CN218320969U - 一种协同型臭氧催化氧化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种协同型臭氧催化氧化系统，包括臭氧催化氧化反应器，其中：所述臭氧催化氧化反应器底部输入端与臭氧发生模块输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器底部输出端与液相曝气过滤模块输入端联通；所述臭氧催化氧化反应器顶部输入端与污水进水模块输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器顶部输出端与臭氧分解模块输入端联通；在本实用新型中，通过在臭氧催化氧化反应器内部由上至下阵列设置曝气环管，可以有效提高臭氧与污水及催化剂的接触效果，使得臭氧与污水及催化剂均匀接触，可以提升装置的氧化效率和氧化效果，可以大幅度减少臭氧投加量，并且通过臭氧分解模块的设置，可以对多余的臭氧进行安全消解。

Description

一种协同型臭氧催化氧化系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种协同型臭氧催化氧化系统。

背景技术

随着我国社会经济的飞速发展，城市及工业水污染问题日益严重。为此，国家环境保护规划纲要中明确指出要加大环境治理力度,推进多污染物综合防治和环境治理,实行联防联控和流域共治，深入实施水污染防治行动计划。

有机废水主要来源于印染、造纸、制药、焦化、有机制品生产、食品加工等行业生产过程，有机废水中通常含有与其有机化学产品相关的特征污染物，如苯系物、酯类、杂环化合物、有机酸、卤代烃、芳香族化合物以及部分硫化物、重金属等，水质复杂，而且有毒有机物非常多，是典型的难降解的有机物。

臭氧是优良的氧化剂，可以分解难生物降解的有机物和三致物质，提高污水的可生化性，且臭氧在水中易分解，不会因残留造成二次污染，因此关于臭氧在污水处理中的应用研究越来越多。

臭氧催化氧化技术是基于臭氧高级氧化技术，将臭氧的强氧化性和催化剂的催化特性结合起来，利用臭氧分子在催化剂表面产生的高反应活性自由基中间体，尤其是羟基自由基氧化去除污水中难生物降解有机物的过程，能较有效地解决有机物降解不完全的问题。在污水处理在，降低COD，去除氨氮，脱色脱硝，反渗透浓水，提标改造，垃圾渗透液，焦化废水，废气除臭等方面效果显著。

在利用臭氧催化氧化技术处理污水时，需要加入臭氧和催化剂对污水进行降解，但在，用臭氧处理污水时常存在以下问题：

1、需要较大的臭氧投加量和较长的基础时间才能达到氧化效果，而加大臭氧量必然会提高污水处理成本，延长臭氧处理时间导致的后果必然是污水处理效率低，导致臭氧利用率低下；

2、通过加大臭氧投加量进行污水处理，这样需要额外臭氧，且臭氧进入臭氧催化氧化反应器内部会积蓄在内腔顶部，这样过量臭氧无法得到安全消解；

3、利用臭氧处理污水，必须要求臭氧与污水有良好的接触效果，而目前的设备很难保证臭氧与污水的高效接触，导致处理效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种协同型臭氧催化氧化系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种协同型臭氧催化氧化系统，包括臭氧催化氧化反应器，其中：

所述臭氧催化氧化反应器底部输入端与臭氧发生模块输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器底部输出端与液相曝气过滤模块输入端联通；

所述臭氧催化氧化反应器顶部输入端与污水进水模块输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器顶部输出端与臭氧分解模块输入端联通；

所述液相曝气过滤模块输出端与污水进水模块联通；

所述臭氧催化氧化反应器内部由上至下阵列设有若干曝气环管，若干所述曝气环管通过连接管与臭氧发生模块输出端联通，且相邻所述曝气环管之间阵列设有若干催化剂。

优选的，所述臭氧发生模块包括气瓶，且所述气瓶输出端与臭氧发生器联通；所述臭氧发生器产生的臭氧经过臭氧流量监测仪检测后通过臭氧发生阀门进入臭氧催化氧化反应器。

优选的，所述液相曝气过滤模块包括与臭氧催化氧化反应器底部输出端联通的液相曝气生物滤池，且所述臭氧催化氧化反应器内部反应后的污水通过液相曝气泵及液相曝气阀门进入液相曝气生物滤池；经所述液相曝气生物滤池反应后的污水经液相曝气COD检测仪检测污水出水COD含量后通过液相曝气出水阀门或液相曝气循环阀门排出。

优选的，所述液相曝气循环阀门通过管道与污水进水模块输入端联通。

优选的，所述的液相曝气生物滤池内设有对污水进行过滤的管式生物滤膜。

优选的，所述污水进水模块包括废水池，且所述废水池内污水经过污水进水COD检测仪检测污水进水COD含量后通过污水进水泵及污水进水阀门进入臭氧催化氧化反应器。

优选的，所述废水池输入端通过管道与液相曝气过滤模块输出端联通。

优选的，所述臭氧分解模块包括与臭氧催化氧化反应器顶部输出端联通的臭氧检测仪，且所述臭氧检测仪与消解池联通。

优选的，所述曝气环管包括呈环状结构设计的外环管及与外环管同轴并呈环状结构设计的内环管，且所述外环管与内环管之间通过联通管相互联通。

优选的，所述外环管、内环管及联通管上设有若干曝气微孔。

本实用新型的技术效果和优点，该协同型臭氧催化氧化系统：

1、通过在臭氧催化氧化反应器内部由上至下阵列设置曝气环管，可以有效提高臭氧与污水及催化剂的接触效果，使得臭氧与污水及催化剂均匀接触，可以提升装置的氧化效率和氧化效果，可以大幅度减少臭氧投加量；

2、通过臭氧分解模块的设置，可以对臭氧催化氧化反应器内腔顶部积蓄的臭氧进行抽取并消解，能够对多余的臭氧进行安全消解；

3、通过在相邻的曝气环管之间阵列设有催化剂，通过采用规整的催化剂装填方式，可以保证臭氧与催化剂的充分接触，催化剂具有高氧化还原电位，臭氧被催化分解产生活性氧物种并与污水间接反应，通过催化剂与臭氧的相互协同，能够对污水中难降解有机物可以有效分解，使其氧化成无毒的小分子物质，可以大幅度减少臭氧投加量。

附图说明

图1为本实用新型的PID流程图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的具体结构示意图

图4为本实用新型臭氧催化氧化反应器的具体结构示意图；

图5为本实用新型臭氧催化氧化反应器的剖视图。

图中：

1、臭氧催化氧化反应器；2、臭氧发生模块；3、液相曝气过滤模块；4、污水进水模块；5、臭氧分解模块；6、曝气环管；7、连接管；8、催化剂；

21、气瓶；22、臭氧发生器；23、臭氧流量监测仪；24、臭氧发生阀门；

31、液相曝气生物滤池；32、液相曝气泵；33、液相曝气阀门；34、液相曝气COD检测仪；35、液相曝气出水阀门；36、液相曝气循环阀门；

41、废水池；42、污水进水COD检测仪；43、污水进水泵；44、污水进水阀；

51、臭氧检测仪；52、消解池；

61、外环管；62、内环管；63、联通管；64、曝气微孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图1-5，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。

本实用新型提供了如图1-图5中所示的一种协同型臭氧催化氧化系统，包括臭氧催化氧化反应器1，其中：

所述臭氧催化氧化反应器1底部输入端与臭氧发生模块2输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器1底部输出端与液相曝气过滤模块3输入端联通；所述臭氧催化氧化反应器1顶部输入端与污水进水模块4输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器1顶部输出端与臭氧分解模块5输入端联通；在本实用新型中，将传统的污水由下进水变为上进水，使进水口的压力减小，降低污水进水模块4中污水进水泵43的压力，延长污水进水泵43的使用寿命，污水在上进水过程中污水由上至下缓慢渗透，最终会通过臭氧催化氧化反应器1底部输出端排出，而臭氧会由下至上缓慢上升，最终会通过臭氧催化氧化反应器1顶部输出端排出，这样会增大污水在臭氧催化氧化反应器1内的反应停留时间，增加污水与臭氧的接触时间，可以提升装置的氧化效率和氧化效果，可以大幅度减少臭氧投加量。

所述液相曝气过滤模块3输出端与污水进水模块4联通，这样能够对未达到国家排放标准的污水进行再循环处理。

所述臭氧催化氧化反应器1内部由上至下阵列设有若干曝气环管6，若干所述曝气环管6通过连接管7与臭氧发生模块2输出端联通，通过曝气环管6的设置，可以对臭氧催化氧化反应器1内补充臭氧，可以使臭氧以气泡形式弥散逸出，臭氧以微小气泡的形式上浮，使臭氧覆盖臭氧催化氧化反应器1内部，期间对经过的水体进行处理，能够对污水中难降解有机物可以有效分解，达到使用臭氧对臭氧催化氧化反应器1内部全方位杀菌的效果。

相邻所述曝气环管6之间阵列设有若干催化剂8，可以在相邻曝气环管6之间设置滤网，将催化剂8放置在滤网上，这样在放置催化剂8的同时也不会影响催化剂8与臭氧接触，催化剂8采用规整装填的方式放置在滤网上，让催化剂8与污水及臭氧之间有充分接触的机会，可以有效提高臭氧的利用率，使污水处理效果大大增加，同时减少成本。

在本实用新型中，通过将催化剂8设置在相邻曝气环管6之间，这样使污水和臭氧都必须经过催化剂8，可以有效提高催化剂8与污水及臭氧的接触效果，使得催化剂8与污水及臭氧均匀接触反应，催化剂8具有高氧化还原电位，可以使臭氧充分分解成自由基(主要为·OH及·O2-)，臭氧被催化分解产生活性氧物种并与污水间接反应，(·OH)羟基自由基具有强氧化能力，能够对污水中难降解有机物可以有效分解，使其氧化成无毒的小分子物质，可以提高反应速度、实现对有机质的快速矿化，大幅度减少臭氧投加量，具有杀菌、防垢等其他的辅助功能，不需要经常对臭氧催化氧化反应器1内部进行清洗。

在本实用新型中，采用臭氧催化氧化可以提高可生化性，提高生化处理的处理效果，降低生化稀释水比例，作为生化后端的深度处理，可以彻底降解COD和色度，提高出水水质，使其达到国家要求排放新标准或回用水要求，并且采用臭氧催化氧化去除污水中难降解有机物效果非常好，不会有二次污染物产生。

具体的，所述臭氧发生模块2包括气瓶21，且所述气瓶21输出端与臭氧发生器22联通，在气瓶21内填充设置有气体，能够为臭氧发生器22提供气源。

在本实用新型中，气瓶21为氧气瓶21，其内部填充设置有氧气、空气及液氧中的一种气源。

所述臭氧发生器22产生的臭氧经过臭氧流量监测仪23检测后通过臭氧发生阀门24进入臭氧催化氧化反应器1，臭氧流量监测仪23可以对臭氧发生器22产生的臭氧进行检测，在臭氧流量达到设定值时才会打开臭氧发生阀门24，向臭氧催化氧化反应器1内部通入臭氧。

具体的，所述液相曝气过滤模块3包括与臭氧催化氧化反应器1底部输出端联通的液相曝气生物滤池31，且所述臭氧催化氧化反应器1内部反应后的污水通过液相曝气泵32及液相曝气阀门33进入液相曝气生物滤池31。

经所述液相曝气生物滤池31反应后的污水经液相曝气COD检测仪34检测污水出水COD含量后通过液相曝气出水阀门35或液相曝气循环阀门36排出。

在本实用新型中，经液相曝气生物滤池31反应后的污水会经过液相曝气COD检测仪34测定污水的COD含量，若污水的COD含量达到国家排放标准，则会进行排放，通过打开液相曝气出水阀门35将达标污水通入下游进行后续处理或操作；若污水的COD含量未达到国家排放标准，则会通过打开液相曝气循环阀门36将未达标污水进行再循环处理。

具体的，所述液相曝气循环阀门36通过管道与污水进水模块4输入端联通，这样经液相曝气生物滤池31反应后未达到国家排放标准的污水，可以重新进入到污水进水模块4的废水池41中，重新进行臭氧催化氧化处理。

具体的，所述的液相曝气生物滤池31内设有对污水进行过滤的管式生物滤膜，通过在液相曝气生物滤池31内设置管式生物滤膜，这样有机物可以富集在生物滤膜表面，形成浓差极化边界层，浓差极化界面富集效应可以增加反应物之间的接触机会，可以进一步提高臭氧利用率，减少原本由于有机物附着造成的堵塞和传质边界层，可以使污水中的有机物与生物滤膜进行反应，同时起到物理过滤的作用。

具体的，所述污水进水模块4包括废水池41，且所述废水池41内污水经过污水进水COD检测仪42检测污水进水COD含量后通过污水进水泵43及污水进水阀44门进入臭氧催化氧化反应器1。

在本实用新型中，废水池41内污水会经过污水进水COD检测仪42检测污水的COD含量，若污水的COD含量超出国家排放标准，则会通过污水进水泵43及污水进水阀44门将污水导入臭氧催化氧化反应器1中进行进一步处理。

具体的，所述废水池41输入端通过管道与液相曝气过滤模块3输出端联通，在本实用新型中，废水池41输入端是通过管道与液相曝气过滤模块3的液相曝气循环阀门36联通，由于经液相曝气生物滤池31反应后的污水会经过液相曝气COD检测仪34测定污水的COD含量，若污水的COD含量未达到国家排放标准，则会通过打开液相曝气循环阀门36将未达标污水导入废水池41中进行再循环处理。

具体的，所述臭氧分解模块5包括与臭氧催化氧化反应器1顶部输出端联通的臭氧检测仪51，且所述臭氧检测仪51与消解池52联通，由于臭氧会进入臭氧催化氧化反应器1内腔，这样臭氧会积蓄在臭氧催化氧化反应器1内腔的顶部，通过将臭氧分解模块5与臭氧催化氧化反应器1顶部输出端联通，这样可以对臭氧催化氧化反应器1内腔顶部积蓄的臭氧进行抽取并消解，臭氧检测仪51可以先对臭氧含量进行检测，若臭氧含量达到国家排放标准，则会直接进行排放；若臭氧含量未达到国家排放标准，则会通过消解池52对未达排放标准的臭氧进行消解处理，这样能够对多余的臭氧进行安全消解，保证装置运行的安全性。

具体的，所述曝气环管6包括呈环状结构设计的外环管61及与外环管61同轴并呈环状结构设计的内环管62，且所述外环管61与内环管62之间通过联通管63相互联通，由上至下阵列设置的曝气环管6可以使臭氧以气泡形式弥散逸出，但是这样也有可能出现臭氧分布不均匀的情况，会在臭氧催化氧化反应器1内腔造成反应盲点，通过同轴并呈环状结构设计的外环管61及内环管62，使以气泡形式弥散逸出的臭氧可以充分覆盖臭氧催化氧化反应器1的内腔，可以保证臭氧与污水及催化剂8的接触效果，使得臭氧与污水及催化剂8均匀接触，达到对污水中有机物进行360度无死角分解的效果。

具体的，所述外环管61、内环管62及联通管63上设有若干曝气微孔64，曝气微孔64能够臭氧进行处理，经曝气微孔64处理后的臭氧，被充分分解，变成微小的臭氧气体，并以微小气泡的形式弥散逸出进入污水中，这样臭氧气泡的比表面积增大，与污水及催化剂8的接触面积成倍增长，使得臭氧能够与污水及催化剂8均匀接触，能够强化对污水的氧化效果。

在本实用新型中，可以根据需要在臭氧催化氧化反应器1上设置密封开合口，这样方便在长期使用时对臭氧催化氧化反应器1内腔的催化剂8进行更换。

工作原理，该协同型臭氧催化氧化系统在使用时具体流程为以下步骤：

步骤S1、根据污水进水COD检测仪42测定二级生化处理后废水池41污水中的COD含量，若废水池41中污水COD含量超出国家标准，则进入步骤S2。

步骤S2、打开污水进水泵43及污水进水阀44，将污水由顶部通入臭氧催化氧化反应器1，启动臭氧发生器22，当臭氧流量监测仪23监测臭氧流量达到设定值，打开臭氧发生阀门24，向臭氧由底部通入臭氧催化氧化反应器1，使臭氧与污水及催化剂8充分接触反应并在臭氧催化氧化反应器1中进行反应一定时间，然后通过液相曝气泵32及液相曝气阀门33将臭氧催化氧化反应器1内部反应后的污水导入液相曝气生物滤池31中进行过滤处理。

步骤S3、经液相曝气生物滤池31反应后的污水通过液相曝气COD检测仪34继续测定污水的COD含量，若污水的COD含量达到国家排放标准，则会进行排放，通过打开液相曝气出水阀门35将达标污水通入下游进行后续处理或操作；若污水的COD含量未达到国家排放标准，则会通过打开液相曝气循环阀门36将未达标污水导入废水池41中，重新进行臭氧催化氧化循环处理。

步骤S4、积蓄在臭氧催化氧化反应器1内腔顶部的臭氧会被抽取，臭氧检测仪51会先对臭氧含量进行检测，若臭氧含量达到国家排放标准，则会直接进行排放；若臭氧含量未达到国家排放标准，则会通过消解池52对未达排放标准的臭氧进行消解处理，这样能够对多余的臭氧进行安全消解，保证装置运行的安全。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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)

1.一种协同型臭氧催化氧化系统，包括臭氧催化氧化反应器(1)，其特征在于：

所述臭氧催化氧化反应器(1)底部输入端与臭氧发生模块(2)输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器(1)底部输出端与液相曝气过滤模块(3)输入端联通；

所述臭氧催化氧化反应器(1)顶部输入端与污水进水模块(4)输出端联通，且所述臭氧催化氧化反应器(1)顶部输出端与臭氧分解模块(5)输入端联通；

所述液相曝气过滤模块(3)输出端与污水进水模块(4)联通；

所述臭氧催化氧化反应器(1)内部由上至下阵列设有若干曝气环管(6)，若干所述曝气环管(6)通过连接管(7)与臭氧发生模块(2)输出端联通，且相邻所述曝气环管(6)之间阵列设有若干催化剂(8)。

2.根据权利要求1所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述臭氧发生模块(2)包括气瓶(21)，且所述气瓶(21)输出端与臭氧发生器(22)联通；

所述臭氧发生器(22)产生的臭氧经过臭氧流量监测仪(23)检测后通过臭氧发生阀门(24)进入臭氧催化氧化反应器(1)。

3.根据权利要求1所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述液相曝气过滤模块(3)包括与臭氧催化氧化反应器(1)底部输出端联通的液相曝气生物滤池(31)，且所述臭氧催化氧化反应器(1)内部反应后的污水通过液相曝气泵(32)及液相曝气阀门(33)进入液相曝气生物滤池(31)；

经所述液相曝气生物滤池(31)反应后的污水经液相曝气COD检测仪(34)检测污水出水COD含量后通过液相曝气出水阀门(35)或液相曝气循环阀门(36)排出。

4.根据权利要求3所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述液相曝气循环阀门(36)通过管道与污水进水模块(4)输入端联通。

5.根据权利要求3所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述的液相曝气生物滤池(31)内设有对污水进行过滤的管式生物滤膜。

6.根据权利要求1所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述污水进水模块(4)包括废水池(41)，且所述废水池(41)内污水经过污水进水COD检测仪(42)检测污水进水COD含量后通过污水进水泵(43)及污水进水阀(44)门进入臭氧催化氧化反应器(1)。

7.根据权利要求6所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述废水池(41)输入端通过管道与液相曝气过滤模块(3)输出端联通。

8.根据权利要求1所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述臭氧分解模块(5)包括与臭氧催化氧化反应器(1)顶部输出端联通的臭氧检测仪(51)，且所述臭氧检测仪(51)与消解池(52)联通。

9.根据权利要求1所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述曝气环管(6)包括呈环状结构设计的外环管(61)及与外环管(61)同轴并呈环状结构设计的内环管(62)，且所述外环管(61)与内环管(62)之间通过联通管(63)相互联通。

10.根据权利要求9所述的一种协同型臭氧催化氧化系统，其特征在于：所述外环管(61)、内环管(62)及联通管(63)上设有若干曝气微孔(64)。

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