CN214495843U - 一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，包括罐体，所述罐体的内部空腔中设有承接催化剂的填料层，所述罐体于所述填料层的上方设有进水管和H₂O₂输入组件，所述罐体于所述填料层的下方设有排水管和O₃输入组件。与单一氧化过程相比，H₂O₂+O₃协同氧化产生更多的羟基自由基，可无选择性地与大多数有机污染物快速发生链式反应，有机物的最终降解产物为二氧化碳和水及其它矿物质，降解速度显著提高，反应条件温和。

Description

一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器

技术领域

本实用新型用于废水处理领域，特别是涉及一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器。

背景技术

随着当前工业制造的快速发展，大量的工业废水排出，对自然生态环境造成严重的污染。同时由于工业的污染种类校多，工业废水的成分具有较强的复杂性，具有高浓度的COD、较大的毒性及较差的生化性等特征。

臭氧是一种强氧化剂，具有很强的氧化性，在工业污水处理领域得到了广泛的应用，经过反应后，臭氧转变成氧气，扩散到空气中，不会产生污染，是一种绿色环保的氧化剂。但是，单独臭氧氧化处理工业废水存在臭氧利用率低，氧化能力弱，处理费用高，处理效果不理想的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，提高了臭氧的利用率，改善了工业废水的可生化性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，包括罐体，所述罐体的内部空腔中设有承接催化剂的填料层，所述罐体于所述填料层的上方设有进水管和H₂O₂输入组件，所述罐体于所述填料层的下方设有排水管和O₃输入组件。

在一些实施例中，所述罐体连接气提回流管路，所述气提回流管路设置在罐体外壁，所述气提回流管路在所述填料层的下方形成回流进水口，所述气提回流管路在所述填料层的上方形成回流出水口，所述气提回流管路下部连接空气管，所述空气管连通鼓风装置。

在一些实施例中，所述H₂O₂输入组件包括H₂O₂加药管路，所述H₂O₂加药管路连通罐体中部的加药装置，所述加药装置位于填料层上部。

在一些实施例中，所述罐体于所述填料层的上方设有反冲洗出水口，所述罐体中于所述填料层的下方设有穿孔布水装置，所述穿孔布水装置连通反洗进水管路。

在一些实施例中，所述穿孔布水装置包括支撑布水管和呈矩形的穿孔布水管，所述支撑布水管连接于所述穿孔布水管的中部，并与反洗进水管路连接。

在一些实施例中，所述O₃输入组件包括臭氧管路，所述臭氧管路连通罐体内的臭氧曝气装置，所述臭氧曝气装置设置于穿孔布水装置下方。

在一些实施例中，所述填料层通过承托架和金属网固定。

在一些实施例中，所述填料层装填陶瓷颗粒催化剂，所述陶瓷颗粒催化剂的粒径为5-10mm。

在一些实施例中，所述罐体中部和顶部设有密封人孔。

在一些实施例中，所述罐体顶部的密封人孔上设有排气通孔，排气通孔上装有密封开关阀。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

1)与单一氧化过程相比，H₂O₂+O₃协同氧化产生更多的羟基自由基，可无选择性地与大多数有机污染物快速发生链式反应，有机物的最终降解产物为二氧化碳和水及其它矿物质，降解速度显著提高，反应条件温和；

2)在罐体内装填有催化剂填料，可形成一定的催化臭氧氧化作用，提高羟基自由基的产生效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一个实施例结构示意图；

图2是图1所示的一个实施例穿孔布水装置的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

其中，图1给出了本实用新型实施例的参考方向坐标系，以下结合图1所示的方向，对本实用新型的实施例进行说明。

H₂O₂-HO₂ ^-+H⁺

O₃+HO₂ ^--·OH+O₂ ^-+O₂

O₃+O₂ ^--O₃ ^-+O₂

O₃ ^-+H₂O-·OH+HO^-+O₂

为提高臭氧的利用率，降解臭氧单独无法氧化的有机污染物，本实用新型的实施例探究了过氧化氢和臭氧协同氧化的技术，如上述化学公式，H₂O₂能够加快O₃分解产生氧化能力很强的·OH自由基，提高了工业废水的可生化性，而且在实际取得了良好的处理效果。

具体的，参见图1，本实用新型的实施例提供了一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，包括罐体，罐体的内部空腔中设有承接催化剂的填料层113，罐体于填料层113的上方设有进水管17和H₂O₂输入组件，H₂O₂输入组件位于罐体填料上部，充分与进水混合，罐体于填料层113的下方设有排水管11和O₃输入组件。

罐体可根据需要设计为不同罐形，例如在图1、图2所示的一些实施例中，罐体为竖直圆筒设置，立式独立安装，具有较强的可移动性、便捷性。

废水通过进水管17进入罐体，H₂O₂通过H₂O₂输入组件进入罐体，其间可根据需要，通过双氧水计量泵调节H₂O₂的投加量，H₂O₂的浓度直接影响羟基自由基的产生效率；接着混合液经过填料层113，催化剂的使用可减少O₃和H₂O₂的用量，提高体系的氧化性能；同时在O₃输入组件中，通过微孔扩散作用形成大量微气泡，增加了臭氧在水中的溶解效率；曝气产生的湍流，都保证废水在“从上到下”的流动中污染物和臭氧、羟基自由基得到充分的接触反应，达到预期的处理效果，经处理后的水经排水管11排出。

在一些实施例中，参见图1，罐体连接气提回流管路15，气提回流管路15设置在罐体外壁，气提回流管路15在填料层113的下方形成回流进水口，气提回流管路15在填料层113的上方形成回流出水口，气提回流管路15下部连接空气管115，空气管115连通鼓风装置。废水通过罐体上部进水管17进入罐体，在罐体内填料层113上方区域与底部回流液及H₂O₂充分混合，根据实际需求，调节空气管115的流量控制废液回流流量，回流比根据实际需求调节为1。通过气提回流管路15，有助于罐体内液体的上下对流，保证废水中的污染物和臭氧、羟基自由基得到充分的接触反应，提高出水的处理效果。

参见图1，H₂O₂输入组件包括H₂O₂加药管路16，H₂O₂加药管路16连通罐体中部的加药装置114，加药装置114位于填料层113上部，以充分与进水混合。

在一些实施例中，参见图1，罐体于填料层113的上方设有反冲洗出水口18，罐体中于填料层113的下方设有穿孔布水装置112，穿孔布水装置112连通反洗进水管路13。为保证反洗效果，需要较大的反冲洗水压。首先确保关闭进水管17和排水管11、H₂O₂输入组件和O₃输入组件，在反冲洗进水口接入高压回用中水，废水从反冲洗出水口18排除。通过反洗进水管路13和穿孔布水装置112能够对填料层113进行反冲洗，提高填料透过率减少堵塞，保持催化剂处于较好的催化效率。

其中，结合图1，进水管17、反冲洗出水口18、气提回流管路15上部出水口均处于罐体上部；进水管17与反冲洗出水口18平行，略高于气提回流管路15上部出口。

穿孔布水装置112和采用喷头、喷管等结构，例如在图2所示的一些实施例中，穿孔布水装置包括支撑布水管和呈矩形的穿孔布水管，穿孔布水管由四根等长的布水管互连通组成正方形，与罐底平行，支撑布水管连接于穿孔布水管的中部，并与反洗进水管路13连接，正方形穿孔布水管平均分布支撑布水管两侧。

进一步的，参见图1、图2，O₃输入组件包括臭氧管路12，臭氧管路12连通罐体内的臭氧曝气装置111，臭氧曝气装置111设置于穿孔布水装置112下方。臭氧曝气装置111位置设置于方形穿孔布水管对角空挡处下方。

在一些实施例中，填料层113装填陶瓷颗粒催化剂，陶瓷颗粒催化剂的粒径为5-10mm。在罐体内装填有新型陶瓷颗粒催化剂填料，可形成一定的催化臭氧氧化作用，提高羟基自由基的产生效率。

进一步的，填料层113通过承托架和金属网固定。催化剂填料通过承托架和金属网固定，底部承托架位于穿孔布水装置112上方30cm处，填料层113占罐子总高度的一半。需要注意的是由于催化剂粒径较小，选用结实的4目不锈钢平纹网，做好密封措施。

根据需要，罐体中部和顶部设有密封人孔14、19，用于装填填料及罐体内部安装维护。

在一些实施例中，罐体顶部的密封人孔14、19上设有排气通孔，排气通孔上装有密封开关阀20。

在一些实施例中进水COD为120mg/L的难降解工业废水，预出水COD降到50mg/L。在另一个实例中，进水COD为220mg/L、可生化性为0.1的工业园区废水，出水COD降到60mg/L以下。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，包括罐体，所述罐体的内部空腔中设有承接催化剂的填料层，所述罐体于所述填料层的上方设有进水管和H₂O₂输入组件，所述罐体于所述填料层的下方设有排水管和O₃输入组件。

2.根据权利要求1所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述罐体连接气提回流管路，所述气提回流管路设置在罐体外壁，所述气提回流管路在所述填料层的下方形成回流进水口，所述气提回流管路在所述填料层的上方形成回流出水口，所述气提回流管路下部连接空气管，所述空气管连通鼓风装置。

3.根据权利要求1所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述H₂O₂输入组件包括H₂O₂加药管路，所述H₂O₂加药管路连通罐体中部的加药装置，所述加药装置位于填料层上部。

4.根据权利要求1所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述罐体于所述填料层的上方设有反冲洗出水口，所述罐体中于所述填料层的下方设有穿孔布水装置，所述穿孔布水装置连通反洗进水管路。

5.根据权利要求4所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述穿孔布水装置包括支撑布水管和呈矩形的穿孔布水管，所述支撑布水管连接于所述穿孔布水管的中部，并与反洗进水管路连接。

6.根据权利要求4所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述O₃输入组件包括臭氧管路，所述臭氧管路连通罐体内的臭氧曝气装置，所述臭氧曝气装置设置于穿孔布水装置下方。

7.根据权利要求1所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述填料层通过承托架和金属网固定。

8.根据权利要求1所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述填料层装填陶瓷颗粒催化剂，所述陶瓷颗粒催化剂的粒径为5-10mm。

9.根据权利要求1所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述罐体中部和顶部设有密封人孔。

10.根据权利要求1所述的废水深度处理过氧化氢和臭氧协同氧化反应器，其特征在于，所述罐体顶部的密封人孔上设有排气通孔，排气通孔上装有密封开关阀。

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