利用。具体技术方案如下：

本实用新型提供了一种臭氧催化氧化反应装置，包括至少两级氧化塔、沉淀分离器、催化剂输送泵和氧化剂加药罐；

每一级氧化塔的侧壁下部设置有入水口，侧壁上部设置有出水口，前一级氧化塔的出水口与后一级氧化塔的入水口通过管路相连通；最后一级氧化塔的出水口通过管路与所述沉淀分离器相连通；所述沉淀分离器上部设置有排水口，底部设置有排料口；

第一级氧化塔上设置有进料口；所述沉淀分离器的排料口通过管路与所述进料口相连通，且该管路上设置有催化剂输送泵；

第一级氧化塔的进水口与进水管路相连，所述进水管路上设置有管道混合器，所述氧化剂加药罐通过管路与所述管道混合器相连通；

每一级氧化塔的塔底均设置有进气口，塔顶均设置有排气口；

其中，所述前一级氧化塔和所述后一级氧化塔分别为所述臭氧催化氧化反应装置在处理废水时，相邻的两个氧化塔中，按照废水依次流经的顺序，先流经的氧化塔和后流经的氧化塔；所述第一级氧化塔和所述最后一级氧化塔分别为废水依次流经的第一个氧化塔和最后一个氧化塔。

在本实用新型的一些实施方式中，所述进料口位于第一级氧化塔的塔顶。

在本实用新型的一些实施方式中，所述催化剂输送泵为螺杆泵。

在本实用新型的一些实施方式中，所述装置还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器通过管路分别与各级氧化塔的进气口相连通。

在本实用新型的一些实施方式中，所述装置还包括尾气破坏器，所述尾气破坏器通过管路分别与各级氧化塔的排气口相连通。

在本实用新型的一些实施方式中，每一级氧化塔内侧底部均设置有布气器，所述布气器与所述进气口相连通。

在本实用新型的一些实施方式中，所述布气器选自布气板、曝气盘或曝气头。

在本实用新型的一些实施方式中，所述装置还包括提升泵，所述提升泵设置在管道混合器与第一级氧化塔之间的进水管路上。

本实用新型实施例提供了一种臭氧催化氧化反应装置，包括至少两级串联连接的氧化塔，每一级氧化塔的内侧底部均设置有进气口，通过进气口曝出的臭氧能够使塔内的催化剂分散于废水中并随着废水一起流动，增加废水与臭氧以及催化剂的接触几率，提高三者之间的传质效率；废水从最后一级氧化塔出来后进入沉淀分离器，催化剂在沉淀分离器底部堆积，实现与废水的分离，最后经催化剂输送泵再返回到第一级氧化塔中；由于采用沉淀分离器，使得通过进料口返回第一级氧化塔中的水占催化剂和水的总体积的30-40％，在实现催化剂循环利用的同时，还可实现内循环的效果，提高了处理效果。

附图说明

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。

图1为一种臭氧催化氧化反应装置结构示意图。

具体实施方式

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。

本实用新型提供了一种臭氧催化氧化反应装置，包括至少两级氧化塔5、沉淀分离器8、催化剂输送泵12和氧化剂加药罐2；

每一级氧化塔5的侧壁下部设置有入水口7，侧壁上部设置有出水口6，前一级氧化塔的出水口6与后一级氧化塔的入水口7通过管路相连通；最后一级氧化塔的出水口6通过管路与所述沉淀分离器8相连通；所述沉淀分离器8上部设置有排水口10，底部设置有排料口11；

第一级氧化塔上设置有进料口13；所述沉淀分离器8的排料口11通过管路与所述进料口13相连通，且该管路上设置有催化剂输送泵12；

第一级氧化塔的进水口7与进水管路17相连，所述进水管路17上设置有管道混合器3，所述氧化剂加药罐2通过管路与所述管道混合器3相连通；

每一级氧化塔的塔底均设置有进气口16，塔顶均设置有排气口14；

其中，所述前一级氧化塔和所述后一级氧化塔分别为所述臭氧催化氧化反应装置在处理废水时，相邻的两个氧化塔中，按照废水依次流经的顺序，先流经的氧化塔和后流经的氧化塔；所述第一级氧化塔和所述最后一级氧化塔分别为废水依次流经的第一个氧化塔和最后一个氧化塔。

在进水管路17上设置管道混合器3，可以使从氧化剂加药罐2中投加的氧化剂和进水管路17中的废水在进入第一级氧化塔之前就混合均匀，有效提高氧化剂的利用率，而且经发明人研究表明，在第一级氧化塔前设置管道混合器，与在每一级氧化塔前均设置氧化剂加药口和管道混合器的装置相比，最终废水的处理效果没有明显差异，而采用本发明的装置，只在第一级氧化塔前加入氧化剂可以使设备管路连接更简单，同时能够节省药剂投加量，降低运营成本。

在本实用新型的一些实施方式中，所述氧化塔中的催化剂可以为磁性石墨烯改性臭氧氧化催化剂，磁性材料是铁、四氧化三铁、钴、四氧化三钴、镍、三氧化二镍中的一种或多种；活性组分为铁、铜、锰、钛、钴、镍、锌等过渡金属氧化物中的一种或多种；此催化剂易于实现催化剂流态化，是本领域常用的催化剂。为了提高废水的处理效果，减少处理后废水中催化剂残留，同时减少催化剂的流失，本实用新型采用沉淀分离器8，以使处理后废水与催化剂分离更彻底；另外，采用沉淀分离器8，从其排料口11排出的物料中还含有30-40％的水，通过催化剂输送泵12回送至第一级氧化塔中再次处理，可实现内循环的效果，提高了废水处理效果；所述沉淀分离器8内部设置有导流筒9，具有加速催化剂沉淀的作用。

在本实用新型的一些实施方式中，所述进料口13位于第一级氧化塔的塔顶。

在本实用新型的一些实施方式中，由于螺杆泵具有结构简单、工作安全可靠、维修方便、出液连续均匀、压力稳定、吸入性能好等优点，因此，所述催化剂输送泵12优选为螺杆泵。

在本实用新型的一些实施方式中，所述装置还包括臭氧发生器1，所述臭氧发生器1通过管路分别与各级氧化塔的进气口16相连通。在本实用新型的一些实施方式中，每一级氧化塔内侧底部均设置有布气器，所述布气器与所述进气口相16连通。在本实用新型的一些实施方式中，所述布气器选自布气板、曝气盘或曝气头。

在本实用新型的一些实施方式中，所述装置还包括尾气破坏器15，所述尾气破坏器15通过管路分别与各级氧化塔的排气口14相连通。反应产生的气体以及未反应的臭氧由尾气破坏器处理，防止尾气排放到大气中污染环境，所述尾气破坏器为本领域常用装置，在此不做限定。

在本实用新型的一些实施方式中，为了方便向所述装置中进水，所述装置还可以包括提升泵4，所述提升泵4设置在管道混合器3与第一级氧化塔5之间的进水管路17上。

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。

当上述各改进的实施方式组合在一起实施时，如图1所示，本实用新型提供的一种臭氧催化氧化反应装置，包括至少两级氧化塔5、沉淀分离器8、催化剂输送泵12、氧化剂加药罐2、臭氧发生器1、尾气破坏器15；每一级氧化塔5的侧壁下部设置有入水口7，侧壁上部设置有出水口6，前一级氧化塔的出水口6与后一级氧化塔的入水口7通过管路相连通；最后一级氧化塔的出水口6通过管路与所述沉淀分离器8相连通；所述沉淀分离器8上部设置有排水口10，底部设置有排料口11；第一级氧化塔的塔壁上设置有进料口13；所述沉淀分离器8的排料口11通过管路与所述进料口13相连通，且所述催化剂输送泵12设置在该管路上；第一级氧化塔的进水口7与进水管路17相连，所述进水管路17上设置有管道混合器3，所述氧化剂加药罐2通过管路与所述管道混合器3相连通；在管道混合器3与第一级氧化塔5之间的进水管路17上还设置有提升泵4；每一级氧化塔的塔底均设置有进气口16，所述进气口16分别通过管路与所述臭氧发生器1相连；每一级氧化塔的塔顶均设置有排气口14；所述排气口14分别通过管路与所述尾气破坏器15相连。

本实用新型公开的一种臭氧催化氧化反应装置工艺流程可以为：待处理的废水与氧化剂加药罐2送来的氧化剂在管道混合器3中充分均匀混合，之后由提升泵4送入第一级氧化塔5中，当液位上升到一定高度时，废水与第一级氧化塔5中的部分催化剂一起流入下一级氧化塔中，依次地流入最后一级氧化塔，从最后一级氧化塔出来的废水和催化剂经过沉淀分离器8分离处理，处理后的废水由沉淀分离器8的排水口10排出该装置外，催化剂及部分处理后的废水由排料口11排出，再经螺杆泵回流输送到第一级氧化塔5内循环利用。臭氧发生器1产生的臭氧从进气口16进入各级氧化塔内部，经曝气处理使各级氧化塔中的催化剂保持流态化，扩大了臭氧和废水与催化剂充分接触面积，提高了传质效率。反应产生的尾气从排气口14沿管路进入尾气破坏器15，由尾气破坏器15处理后外排。

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 (8)

1.一种臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，包括至少两级氧化塔、沉淀分离器、催化剂输送泵和氧化剂加药罐；

每一级氧化塔的侧壁下部设置有入水口，侧壁上部设置有出水口，前一级氧化塔的出水口与后一级氧化塔的入水口通过管路相连通；最后一级氧化塔的出水口通过管路与所述沉淀分离器相连通；所述沉淀分离器上部设置有排水口，底部设置有排料口；

第一级氧化塔上设置有进料口；所述沉淀分离器的排料口通过管路与所述进料口相连通，且该管路上设置有催化剂输送泵；

第一级氧化塔的进水口与进水管路相连，所述进水管路上设置有管道混合器，所述氧化剂加药罐通过管路与所述管道混合器相连通；

每一级氧化塔的塔底均设置有进气口，塔顶均设置有排气口；

其中，所述前一级氧化塔和所述后一级氧化塔分别为所述臭氧催化氧化反应装置在处理废水时，相邻的两个氧化塔中，按照废水依次流经的顺序，先流经的氧化塔和后流经的氧化塔；所述第一级氧化塔和所述最后一级氧化塔分别为废水依次流经的第一个氧化塔和最后一个氧化塔。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进料口位于第一级氧化塔的塔顶。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化剂输送泵为螺杆泵。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器通过管路分别与各级氧化塔的进气口相连通。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括尾气破坏器，所述尾气破坏器通过管路分别与各级氧化塔的排气口相连通。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每一级氧化塔内侧底部均设置有布气器，所述布气器与所述进气口相连通。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述布气器选自布气板、曝气盘或曝气头。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括提升泵，所述提升泵设置在管道混合器与第一级氧化塔之间的进水管路上。