CN216614347U - 臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，包括砂滤池、臭氧催化氧化反应池以及曝气生物滤池；臭氧催化氧化反应池内从上至下依次设有上进水布水装置、臭氧催化剂填充层和下进水布水装置；砂滤池的出水口通过第一管路和第二管路分别与上进水布水装置和下进水布水装置连接，第一管路和第二管路上分别设有气水逆流式进水阀门和升流式进水阀门；臭氧催化氧化反应池顶部的出水口和底部的出水口分别通过第三管路和第四管路与曝气生物滤池的进水口连接，第三管路和第四管路上分别设有升流式出水阀门和气水逆流式出水阀门。本实用新型可以提高臭氧利用率，延长装置使用寿命，且操作简单、运行稳定。

Description

臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统。

背景技术

工业难降解有机废水一般具有有机污染物成分复杂，含有类似硫化物、氮化物、有毒物质等成分，可生化性差的特点，同时，难降解有机物废水本身色度大，伴有异味，对周边的环境有比较大的影响。采用传统的“预处理+生化处理”工艺难以达到相关的直排标准。随着国家环保政策的日益严格，对水污染物排放标准呈现进一步收紧的趋势，难降解有机废水的深度处理是当前污水提标改造的重点与难点。

臭氧氧化技术可以在常温常压下进行，不需要任何热、光或高压辅助系统，作为一种无二次污染的高级氧化技术，近年来在难降解有机废水的深度处理领域，有着广泛的应用。相较于传统的臭氧氧化技术，臭氧催化氧化技术引入臭氧催化剂，在催化剂的吸附与催化作用下，可以提高臭氧的利用率，能有效提升难降解有机废水中污染物的去除效率，改善废水的可生化性。

曝气生物滤池（BAF）作为一种广泛使用的污水深度处理技术。其原理为：以滤料填料为主要载体介质，在充分曝气的情况下利用填料及附着在填料上的生物膜进行物理截留和载体吸附、生物降解以及食物链的分级捕食过程实现对废水的处理，从而实现对有机物、氨氮和硝态氮的去除。与传统活性污泥法相比具有自动化程度高、占地面积小、产泥量低、出水水质好等优点。

将臭氧催化氧化反应池与曝气生物滤池耦合使用，难降解有机废水通过臭氧催化氧化池后，可降解水中COD（化学需氧量）浓度，降低水中有毒物质的含量，提升废水的可生化性；同时，废水通过臭氧催化氧化段时，臭氧混合气体中含有大量的氧气，将臭氧催化和曝气生物滤池联用可节省投资和运行费用。

现有报道的臭氧与曝气生物滤池处理系统分为一体式处理装置和分段式处理装置两大类。一体式处理装置通常是将臭氧和曝气生物滤池整合到一个反应器中，下层为臭氧反应池，上层为曝气生物滤池。该装置从原理上可减少设备的占地面积，但在实际运行过程时，臭氧反应池中臭氧的投入量难以控制，下层臭氧段出水中残留的溶解性臭氧对上层曝气生物滤池的微生物具有毒害作用，设备运行操作难度大；一体式处理装置对上游来水COD波动的抗冲击负荷能力较弱；臭氧反应池中臭氧需要有一定的停留时间，一体化装置在设计、建造上并不具有太高的成本优势。

传统的分段式处理装置，在长期的运行过程中，因为进水含有一定的SS（水中悬浮物），容易导致催化剂结块失效，影响催化剂使用寿命；对上游来水COD波动通常采用加大臭氧投加的方法，既需要运行维护人员有极短的响应时间，加大臭氧投加又会导致出水含有的溶解性臭氧对后续曝气生物滤池中的微生物产生毒害作用，缺乏应对水质波动的应急设施。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种可以提高臭氧利用率、延长装置使用寿命、操作简单、运行稳定的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，包括砂滤池、臭氧催化氧化反应池以及曝气生物滤池；所述臭氧催化氧化反应池内从上至下依次设有上进水布水装置、臭氧催化剂填充层和下进水布水装置；所述砂滤池的出水口通过第一管路和第二管路分别与所述上进水布水装置和所述下进水布水装置连接，所述第一管路和所述第二管路上分别设有气水逆流式进水阀门和升流式进水阀门；所述臭氧催化氧化反应池顶部的出水口和底部的出水口分别通过第三管路和第四管路与所述曝气生物滤池的进水口连接，所述第三管路和所述第四管路上分别设有升流式出水阀门和气水逆流式出水阀门。

进一步地，所述臭氧催化氧化反应池内还设有纳米曝气装置，所述纳米曝气装置与臭氧发生器连接，且所述纳米曝气装置位于所述下进水布水装置的下方。

进一步地，所述系统还包括臭氧发生器、射流曝气装置和射流曝气管；所述砂滤池的出水口和所述臭氧发生器同时与所述射流曝气装置连接，所述射流曝气装置与所述射流曝气管连接；所述臭氧催化剂填充层包括上段臭氧催化剂填充层和下段臭氧催化剂填充层，所述射流曝气管设置于所述臭氧催化氧化反应池内且位于所述上段臭氧催化剂填充层与所述下段臭氧催化剂填充层之间。

更进一步地，所述纳米曝气装置与所述射流曝气装置的臭氧流量比为4-8:1。

更进一步地，所述臭氧催化氧化反应池顶部的出水口位于所述上段臭氧催化剂填充层的上方，所述臭氧催化氧化反应池底部的出水口位于所述纳米曝气装置的下方。

进一步地，所述上段臭氧催化剂填充层与所述下段臭氧催化剂填充层的填充高度比为4:6。

进一步地，所述上进水布水装置或所述下进水布水装置与所述射流曝气装置的进水流量比为4-8:1。

进一步地，所述臭氧催化氧化反应池的侧壁上对应所述上段臭氧催化剂填充层的顶部和底部的位置处均设有催化剂进出检修孔，所述臭氧催化氧化反应池的侧壁上对应所述下段臭氧催化剂填充层的顶部和底部的位置处均设有催化剂进出检修孔。

进一步地，所述系统还包括进水COD在线监测系统和双氧水储药罐；所述砂滤池的出水口与第五管路的一端连接，所述第五管路的另一端同时与所述第一管路和所述第二管路连接；所述进水COD在线监测系统的进水管与所述双氧水储药罐的出药管沿废水流向依次与所述第五管路连接，且所述双氧水储药罐的出药管上设有调节阀，所述调节阀与所述进水COD在线监测系统连接。

进一步地，所述曝气生物滤池内设有填料区，所述填料区下方的进水口与所述第三管路和所述第四管路连接，所述填料区上方的出水口与出水管连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型通过前置砂滤池，降低来水SS，既可降低臭氧催化氧化反应池的臭氧投加量，又可延缓催化剂结块，延长催化剂使用寿命；

（2）本实用新型通过改进进水方式，污水可以轮流从臭氧催化氧化反应池顶部和底部进水，加强水流对催化剂的扰动作用，减缓催化剂结块，延长催化剂使用寿命；

（3）本实用新型采用射流曝气装置和纳米曝气装置结合，提升臭氧在废水中的溶解度；

（4）本实用新型可以采用分段式填充不同型号的臭氧催化剂，一方面通过不同催化剂的吸附和催化作用，对污水中不同分子量的污染物进行分步去除，另一方面提高臭氧的利用效率，在达到相同的处理效果前提下，有效降低运行成本；

（5）本实用新型通过设置进水COD自动检测系统和双氧水储药罐，掌握进水COD波动情况，双氧水储药罐作为应急设施，可根据进水COD自动检测系统数据自动调节双氧水投入量，避免因进水COD波动导致出水水质不达标，提升系统装置的智能化水平，使装置具有一定的抗冲击负荷能力；

（6）本实用新型采用臭氧曝气为污水提供溶解氧，可支持后续曝气生物滤池中好氧微生物的生命活动，无需设置鼓风机曝气，节约运行成本。

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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统的示意图；

图中：1、砂滤池；2、臭氧发生器；3、射流曝气装置；4、双氧水储药罐；5、进水COD在线监测系统；6、臭氧催化氧化反应池；7、催化剂进出检修孔；8、上段臭氧催化剂填充层；9、下进水布水装置；10、纳米曝气装置；11、曝气生物滤池；12、射流曝气管；13、出水管；14、升流式出水阀门；15、气水逆流式出水阀门；16、升流式进水阀门；17、气水逆流式进水阀门；18、上进水布水装置；19、下段臭氧催化剂填充层。

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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，包括砂滤池1、臭氧催化氧化反应池6以及曝气生物滤池11；所述臭氧催化氧化反应池6内从上至下依次设有上进水布水装置18、臭氧催化剂填充层和下进水布水装置9；所述砂滤池1的出水口通过第一管路和第二管路分别与所述上进水布水装置18和所述下进水布水装置9连接，所述第一管路和所述第二管路上分别设有气水逆流式进水阀门17和升流式进水阀门16；所述臭氧催化氧化反应池6顶部的出水口和底部的出水口分别通过第三管路和第四管路与所述曝气生物滤池11的进水口连接，所述第三管路和所述第四管路上分别设有升流式出水阀门14和气水逆流式出水阀门15。本实施例在臭氧催化氧化反应池6前设置砂滤池1，降低水中悬浮物浓度，既可以减少臭氧催化氧化反应池6的臭氧投加量，又可延缓催化剂结块，延长催化剂使用寿命；同时通过改变不同进水阀门及出水阀门的开关，可以实现升流式和逆流式两种不同的进水处理方式，加强水流对催化剂的扰动作用，减缓催化剂结块，延长催化剂使用寿命。

进一步地，所述臭氧催化氧化反应池6内还设有纳米曝气装置10，所述纳米曝气装置10与臭氧发生器2连接，且所述纳米曝气装置10位于所述下进水布水装置9的下方。本实施例通过纳米曝气装置10向臭氧催化氧化反应池6内注入臭氧，且纳米曝气装置10位于下进水布水装置9的下方，以在升流式和逆流式进水时通过纳米曝气装置10进入的臭氧与下进水布水装置9或上进水布水装置18向下喷射的进水产生对流，促进臭氧的溶解。

进一步地，所述系统还包括臭氧发生器2、射流曝气装置3和射流曝气管12；所述砂滤池1的出水口和所述臭氧发生器2同时与所述射流曝气装置3连接，所述射流曝气装置3与所述射流曝气管12连接；所述臭氧催化剂填充层包括上段臭氧催化剂填充层8和下段臭氧催化剂填充层19，所述射流曝气管12设置于所述臭氧催化氧化反应池6内且位于所述上段臭氧催化剂填充层8与所述下段臭氧催化剂填充层19之间。本实施例中采用上下两段式臭氧催化剂填充层，并将射流曝气管12布置在上下两段臭氧催化剂填充层之间，进一步提高了臭氧在水中的溶解度和臭氧的利用率。其中，上段臭氧催化剂填充层8和下段臭氧催化剂填充层19可以分别采用铝基臭氧催化剂填料和硅铝基臭氧催化剂填料，采用分段式填充不同型号的臭氧催化剂，一大面通过不同催化剂的吸附和催化作用，对污水中不同分子量的污染物进行分步去除，另一方面提高臭氧的利用效率，在达到相同的处理效果前提下，有效降低运行成本。

更进一步地，所述纳米曝气装置10与所述射流曝气装置3的臭氧流量比为4-8:1。

更进一步地，所述臭氧催化氧化反应池6顶部的出水口位于所述上段臭氧催化剂填充层8的上方，所述臭氧催化氧化反应池6底部的出水口位于所述纳米曝气装置10的下方。本实施例中采用升流式进水时，纳米曝气装置10设置在下进水布水装置9的下方，臭氧催化氧化反应池6顶部的出水口位于上段臭氧催化剂填充层8的上方；采用气水逆流进水时，臭氧催化氧化反应池6底部的出水在纳米曝气装置10下方，在臭氧催化氧化反应池6的最底部。

进一步地，所述上段臭氧催化剂填充层8与所述下段臭氧催化剂填充层19的填充高度比为4:6。

进一步地，所述上进水布水装置18或所述下进水布水装置9与所述射流曝气装置3的进水流量比为4-8:1。

进一步地，所述臭氧催化氧化反应池6的侧壁上对应所述上段臭氧催化剂填充层8的顶部和底部的位置处均设有催化剂进出检修孔7，所述臭氧催化氧化反应池6的侧壁上对应所述下段臭氧催化剂填充层19的顶部和底部的位置处均设有催化剂进出检修孔7。本实施例通过催化剂进出检修孔7可以对上段臭氧催化剂填充层8和下段臭氧催化剂填充层19进行检修，提高检修效率。

进一步地，所述系统还包括进水COD在线监测系统5和双氧水储药罐4；所述砂滤池1的出水口与第五管路的一端连接，所述第五管路的另一端同时与所述第一管路和所述第二管路连接；所述进水COD在线监测系统5的进水管与所述双氧水储药罐4的出药管沿废水流向依次与所述第五管路连接，且所述双氧水储药罐4的出药管上设有调节阀，所述调节阀与所述进水COD在线监测系统5连接。本实施例通过设置进水COD在线监测系统5与双氧水储药罐4联用，进水COD在线监测系统5根据检测的水质状态自动控制双氧水的添加量，在进水水质波动过大情况下，可作为应急措施，保证出水水质稳定。

进一步地，所述曝气生物滤池11内设有填料区，所述填料区下方的进水口与所述第三管路和所述第四管路连接，所述填料区上方的出水口与出水管13连接。

本实施例的臭氧催化氧化反应池6采用升流式处理的步骤如下：

步骤一：废水先通过砂滤池1去除水中SS浓度，打开升流式进水阀门16，关闭气水逆流式进水阀门17，废水通过第二管路从臭氧催化氧化反应池6底部进入臭氧催化氧化反应池6，通过下进水布水装置9向下喷射进水；

步骤二：打开臭氧发生器2，臭氧通过纳米曝气装置10进入臭氧催化氧化反应池6中，与步骤一中向下喷射的进水产生对流，促进臭氧的溶解，通过气体管道上的流量计控制纳米曝气装置10和射流曝气装置3中的曝气流量，控制通过纳米曝气装置10和射流曝气装置3的臭氧流量比为4:1；

步骤三：打开射流曝气装置3，通过管道上的流量计控制射流曝气装置3和底部第二管路的进水流量，使通过下进水布水装置9的进水流量与射流曝气装置3的进水流量比为4:1；

步骤四：关闭气水逆流式出水阀门15，打开升流式出水阀门14，经过臭氧处理后的含氧废水通过第三管路从底部进入曝气生物滤池11进行生化反应，最终经过出水管13排放。

本实施例的臭氧催化氧化反应池6采用气水逆流式处理的步骤如下：

步骤一：废水先通过砂滤池1去除水中SS浓度，打开气水逆流式进水阀门17，关闭升流式进水阀门16，废水通过第一管路从臭氧催化氧化反应池6顶部进入臭氧催化氧化反应池6，通过上进水布水装置18向下喷射进水；

步骤二：打开臭氧发生器2，臭氧通过纳米曝气装置10进入臭氧催化氧化反应池6；

步骤三：采用气水逆流式运行时，关闭射流曝气装置3，所有臭氧通过底部纳米曝气装置10进入臭氧催化氧化反应池6；

步骤四：关闭升流式出水阀门14，打开气水逆流式出水阀门15，经过臭氧处理后的含氧废水通过第四管路从底部进入曝气生物滤池11进行生化反应，最终经过出水管13排放。

本实施例的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，通过优化布水、布气、催化剂填充方式，耦合砂滤池1、臭氧催化氧化反应池6和曝气生物滤池11，实现了对难降解有机污染物高效、稳定的去除，具有设计建造简单、运行维护难度低、处理效果稳定、使用寿命长等特点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：包括砂滤池、臭氧催化氧化反应池以及曝气生物滤池；所述臭氧催化氧化反应池内从上至下依次设有上进水布水装置、臭氧催化剂填充层和下进水布水装置；所述砂滤池的出水口通过第一管路和第二管路分别与所述上进水布水装置和所述下进水布水装置连接，所述第一管路和所述第二管路上分别设有气水逆流式进水阀门和升流式进水阀门；所述臭氧催化氧化反应池顶部的出水口和底部的出水口分别通过第三管路和第四管路与所述曝气生物滤池的进水口连接，所述第三管路和所述第四管路上分别设有升流式出水阀门和气水逆流式出水阀门。

2.如权利要求1所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述臭氧催化氧化反应池内还设有纳米曝气装置，所述纳米曝气装置与臭氧发生器连接，且所述纳米曝气装置位于所述下进水布水装置的下方。

3.如权利要求2所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述系统还包括臭氧发生器、射流曝气装置和射流曝气管；所述砂滤池的出水口和所述臭氧发生器同时与所述射流曝气装置连接，所述射流曝气装置与所述射流曝气管连接；所述臭氧催化剂填充层包括上段臭氧催化剂填充层和下段臭氧催化剂填充层，所述射流曝气管设置于所述臭氧催化氧化反应池内且位于所述上段臭氧催化剂填充层与所述下段臭氧催化剂填充层之间。

4.如权利要求3所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述纳米曝气装置与所述射流曝气装置的臭氧流量比为4-8:1。

5.如权利要求3所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述臭氧催化氧化反应池顶部的出水口位于所述上段臭氧催化剂填充层的上方，所述臭氧催化氧化反应池底部的出水口位于所述纳米曝气装置的下方。

6.如权利要求3所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述上段臭氧催化剂填充层与所述下段臭氧催化剂填充层的填充高度比为4:6。

7.如权利要求3所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述上进水布水装置或所述下进水布水装置与所述射流曝气装置的进水流量比为4-8:1。

8.如权利要求3所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述臭氧催化氧化反应池的侧壁上对应所述上段臭氧催化剂填充层的顶部和底部的位置处均设有催化剂进出检修孔，所述臭氧催化氧化反应池的侧壁上对应所述下段臭氧催化剂填充层的顶部和底部的位置处均设有催化剂进出检修孔。

9.如权利要求1所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述系统还包括进水COD在线监测系统和双氧水储药罐；所述砂滤池的出水口与第五管路的一端连接，所述第五管路的另一端同时与所述第一管路和所述第二管路连接；所述进水COD在线监测系统的进水管与所述双氧水储药罐的出药管沿废水流向依次与所述第五管路连接，且所述双氧水储药罐的出药管上设有调节阀，所述调节阀与所述进水COD在线监测系统连接。

10.如权利要求1所述的臭氧催化耦合生物滤池深度处理难降解有机废水的系统，其特征在于：所述曝气生物滤池内设有填料区，所述填料区下方的进水口与所述第三管路和所述第四管路连接，所述填料区上方的出水口与出水管连接。

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