CN212246527U - 一种交替出液的臭氧催化氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交替出液的臭氧催化氧化装置，反应池设有第一入液口、第一出液口、第二入液口、第二出液口，第一入液口、第二入液口、第一出液口、第二出液口均设有控制开合的控制器，第一入液口、第二入液口分别连接与微纳米气泡发生器连接，第一出液口、第二出液口分别与储液罐连接，反应池内设有催化剂反应层，第一入液口流入的废水经催化剂反应层从第二出液口流出至储液罐，第二入液口流入的废水经催化剂反应层从第一出液口流出至储液罐。通过采用底部和顶部两组出液口和入液口，控制出液口和入液口的开闭来控制水流的路径，通过交替变化的水流，将出液口周围的催化剂返回催化剂反应层，从而防止催化剂脱落后在出液口聚集，将催化剂返回催化剂反应层，提高催化效率。

Description

一种交替出液的臭氧催化氧化装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是一种交替出液的臭氧催化氧化装置。

背景技术

臭氧催化氧化技术是高级氧化技术中的常用方案，其中非均相催化臭氧氧化是在工程上广泛应用的技术，通常该技术采用金属氧化物作为活性组分，该成分填充在氧化反应池中，臭氧等气体从反应池的底部导入，气体以气泡形式上浮经过活性反应层，最后重新进入大气，同时经过催化降解的废液则经过滤后导出反应池。

一般而言，催化剂颗粒越小，接触表面越大，分散越好，催化效果越好。但在上述反应过程中，催化剂通常会相互摩擦、碰撞并分散进入液相中，随着液体流向而在出液口处汇聚。该过程导致了以下两个问题：1.催化剂不断脱落在出液口处聚集形成类似泥沙一样的产物，这部分产物颗粒极细甚至能形成溶胶态，会导致过滤膜堵塞，即便有反冲装置，由于液体的流动汇聚作用，依然会再次聚集堵塞，增加了液体阻力，降低了废液出液效率。2.由于催化剂活性组分大量脱落成泥状分散质，且该部分活性物质被聚集到出液口处，与臭氧气体混合接触效果下降，真实催化效率大大降低，也缩短了反应池中催化剂的批次寿命。

实用新型内容

本实用新型提供一种交替出液的臭氧催化氧化装置，其可以有效防止催化剂脱落后在出液口聚集，并将催化剂返回催化剂反应层，从而提高催化效率。

一种交替出液的臭氧催化氧化装置，包括微纳米气泡发生器、反应池、储液罐，所述反应池设有第一入液口、第一出液口、第二入液口、第二出液口，所述第一入液口、第一出液口相邻设置，所述第二入液口、第二出液口相邻设置，第一入液口、第二入液口、第一出液口、第二出液口均设有控制开合的控制器，所述第一入液口、第二入液口分别连接与微纳米气泡发生器连接，第一出液口、第二出液口分别与储液罐连接，反应池内设有催化剂反应层，第一入液口流入的废水经催化剂反应层从第二出液口流出至储液罐，第二入液口流入的废水经催化剂反应层从第一出液口流出至储液罐。

进一步地，所述第一出液口或第二出液口设有滤膜。

进一步地，所述第一出液口、第一入液口设置在反应池底部，所述第二入液口、第二出液口设置在反应池顶部。

进一步地，所述第一出液口、第二出液口设有反冲装置。

进一步地，所述控制器为阀门。

进一步地，所述第一出液口、第二出液口与储液罐之间设有水泵，第一出液口、第二出液口流出的液体通过水泵流出至储液罐。

进一步地，所述储液罐下部通过管道与微纳米气泡发生器连接，储液罐与微纳米气泡发生器之间的管道上设有阀门。

进一步地，所述第一出液口、第二出液口处均设有隔层组件，所述隔层组件包括两个设有间距的不锈钢网，两个不锈钢网之间设有夹层，所述夹层设有填充物。

进一步地，所述填充物为玻璃纤维棉或石英棉。

进一步地，所述第一入液口与第一出液口垂直设置，所述第二入液口和第二出液口垂直设置。

采用本实用新型的技术方案，具有如下技术效果：

1.通过本实用新型方案的结构，可以采用交替出液的办法，借助流体的逆向运动，可以令高活性的催化剂泥状分散质在反应池中均匀分散，保证催化剂的高活性，从而延长催化剂的批次使用寿命。

2.顶部和底部处的滤膜出液口与微纳气泡入液口相邻，形成切向结构，微纳米气泡混合液可以洗涤去除滤膜上的沉积物，且微纳气泡本身带有负电荷，而催化剂碎颗粒通常为正电荷，两者能够形成吸附和聚集效果，增加了颗粒尺寸，不易堵塞膜孔。

3.滤膜的反冲洗结合反应池一侧的微纳米气泡乳液冲洗，能够保证滤膜的高通量，提高废液的处理效率，并延长滤膜寿命。

4.相比于传统反应装置，本装置可以负载尺度更细的催化剂颗粒，处理更高浓度的有机废水。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

1—底部入液口；2—顶部入液口；3—底部出液口(含滤膜)；4—顶部出液口(含滤膜)；5—底部出液口反冲装置；6—顶部出液口反冲装置；7—底部入液口阀门；8—底部出液口阀门；9—底部入液口阀门；10—顶部出液口阀门；11—加厚不锈钢网；12—不锈钢网中间夹层；13—反应池；14—水泵；15—储液罐；16 —达标处理液出液口阀门；17—循环处理液阀门；18—废液入口阀门；19—微纳米气泡发生器；20—臭氧发生器；21—催化剂反应层。

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。

实施例一：

本实施例的结构如图1所示，一种交替出液的臭氧催化氧化装置，包括废液入口阀门18、微纳米气泡发生器19、臭氧发生器20、反应池13、水泵14和储液罐15，其中反应池13内设有催化剂反应层，废水通过废液入口阀门18进入氧化装置的微纳米气泡发生器，然后进入反应池13处理后，经水泵14的作用进入储液罐15，达标的水通过达标处理液出液口阀门16排出，未达标的污水通过循环处理液阀门17再次进行处理。

反应池13中采用了底部和顶部两组出液口3,4和入液口1,2，其中出液口1,3 有滤膜进行隔离，入液口1,2导入微纳米臭氧气泡混合液，出液口和入液口界面呈垂直设计。界面外通过两片加厚的不锈钢网11，中间夹层12为玻璃纤维棉或石英棉。入液口1、2和出液口3、4上分别设有阀门7、8、9、10，可以控制入液口和出液口的开闭，出液口3、4上还分别设有反冲装置5、6。

氧化装置的处理流程如下，反应中，反应池中主要包括以下几个阶段的过程：

一阶段，底部入液口1排入微纳米气泡混合液，底部出液口3关闭，微纳米气泡经过催化剂反应层21到达顶部的出液口4，出液口处通过水泵14进行出液和过滤，每隔一段时间通过反冲装置6进行反冲清洗。

反应一段时间后，进入二阶段，此时顶部的出液口4滤膜附近积累了部分催化剂泥沙，开始导致淤堵，顶部出液口4关闭，入液口2打开，微纳米气泡和废液的混合乳液冲洗滤膜并进入反应池中，且同时底部出液口3打开，入液口1 关闭。微纳米气泡随流体从顶部向底部逆向流动，且带动顶部富集的催化剂泥。

反应一段时间后，进入三阶段，顶部入液口2关闭，出液口4打开，底部入液口1打开，出液口3关闭，处理后的液体重新从顶部出液口流出。底部入液口的微纳米气泡乳液对滤膜进行冲洗，并将催化剂泥重新向上层运输。

出液口3,4的反应液经过管道排入储液罐15中，根据处理效果判断是直接出液还是进行第二次循环处理。新的废液和循环处理的反应液经过微纳米气泡发生器 19与来自臭氧发生器20的臭氧共混形成乳液，乳液通过进液口1,2进入装载有催化剂的反应池中。具体反应过程如上所述。

本实施例采用微纳米气泡技术，该技术是近年来在水处理领域新兴的一项重要技术，该技术可以将臭氧等气体与液体混合形成微米乃至纳米级别的气泡。相比于传统鼓泡法产生的大气泡，该技术产生的微纳米气泡在溶液中运动缓慢，可以稳定存在数分钟乃至更长时间。因此，与传统鼓泡法相比，采用微纳米气泡来提供臭氧气源时，气泡可以随着流体进行平行迁移乃至从上往下逆向运动。该技术可以大大提高异相催化臭氧氧化的效率，且能够更加灵活的设计反应装置。除此之外，本实施例还具有以下技术效果：

1.顶部和底部处的滤膜出液口与微纳气泡入液口相邻，形成切向结构，微纳米气泡混合液可以洗涤去除滤膜上的沉积物，且微纳气泡本身带有负电荷，而催化剂碎颗粒通常为正电荷，两者能够形成吸附和聚集效果，增加了颗粒尺寸，不易堵塞膜孔。

2.采用交替出液的办法，借助流体的逆向运动，可以令高活性的催化剂泥状分散质在反应池中均匀分散，保证催化剂的高活性，从而延长催化剂的批次使用寿命。

3.滤膜的反冲洗结合反应池一侧的微纳米气泡乳液冲洗，能够保证滤膜的高通量，提高废液的处理效率，并延长滤膜寿命。

4.相比于传统反应装置，本装置可以负载尺度更细的催化剂颗粒，处理更高浓度的有机废水。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，包括微纳米气泡发生器、反应池、储液罐，所述反应池设有第一入液口、第一出液口、第二入液口、第二出液口，所述第一入液口、第一出液口相邻设置，所述第二入液口、第二出液口相邻设置，第一入液口、第二入液口、第一出液口、第二出液口均设有控制开合的控制器，所述第一入液口、第二入液口分别连接与微纳米气泡发生器连接，第一出液口、第二出液口分别与储液罐连接，反应池内设有催化剂反应层，第一入液口流入的废水经催化剂反应层从第二出液口流出至储液罐，第二入液口流入的废水经催化剂反应层从第一出液口流出至储液罐。

2.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述第一出液口或第二出液口设有滤膜。

3.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述第一出液口、第一入液口设置在反应池底部，所述第二入液口、第二出液口设置在反应池顶部。

4.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述第一出液口、第二出液口设有反冲装置。

5.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述控制器为阀门。

6.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述第一出液口、第二出液口与储液罐之间设有水泵，第一出液口、第二出液口流出的液体通过水泵流出至储液罐。

7.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述储液罐下部通过管道与微纳米气泡发生器连接，储液罐与微纳米气泡发生器之间的管道上设有阀门。

8.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述第一出液口、第二出液口处均设有隔层组件，所述隔层组件包括两个设有间距的不锈钢网，两个不锈钢网之间设有夹层，所述夹层设有填充物。

9.根据权利要求8所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述填充物为玻璃纤维棉或石英棉。

10.根据权利要求1所述的交替出液的臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述第一入液口与第一出液口垂直设置，所述第二入液口和第二出液口垂直设置。

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