CN214457093U - 一种高效臭氧催化氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种高效臭氧催化氧化反应器，其中反应器罐体的中部设置有催化剂填料层，催化剂填料层上方设置有出水堰板，催化剂填料层下方设置有水气混合液布水器、进水布水器，进水管道上依次设置有进水泵和管道混合器，进水管道与进水布水器连接，回流管的上端与出水堰板下沿的反应器罐体内腔连通，回流管上依次设置有循环泵和射流器，射流器的喉管处连接有臭氧发生器，回流管的下端与水气混合液布水器连通，出水管、反洗排水管分别与出水堰板的水槽连通，反洗进水管、反洗进气管分别与反应器罐体的下部连通，反应器罐体的下端连接有排空管。本实用新型具有操作方便、高效节能等优点。

Description

一种高效臭氧催化氧化反应器

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种高效臭氧催化氧化反应器。

背景技术

随着工业化的进程不断加快，水污染问题日益严峻，为了实现可持续发展，近年来，环境标准也越来越严格，特别针对化工废水，必须经过三级深度处理才能满足污水排放或回用的要求。

臭氧氧化作为一种常用的深度处理技术，具有运行方便，无二次污染等优点，因而在废水处理领域广泛应用，目前常用的是采用曝气头或曝气盘将臭氧分散在废水中，但这种汽水混合传质效果不佳，存在臭氧利用率低且溢出严重等问题。本实用新型采用循环泵及水射器将臭氧及废水在管道处混合，布水及布气同时进行，此外，反应器中高效催化填料与加入的H₂O₂均对臭氧分解起催化作用，提高臭氧利用率。所述臭氧氧化反应器装置中，臭氧与废水的混合设置在反应器外部，运行维护方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效臭氧催化氧化反应器，在相同臭氧投加量情况下，可以将COD去除率提高10％～30％，解决现有技术中臭氧利用率低、能耗高、催化剂填料使用寿命短、检修难的问题。

本实用新型的实现过程如下：

一种高效臭氧催化氧化反应器，包括反应器罐体、催化剂填料层、出水堰板、水气混合液布水器、进水布水器、进水管道、进水泵、管道混合器、回流管、循环泵、射流器、臭氧发生器、出水管、反洗进水管、反洗进气管、反洗排水管、排空管；

所述反应器罐体的中部设置有催化剂填料层，所述催化剂填料层上方设置有出水堰板，所述催化剂填料层下方设置有水气混合液布水器，所述水气混合液布水器下方设置有进水布水器，所述进水管道上依次设置有进水泵和管道混合器，进水管道的出水口与进水布水器进水口连接，回流管的上端与出水堰板下沿的反应器罐体内腔连通，回流管上依次设置有循环泵和射流器，所述射流器的喉管处连接有臭氧发生器，回流管的下端与水气混合液布水器连通，出水管、反洗排水管分别与出水堰板的水槽连通，反洗进水管、反洗进气管分别与反应器罐体的下部连通，反应器罐体的下端连接有排空管。

进一步，所述反应器罐体的上方设置有臭氧尾气破坏器，所述臭氧尾气破坏器与反应器罐体的上部连通。

进一步，所述反应器罐体的上端设置有检修孔，所述检修孔上设置有法兰盲板。

进一步，所述反应器罐体上部的外侧还设置有安全阀。

进一步，排空管的末端与废水收集池连通。

进一步，所述出水堰板上设置有出水孔。

进一步，所述反应器罐体下方设置有用于固定的支腿。

进一步，所述催化剂填料层下方还设置有反洗进水布水器和反洗进气器，所述反洗进水布水器与反洗进水管连通，所述反洗进气器与反洗进气管连通。

进一步，所述管道混合器内投加有H₂O₂液体。

本实用新型的积极效果：

(1)本实用新型采用“射流器+臭氧”形式，使臭氧在管道处与废水进行充分混合，臭氧与废水的接触面积及接触时间大大增加，有效提升了臭氧利用率，同时，也避免了曝气头堵塞的问题。相比传统的曝气式投加方式，降解单位COD所需的臭氧消耗量从3mg降低至2.5mg，降低了水处理能耗。

(2)本实用新型采用循环泵混合的形式，从催化剂填料与出水堰板之间取水，回流至反应器罐体底部，通过水气混合液布水器实现水和臭氧的均匀分布。

(3)本实用新型设计管道混合器，并在管道混合器内投加H₂O₂，与臭氧协同作用，同时催化剂填料层的活性成分可以催化臭氧及H₂O₂在水中的自分解，增加水中产生的高活性羟基自由基(·OH)浓度，从而提高臭氧氧化效果，氧化效率比单纯臭氧氧化提高10％～30％。

(4)本实用新型设计反洗进水管道、反洗进气管道、反洗排水管道，能够把残留在催化剂填料层中的杂质及污染物清洗干净，保证催化剂填料层表面清洁，恢复催化剂填料层活性，延长催化剂填料层使用寿命。

(5)本实用新型设计有检修孔，方便使用过程中更换填料及检修。

(6)本实用新型设计排空管道，方便检修之前排放废水。

(7)本实用新型所述高效臭氧催化氧化反应器还具有操作方便、高效节能等优点。

附图说明

图1为本实用新型所述高效臭氧催化氧化反应器的结构示意图；

图中，1反应器罐体，2催化剂填料层，3出水堰板，4水气混合液布水器，5进水布水器，6进水管道，7进水泵，8管道混合器，9回流管，10循环泵，11射流器，12臭氧发生器，13出水管，14反洗进水管，15反洗进气管，16反洗排水管，17排空管，18臭氧尾气破坏器，19检修孔，20法兰盲板，21安全阀，22废水收集池，23支腿，24反洗进水布水器，25反洗进气器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。

为了解决现有技术中臭氧利用率低、能耗高、催化剂填料使用寿命短、检修难的问题，本实用新型提供了一种高效臭氧催化氧化反应器。

实施例1

本实施例所述高效臭氧催化氧化反应器，见图1，包括反应器罐体1、催化剂填料层2、出水堰板3、水气混合液布水器4、进水布水器5、进水管道6、进水泵7、管道混合器8、回流管9、循环泵10、射流器11、臭氧发生器12、出水管13、反洗进水管14、反洗进气管15、反洗排水管16、排空管17；所述反应器罐体1下方设置有用于固定的支腿23，所述管道混合器8内投加有H₂O₂液体，过氧化氢为进水过程中用计量泵持续投加；

其中，所述反应器罐体1的中部设置有催化剂填料层2，所述催化剂填料层2上方设置有出水堰板3，所述出水堰板3上设置有出水孔，所述催化剂填料层2下方设置有水气混合液布水器4，所述水气混合液布水器4下方设置有进水布水器5，所述进水管道6上依次设置有进水泵7和管道混合器8，进水管道6的出水口与进水布水器5进水口连接，回流管9的上端与出水堰板3下沿的反应器罐体1内腔连通，回流管9上依次设置有循环泵10和射流器11，所述射流器11的喉管处连接有臭氧发生器12，回流管9的下端与水气混合液布水器4连通，出水管13、反洗排水管16分别与出水堰板3的水槽连通，反洗进水管14、反洗进气管15分别与反应器罐体1的下部连通，反应器罐体1的下端连接有排空管17，排空管17的末端与废水收集池22连通。所述催化剂填料层2下方还设置有反洗进水布水器24和反洗进气器25，所述反洗进水布水器24与反洗进水管14连通，所述反洗进气器25与反洗进气管15连通。所述进水管道6、回流管9、出水管13、反洗进水管14、反洗进气管15、反洗排水管16、排空管17等结构可根据需要设置蝶阀。所述反应器罐体1的上方设置有臭氧尾气破坏器18，所述臭氧尾气破坏器18与反应器罐体1的上部连通。所述反应器罐体1的上端设置有检修孔19，所述检修孔19上设置有法兰盲板20。所述反应器罐体1上部的外侧还设置有安全阀21。除此之外还可以在反应器罐体1下部侧壁设置第二检修孔，所述第二检修孔上设置有第二法兰盲板，用于反应器罐体1下部管道和催化剂填料层2的检修。

本实施例所述高效臭氧催化氧化反应器的工作原理：

(1)废水流入进水管道6，经进水管道6提升通过管道混合器8，管道混合器8内投加有过氧化氢药剂，然后通过进水布水器5均匀布水后进入反应器罐体1内部，当废水将水充满后，从出水堰板3的水槽排出至出水管13，进而排出至反应器罐体1外。回流管9从催化剂填料层2与出水堰板3之间取水，通过循环泵10进入射流器11，同时臭氧发生器12将产生的臭氧输送至射流器11喉管处，并与进水剧烈混合，然后通过水气混合液布水器4分散在反应器罐体1内部。

本实施例所述高效臭氧催化氧化反应器采用下进上出的方式过水，臭氧及过氧化氢随水流上流式流经催化剂填料层2，协同氧化降解水中的有机污染物，从出水堰板3溢流排出，残余的尾气从反应器罐体1上方经臭氧尾气破坏器18处理后排入大气。

(2)检修前，通过排空管17将反应器罐体1内的废水排出至废水收集池22中，然后打开法兰盲板20，通过检修孔19进入反应器罐体1内部。

(3)定期对催化剂填料层2进行反洗，先打开反洗进气管15上的蝶阀，通入压缩空气将催化剂填料吹松动，然后打开反洗进水管14上的蝶阀，通入自来水冲洗。水和空气穿过催化剂填料层2后，水从反洗排水管16排出，气从臭氧尾气破坏器18排出。水洗和气洗能够把残留在催化剂填料层中的杂质及污染物清洗干净，保证催化剂填料层表面清洁，恢复催化剂填料层活性，延长催化剂填料层使用寿命。

实施例2应用实例

某化工有限责任公司聚甲醛项目产生的含甲醛、甲醇、甲酸等有机污染物废水，通过实施例1所述高效臭氧催化氧化反应器进行处理后，将COD为350mg/L的废水降至230mg/L，水力停留时间1.5h，COD去除率为34％。

本实用新型所述高效臭氧催化氧化反应器中涉及的管道混合器8的厂家为宜兴赛维环保设备有限公司，射流器11的厂家为南通腾瑞石化设备制造有限公司，臭氧发生器12及臭氧尾气破坏器18的厂家为福建新大陆环保科技有限公司。除列举的厂家外，还可选用其他厂家具有相同功能的结构，以实现本实用新型所述结果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作出的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：包括反应器罐体(1)、催化剂填料层(2)、出水堰板(3)、水气混合液布水器(4)、进水布水器(5)、进水管道(6)、进水泵(7)、管道混合器(8)、回流管(9)、循环泵(10)、射流器(11)、臭氧发生器(12)、出水管(13)、反洗进水管(14)、反洗进气管(15)、反洗排水管(16)、排空管(17)；

所述反应器罐体(1)的中部设置有催化剂填料层(2)，所述催化剂填料层(2)上方设置有出水堰板(3)，所述催化剂填料层(2)下方设置有水气混合液布水器(4)，所述水气混合液布水器(4)下方设置有进水布水器(5)，所述进水管道(6)上依次设置有进水泵(7)和管道混合器(8)，进水管道(6)的出水口与进水布水器(5)进水口连接，回流管(9)的上端与出水堰板(3)下沿的反应器罐体(1)内腔连通，回流管(9)上依次设置有循环泵(10)和射流器(11)，所述射流器(11)的喉管处连接有臭氧发生器(12)，回流管(9)的下端与水气混合液布水器(4)连通，出水管(13)、反洗排水管(16)分别与出水堰板(3)的水槽连通，反洗进水管(14)、反洗进气管(15)分别与反应器罐体(1)的下部连通，反应器罐体(1)的下端连接有排空管(17)。

2.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：所述反应器罐体(1)的上方设置有臭氧尾气破坏器(18)，所述臭氧尾气破坏器(18)与反应器罐体(1)的上部连通。

3.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：所述反应器罐体(1)的上端设置有检修孔(19)，所述检修孔(19)上设置有法兰盲板(20)。

4.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：所述反应器罐体(1)上部的外侧还设置有安全阀(21)。

5.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：排空管(17)的末端与废水收集池(22)连通。

6.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：所述出水堰板(3)上设置有出水孔。

7.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：所述反应器罐体(1)下方设置有用于固定的支腿(23)。

8.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：所述催化剂填料层(2)下方还设置有反洗进水布水器(24)和反洗进气器(25)，所述反洗进水布水器(24)与反洗进水管(14)连通，所述反洗进气器(25)与反洗进气管(15)连通。

9.根据权利要求1所述高效臭氧催化氧化反应器，其特征在于：所述管道混合器(8)内投加有H₂O₂液体。

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