CN213977249U - 一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，包括非均相臭氧催化氧化反应器，非均相臭氧催化氧化反应器的一侧设置有臭氧发生器，臭氧发生器通过混合供气管路与非均相臭氧催化氧化反应器连通，非均相臭氧催化氧化反应器的一侧设置有深度处理单元，非均相臭氧催化氧化反应器对废水进行氧化分解，氧化出水送入深度处理单元进行深度处理，本实用新型对废水的处理程度深，并且能够最大限度的利用臭氧的氧化能力，加深废水处理深度，提高废水处理效果，使水质得到净化，出水达标。

Description

一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理装置，具体的说，涉及一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，属于废水处理技术领域。

背景技术

随着我国经济的发展，居民生活水平不断提高，但值得注意的是，在居民生活水平提高的同时也带来了严重的环境污染，不仅居民生活污水排放量不断增加，同时工业的蓬勃发展导致工业废水排放量也越来越大，相比市政生活污水，工业废水具有成分复杂、难降解有机物含量高、可生化性差等特点，工业废水主要通过排入市政污水管网与市政污水一起输送到市政污水厂进行处理。

目前大部分污水处理厂主要采用“预处理+生化处理”工艺对污水进行处理，其中预处理主要采用物理法，如格栅、沉砂池、初沉池等，然后采用经济性较好的生物法进行二级处理，但是近年来随着各地排放标准的日益严格，单靠生化工艺处理很难使废水达到处理要求，因此越来越多的工艺被应用到污水的深度处理中。

目前污水处理中常用的深度处理工艺有曝气生物滤池（BAF，Biological AeratedFilter）、臭氧、臭氧加BAF处理工艺，活性炭法、离子交换法、混凝沉淀法等，因为经过生化工艺二级处理之后的废水生化性已经很低，直接采用BAF作为后续处理工艺很难进一步提高出水水质，臭氧虽然能够提高废水可生化性、但也存在臭氧投加量大、对污染物氧化不彻底，且存在运行能耗高的问题，因此不单独使用，而活性炭法和离子交换法属于物理吸附，该类方法存在的主要缺点是吸附材料吸附饱和后需要对其再生，而再生过程不但能耗高，而且再生液一般含高浓度有机物，容易引起二次污染。因此臭氧加BAF工艺应运而生，在污水深度处理领域得到越来越广泛的应用，利用臭氧首先提高废水的可生化性，然后采用BAF工艺进行后续处理，发挥BAF在低浓度废水处理方面的优势，进一步提高废水的处理效率，经臭氧加BAF处理后废水既可获得理想的处理效果，又可有效降低处理费用。

但是从目前来看臭氧加BAF工艺在实际应用中也存在不少问题，因为臭氧利用率较低，因此实际使用过程中臭氧在废水中有一定残余，残余臭氧进入BAF反应器会杀死填料表面附着的微生物，影响对污染物的处理效果，当进水水质波动大时影响更为显著，容易导致出水水质超标。其次BAF运行过程中容易发生堵塞现象，需要定期进行反冲洗，增加运行费用。

臭氧在水处理中的氧化能力极强，臭氧的氧化还原电位为 2.07V，仅次于氟，且氧化能力是氯气的 1.25 倍；虽然臭氧能在一定程度上对有机物进行去除，但是臭氧难以将氧化后的小分子物质进一步氧化，因此臭氧对有机物的去除有一定局限性。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种结构简单,使用方便，利用臭氧催化氧化可提高臭氧氧化效率，减少臭氧用量，降低废水中臭氧的残余，并且通过新型生物膜反应器对废水进行深度处理，确保出水水质达标的臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，包括非均相臭氧催化氧化反应器，非均相臭氧催化氧化反应器的一侧设置有臭氧发生器，臭氧发生器通过混合供气管路与非均相臭氧催化氧化反应器连通， 非均相臭氧催化氧化反应器的一侧设置有深度处理单元，非均相臭氧催化氧化反应器对废水进行氧化分解，氧化出水送入深度处理单元进行深度处理。

以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：

深度处理单元包括新型生物膜反应器，新型生物膜反应器的一侧设置有稳定池，新型生物膜反应器和稳定池为一体设置。

进一步优化：非均相臭氧催化氧化反应器的出水口通过出水管路与稳定池连通，非均相臭氧催化氧化反应器进行氧化分解完成的废水输送至稳定池内进行短暂停留，使废水内的臭氧进一步分解完全。

进一步优化：稳定池的出水口通过输水管与新型生物膜反应器连通，稳定池输出的废水进入新型生物膜反应器内进行深度处理，使水质得到净化。

进一步优化：新型生物膜反应器内设置有HDPE悬浮填料，HDPE悬浮填料的比重为0.9～1.0，比表面积为300～1000m²/m³。

进一步优化：新型生物膜反应器的内部设置有曝气系统，曝气系统包括布设在新型生物膜反应器内部且靠近底面的曝气管，新型生物膜反应器的外部设置有风机，风机通过供气管路与曝气系统连通。

进一步优化：新型生物膜反应器内设置有出水拦截筛网，出水拦截筛网上连通有处理水出水管路，处理水出水管路用于排放新型生物膜反应器内达标的处理水。

进一步优化：非均相臭氧催化氧化反应器上设置有回流上口和回流下口，混合供气管路分别与回流上口和回流下口以及臭氧发生器连通。

进一步优化：混合供气管路包括气水混合泵，气水混合泵的进气口与臭氧发生器连通，气水混合泵的进水口与回流上口连通，气水混合泵出水口与回流下口连通。

进一步优化：非均相臭氧催化氧化反应器内装填有臭氧催化剂。

本实用新型采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，对废水的处理程度深，采用非均相臭氧催化氧化反应器和新型生物膜反应器对废水进行处理，最大限度的利用臭氧的氧化能力，加深废水处理深度，提高废水处理效果，使水质得到净化，出水达标。

该臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置的臭氧利用率高，系统运行稳定；臭氧在非均相臭氧催化氧化反应器中臭氧催化剂的作用下已经基本上分解完全，其中少量未参与反应的臭氧随废水进入稳定池后在稳定池内继续分解，避免了臭氧对后续新型生物膜反应器的不利影响，保证系统的稳定运行。

并且处理费用低，相比臭氧加BAF工艺，该臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置可提高臭氧利用率，增强臭氧的氧化能力，在保证对废水氧化效果的同时减少臭氧用量，降解臭氧能耗，并且运行过程中无需反冲洗，无剩余污泥产生，节省污泥处置费用，进一步降低处理费用。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的总体结构示意图。

图中：1-进水口；2-非均相臭氧催化氧化反应器；3-臭氧催化剂；4-出水口；5-出水管路；6-回流上口；7-回流下口；8-气水混合泵；9-臭氧发生器；10-臭氧管路；11-稳定池；12-新型生物膜反应器；13-曝气系统；14-出水拦截筛网；15-HDPE悬浮填料；16-风机；17-供气管路；18-处理水出水管路。

具体实施方式

实施例：如图1所示，一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，包括非均相臭氧催化氧化反应器2，所述非均相臭氧催化氧化反应器2的一侧设置有臭氧发生器9，所述臭氧发生器9通过混合供气管路与非均相臭氧催化氧化反应器2连通， 所述非均相臭氧催化氧化反应器2的一侧设置有深度处理单元，所述非均相臭氧催化氧化反应器2对废水进行氧化分解，并且氧化出水送入深度处理单元进行深度处理。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2上设置有进水口1和出水口4，所述进水口1与外部待处理的废水连通，所述出水口4通过出水管路5与深度处理单元连通。

这样设计，可将待处理的废水通过进水口1输送至非均相臭氧催化氧化反应器2内进行氧化分解，非均相臭氧催化氧化反应器2内氧化分解完成的氧化出水通过出水口4和出水管路5输送至深度处理单元进行深度净化处理。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2上设置有回流上口6和回流下口7，所述混合供气管路分别与回流上口6和回流下口7以及臭氧发生器9连通。

所述混合供气管路包括气水混合泵8，所述气水混合泵8的进气口通过臭氧管路10与臭氧发生器9的出气端连通，所述气水混合泵8的进水口通过进水管与回流上口6连通，所述气水混合泵8出水口通过出水管与回流下口7连通。

所述臭氧发生器9工作用于制备臭氧，并且臭氧通过臭氧管路10输送至气水混合泵8内。

并且气水混合泵8工作通过进水管和回流上口6用于抽吸非均相臭氧催化氧化反应器2内的废水，此时气水混合泵8用于将臭氧与气水混合泵8内的水混合，而后通过出水管和回流下口7输送至非均相臭氧催化氧化反应器2内。

这样设计，可通过气水混合泵8使非均相臭氧催化氧化反应器2内的废水进行循环，并且臭氧发生器9产生的臭氧可通过臭氧管路10和气水混合泵8输送至非均相臭氧催化氧化反应器2内。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2内装填有臭氧催化剂3。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2内的废水在臭氧催化剂3的催化作用下利用臭氧进行氧化分解。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2为塔状结构。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2内的臭氧催化剂3以γ-Al2O3为载体，负载Mn、Cu、Fe、Co、Ce、K、Mo元素中的一种或几种金属氧化物，且通过浸渍、焙烧制备而成。

所述深度处理单元包括新型生物膜反应器12，所述新型生物膜反应器12的一侧设置有稳定池11，所述新型生物膜反应器12和稳定池11为一体设置。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2的出水口4通过出水管路5与稳定池11连通。

所述稳定池11的出水口通过输水管与新型生物膜反应器12连通。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2进行氧化分解完成的废水通过出水口4和出水管路5输送至稳定池11内，此时废水在稳定池11内进行短暂停留，使废水内的臭氧进一步分解完全，防止对后续新型生物膜反应器12造成影响。

所述稳定池11内废水的停留时间为5～10min。

这样设计，可通过稳定池11对非均相臭氧催化氧化反应器2输出的废水进行短暂储存，使废水内的臭氧进一步分解完全，避免废水内的臭氧进入新型生物膜反应器12内，臭氧杀死新型生物膜反应器12内的微生物，进而防止对后续新型生物膜反应器12造成影响。

所述新型生物膜反应器12内设置有HDPE悬浮填料15，所述HDPE悬浮填料15的比重为0.9～1.0，比表面积为300～1000m²/m³。

所述HDPE悬浮填料15的整体形状为圆柱体状，且其内部开设有多个穿孔。

所述HDPE悬浮填料15上附着有不同种类的微生物，且每个HDPE悬浮填料15的内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好氧菌，这样每个HDPE悬浮填料15都成为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了污染物降解效果。

所述稳定池11输出的废水进入新型生物膜反应器12内，此时废水内的有机物被HDPE悬浮填料15表面的生物膜吸附和降解，水质得到净化。

这样设计，可通过HDPE悬浮填料15上的生物膜可用于对废水内的有机物进行吸附和降解，使水质得到净化，并且该新型生物膜反应器12无堵塞现象，进而无需反冲洗，节省了动力消耗，并且无剩余污泥产生，节省了污泥处置费用，进一步降低了运行费用。

所述新型生物膜反应器12的内部设置有曝气系统13，所述曝气系统13包括布设在新型生物膜反应器12内部且靠近底面的曝气管。

所述曝气管为穿孔曝气管或微孔曝气管。

所述新型生物膜反应器12的外部设置有为曝气系统13供气的风机16，所述风机16的出风口通过供气管路17与曝气系统13连通。

这样设计，可通过风机16工作输出气体，此时气体通过供气管路17输送至曝气系统13内，曝气系统13用于对新型生物膜反应器12的底部进行曝气。

这样设计，可通过曝气系统13对新型生物膜反应器12内进行曝气，在曝气的作用下可使HDPE悬浮填料15处于流化状态，使HDPE悬浮填料15运动活跃，进而使附着在HDPE悬浮填料15上的微生物能够与污水充分混合，提高污水深度处理效果。

所述新型生物膜反应器12内设置有出水拦截筛网14，所述出水拦截筛网14用于拦截新型生物膜反应器12内的HDPE悬浮填料15，所述出水拦截筛网14上连通有处理水出水管路18，处理水出水管路18用于排出新型生物膜反应器12内达标的处理水。

这样设计，可通过出水拦截筛网14能够用于拦截新型生物膜反应器12内的HDPE悬浮填料15，避免新型生物膜反应器12内的HDPE悬浮填料15随水的流动排出新型生物膜反应器12内。

并且通过处理水出水管路18可用于排放新型生物膜反应器12内处理完成的达标处理水。

所述非均相臭氧催化氧化反应器2的进水口1外部可连接有提升泵，所述提升泵用于将待处理的废水提升至非均相臭氧催化氧化反应器2内。

在使用时，可将待处理的废水通过提升泵和进水口1输送至非均相臭氧催化氧化反应器2内，此时臭氧发生器9产生的臭氧通过臭氧管路10进入气水混合泵8内，气水混合泵8工作通过回流上口6用于抽吸非均相臭氧催化氧化反应器2内的废水，此时气水混合泵8用于将臭氧与废水混合，而后通过回流下口7循环输送至非均相臭氧催化氧化反应器2内，非均相臭氧催化氧化反应器2内的废水在臭氧催化剂3的催化作用下利用臭氧进行氧化分解。

此时非均相臭氧催化氧化反应器2输出的废水一部分通过回流上口6进入混合供气管路内进行循环，另一部分通过出水口4和出水管路5进入稳定池11内，此时废水在稳定池11内停留5～10min，使废水内的臭氧进一步分解完全，防止对后续新型生物膜反应器12造成影响。

稳定池11内的废水输送至新型生物膜反应器12内，此时废水内的有机物被HDPE悬浮填料15表面的生物膜吸附和降解，水质得到净化。

新型生物膜反应器12内处理完成的达标处理水通过出水拦截筛网14和处理水出水管路18进行排放。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：包括非均相臭氧催化氧化反应器（2），非均相臭氧催化氧化反应器（2）的一侧设置有臭氧发生器（9），臭氧发生器（9）通过混合供气管路与非均相臭氧催化氧化反应器（2）连通， 非均相臭氧催化氧化反应器（2）的一侧设置有深度处理单元，非均相臭氧催化氧化反应器（2）对废水进行氧化分解，氧化出水送入深度处理单元进行深度处理。

2.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：深度处理单元包括新型生物膜反应器（12），新型生物膜反应器（12）的一侧设置有稳定池（11），新型生物膜反应器（12）和稳定池（11）为一体设置。

3.根据权利要求2所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：非均相臭氧催化氧化反应器（2）的出水口（4）通过出水管路（5）与稳定池（11）连通，非均相臭氧催化氧化反应器（2）进行氧化分解完成的废水输送至稳定池（11）内进行短暂停留，使废水内的臭氧进一步分解完全。

4.根据权利要求3所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：稳定池（11）的出水口通过输水管与新型生物膜反应器（12）连通，稳定池（11）输出的废水进入新型生物膜反应器（12）内进行深度处理，使水质得到净化。

5.根据权利要求4所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：新型生物膜反应器（12）内设置有HDPE悬浮填料（15），HDPE悬浮填料（15）的比重为0.9～1.0，比表面积为300～1000m²/m³。

6.根据权利要求5所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：新型生物膜反应器（12）的内部设置有曝气系统（13），曝气系统（13）包括布设在新型生物膜反应器（12）内部且靠近底面的曝气管，新型生物膜反应器（12）的外部设置有风机（16），风机（16）通过供气管路（17）与曝气系统（13）连通。

7.根据权利要求6所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：新型生物膜反应器（12）内设置有出水拦截筛网（14），出水拦截筛网（14）上连通有处理水出水管路（18），处理水出水管路（18）用于排放新型生物膜反应器（12）内达标的处理水。

8.根据权利要求7所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：非均相臭氧催化氧化反应器（2）上设置有回流上口（6）和回流下口（7），混合供气管路分别与回流上口（6）和回流下口（7）以及臭氧发生器（9）连通。

9.根据权利要求8所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：混合供气管路包括气水混合泵（8），气水混合泵（8）的进气口与臭氧发生器（9）连通，气水混合泵（8）的进水口与回流上口（6）连通，气水混合泵（8）出水口与回流下口（7）连通。

10.根据权利要求9所述的一种臭氧催化氧化新型生物膜反应器工业废水处理装置，其特征在于：非均相臭氧催化氧化反应器（2）内装填有臭氧催化剂（3）。

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