CN218810782U - 一种难降解废水催化氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废水处理设备技术领域，特别涉及一种难降解废水催化氧化装置，包括反应装置，反应装置的内部从下往上依次设置有均质混匀区、反应区和澄清区；反应装置的外部设置有外循环系统，外循环系统包括外循环泵，外循环泵的进水口设置有气液混合器和配水系统；本实用新型中，通过设置有外循环系统，当出水罐废水中含有的有机物达不到臭氧催化氧化单元出水或生化单元进水要求时，可以通过外循环泵和布水管路将出水罐的废水泵入到均质混匀区内继续反应；并根据废水中有机物浓度增减循环次数，延长臭氧催化氧化反应的停留时间，达到废水中有机物的最大的去除效果，有利于提高填充层内催化氧化单元的利用率。

Description

一种难降解废水催化氧化装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理设备技术领域，特别涉及一种难降解废水催化氧化装置。

背景技术

在对危险废物进行综合处理时，会产生高盐、高有机物废水，该类废水可生化性低、重金属等有毒有害物质含量高；而常规臭氧催化氧化技术针对长链大分子有机物氧化效果差、臭氧的利用率不高，尤其在应用于高含盐废水中难降解有机物的去除时，受大量无机盐的影响，处理效果更差。

基于这种缺陷，现有技术中公开号为“CN206940525U”公开了一种处理高含盐废水中有机物的臭氧催化氧化反应装置，包括一级反应槽和二级反应槽，一级反应槽和二级反应槽内下方均安装有开孔承托板，开孔承托板上置有碎石层，碎石层上置有催化剂层；一级反应槽与二级反应槽内均设置有曝气系统，通过一级反应槽和二级反应槽内水的回流作用，提高了混合反应效果，进而提高了有机物的氧化处理效果。

但该反应装置通过设置两个反应槽，采用不断叠加催化氧化单元来达到废水处理的目的，对废水中的有机物进行多级处理，降低了催化氧化单元的利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种难降解废水催化氧化装置，主要解决了现有技术中所提出的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种难降解废水催化氧化装置，包括反应装置，所述反应装置的内部从下往上依次设置有均质混匀区、反应区和澄清区；

所述反应装置的外部设置有外循环系统，所述外循环系统包括外循环泵，所述外循环泵的进水口设置有气液混合器和配水系统；

所述气液混合器的进水口安装有第一电磁阀，并通过水管与所述澄清区的内壁相连通，所述气液混合器的进气口设置有臭氧系统，所述气液混合器的出水口安装有第二电磁阀，并通过水管与外循环泵的进水口相连，用于将废水与臭氧进行混合；

所述均质混匀区的底端设置有微孔曝气器，所述微孔曝气器的进液端通过水管与所述外循环泵的出水口相连，用于将混合后的废水与臭氧充分溶解；

所述反应区内设置有填充层，用于将溶解有臭氧的废水进行催化氧化反应；

所述澄清区的顶部设置有溢流槽，用于对催化氧化反应后的废水进行沉淀。

优选的，所述配水系统包括配水罐和过滤器，所述配水罐的出水口与所述过滤器的进水口通过水管和第三电磁阀相连，所述过滤器的出水口通过水管和第四电磁阀与所述外循环泵的进水口相连；

还包括出水罐，所述出水罐的进水口通过水管和第五电磁阀与所述溢流槽的溢流堰相连；

所述出水罐的出水口设置有水质浓度检测仪，所述出水罐的出水口通过水管设置有出水泵，所述出水泵的出水口通过三通管设置有排水管路和循环管路，所述循环管路与所述配水罐的内壁顶端相连通；

所述排水管路的进水口设置有第六电磁阀，所述循环管路的进水口设置有第七电磁阀。

优选的，所述臭氧系统包括臭氧发生器，所述臭氧发生器的出气口通过臭氧气体管路和第八电磁阀与所述气液混合器的进气口相连；

所述溢流槽的上方还设置有臭氧气室，所述臭氧气室的顶部通过臭氧回流管路与所述臭氧气体管路相连，所述臭氧回流管路的进气口设置有臭氧浓度检测仪，所述臭氧回流管路的出气口设置有第九电磁阀。

优选的，所述溢流槽上设置有气液分离器，所述气液分离器将所述臭氧气室和所述澄清区连通。

优选的，所述臭氧气室的顶部还设置有废气排放管路，所述废气排放管路的进气端设置有压力传感器，所述废气排放管路的出气端设置有第十电磁阀。

优选的，所述填充层由砾石层、活性炭层和催化剂层中的一种过多种组合而成。

优选的，还包括反洗系统，所述反洗系统包括空气压缩机；

每层所述填充层内均预埋有空气曝气管，所述空气曝气管的进气端通过气体管路安装在所述空气压缩机出气端上，所述空气曝气管的进气端设置有第十一电磁阀。

优选的，还包括控制单元，所述控制单元分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述第七电磁阀、所述第八电磁阀、所述第九电磁阀、所述第十电磁阀、所述第十一电磁阀、所述臭氧浓度检测仪、所述压力传感器和所述水质浓度检测仪电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，通过设置有外循环系统，当澄清区内废水中含有的有机物达不到出水要求时，可以通过外循环泵和布水管路将澄清区内的废水泵入到均质混匀区内继续反应；并根据废水中有机物浓度增减循环次数，延长臭氧催化氧化反应的停留时间，达到废水中有机物的最大的去除效果，有利于提高填充层内催化氧化单元的利用率。

2、本实用新型中，通过在外循环系统上增加气液混合器和臭氧系统，可以将臭氧和废水初步混合后进行管式反应，将部分臭氧溶解到废水中，然后与配水系统内的废水进行二次混合，并通过微孔曝气器增加废水中气泡的表面积，以达到臭氧与废水充分溶解的目的，然后在气液缓慢上升的过程中完成臭氧分子的初步氧化。

3、本实用新型中，废水夹带臭氧气体上升穿过填充层，使得臭氧、废水和填充层内的催化剂充分接触，产生氧化性极强的羟基自由基，将有机物分解成为CO₂和H₂O，或将难降解有机物大分子氧化破坏成小分子有机物，提高可生化性有利于后续生化反应，并通过溢流槽可实现对废水的沉淀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型的一种难降解废水催化氧化装置的结构示意图。

图中：反应装置1、均质混匀区11、微孔曝气器111、反应区12、砾石层121、活性炭层122、催化剂层123、澄清区13、溢流槽14、气液分离器15、臭氧气室16、臭氧系统2、臭氧发生器21、臭氧气体管路22、臭氧浓度检测仪23、废气排放管路24、压力传感器25、第八电磁阀26、臭氧回流管路27、第九电磁阀28、第十电磁阀29、外循环系统3、外循环泵31、气液混合器32、第一电磁阀33、第二电磁阀34、反洗系统4、空气压缩机41、空气曝气管42、第十一电磁阀43、配水系统5、配水罐51、过滤器52、出水泵53、出水罐54、第三电磁阀55、第四电磁阀56、第五电磁阀57、第六电磁阀58、第七电磁阀59、排水管路6、循环管路7、水质浓度检测仪8。

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种难降解废水催化氧化装置，包括反应装置1，反应装置1的内部从下往上依次设置有均质混匀区11、反应区12和澄清区13；

该装置为废水处理的前处理系统，相较于深度处理而言，废水中的有机物浓度更高，降解难度更大；因此为了提高氧化效率达到最好的有机物降解效果，在反应装置1的外部设置有外循环系统3，外循环系统3通过外循环泵31和布水管路将均质混匀区11和澄清区13连通，当澄清区13内废水中含有的有机物浓度达不到出水要求时，可以通过外循环泵31和布水管路将澄清区13内的废水泵入到均质混匀区11内继续反应；然后根据废水中有机物的浓度来增减循环次数，延长臭氧催化氧化反应的停留时间，达到废水中有机物的最大的去除效果，有利于提高反应区内催化氧化单元的利用率。

本实施例中，外循环泵31的进水口通过三通管安装有气液混合器32和配水系统5，气液混合器32的进水口安装有第一电磁阀33，并通过水管与澄清区13的内壁相连通；当需要将澄清区13内的废水排入到气液混合器32内进行循环反应时，将第一电磁阀33打开即可；同时气液混合器32的进气口设置有臭氧系统2，臭氧系统2通过臭氧发生器21将空气和氧气采用高压电离的方法，进行分解聚合产生臭氧，产生的臭氧流入到气液混合器32内，并通过射流器将臭氧与废水进行初步混合；

其中，气液混合器32的出水口安装有第二电磁阀34，并通过水管与外循环泵31的进水口上安装的三通管的一端固定连接；当第二电磁阀34打开时，可以将初步混合后的废水和臭氧在管路内进行管式反应，将部分臭氧溶解到废水中；然后通过外循环泵31将管式反应后的废水和配水系统5内的废水进行二次混合后，一并泵入到微孔曝气器111内，再通过微孔曝气器111在均质混匀区11的底部产生一定量的气泡，尽可能的增加气泡的表面积以达到臭氧与废水充分溶解的目的，然后在气液缓慢上升的过程中完成第一阶段臭氧分子的初步氧化；接着，废水夹带臭氧气体上升穿过填充层，使得臭氧、废水和填充层内的催化剂充分接触，产生氧化性极强的羟基自由基，将有机物分解成为CO₂和H₂O，或将难降解有机物大分子氧化破坏成小分子有机物，有利于后续生化处理；最后通过澄清区13的顶部设置有溢流槽14，对催化氧化反应后的废水进行沉淀。

具体的，配水系统5包括配水罐51和过滤器52，配水罐51的出水口安装有第三电磁阀55，并通过水管与过滤器52的进水口固定连接，过滤器52的出水口安装有第四电磁阀56，并通过水管与外循环泵31的进水口上安装的三通管一端固定连接；当第三电磁阀55和第四电磁阀56同时打开时，启动外循环泵31，在外循环泵31的吸力作用下，可以将配水罐51内的废水通过过滤器52过滤后，泵入到反应装置1内进行催化氧化反应；同时，通过设置第三电磁阀55和第四电磁阀56，当废水停留在反应装置1内进行催化氧化反应时，可以避免反应装置1内的废水回流到过滤器52和配水罐51内。

本实施例中，该配水系统5还包括出水罐54，为了保证澄清区13内的清水从溢流槽14的溢流堰溢出流入到出水罐54内，可以将出水罐54的进水口设置在溢流槽14的溢流堰下方，并将出水罐54的进水口通过水管与溢流槽14的溢流堰相连通，然后在水管的一端安装有第五电磁阀57，且第五电磁阀57处于常开状态；同时出水罐54的出水口安装有水质浓度检测仪8，当出水罐54内废水中含有的有机物浓度达不到处理标准时，将第五电磁阀57关闭并打开第一电磁阀33，使得澄清区13内的废水通过外循环系统3送入到均质混匀区11进行循环反应；

其中，出水罐54的出水口通过水管安装在出水泵53的进水口上，出水泵53的出水口通过三通管安装有排水管路6和循环管路7，且循环管路7与配水罐51的内壁顶端相连通；同时，在排水管路6的进水口安装有第六电磁阀58，在循环管路7的进水口安装有第七电磁阀59；在初始状态下，第六电磁阀58和第七电磁阀59处于常闭状态，而第六电磁阀58和第七电磁阀59在工作过程中，只能有一个阀门处于打开状态；并且，在出水罐54的出水口设置有水质浓度检测仪8，当水质浓度检测仪8检测到出水罐54内废水中含有的有机物浓度小于水质浓度检测仪8的设定值时，将第六电磁阀58打开，并通过出水泵53和排水管路6将废水送入下一级处理装置进行后续生物降解处理；当水质浓度检测仪8检测到出水罐54内废水中含有的有机物浓度大于或等于水质浓度检测仪8的设定值时，将第七电磁阀59打开，并通过出水泵53和循环管路7将废水送入配水罐51进行循环处理。

具体的，臭氧发生器21的出气口安装有第八电磁阀26，并通过臭氧气体管路22与气液混合器32的进气口相连；在初始状态下，第八电磁阀26处于常闭状态，可以防止气体逆流；当臭氧发生器21工作时，将第八电磁阀26打开，使得臭氧流入到气液混合器32内与废水进行混合；同时溢流槽14的上方还设置有小型臭氧气室16，由于气液反应的性质以及上流速度的变化，使得臭氧气体不能够充分利用而汇集于臭氧气室16，可以在臭氧气室16的顶部安装有臭氧回流管路27与臭氧气体管路22连通，然后在臭氧回流管路27的进气口安装有臭氧浓度检测仪23，用于检测臭氧浓度；接着，在臭氧回流管路27的出气口安装有第九电磁阀28，当臭氧浓度检测仪23检测到臭氧气室16内气体中的臭氧浓度大于或等于臭氧浓度检测仪23的设定值时，可以打开第九电磁阀28，将臭氧通过臭氧回流管路27排入臭氧气体管路22进行循环利用，并且，第九电磁阀28可选用单向电磁阀，将该电磁阀的流动方向设置为从臭氧气室16流向臭氧气体管路22，能够防止臭氧气体管路22内的臭氧气体逆流到臭氧气室16内。

其中，在臭氧气室16的顶部还安装有废气排放管路24，废气排放管路24的进气端安装有压力传感器25，废气排放管路24的出气端安装有第十电磁阀29；当臭氧浓度检测仪23检测到臭氧气室16内气体中的臭氧浓度小于臭氧浓度检测仪23的设定值时，关闭第九电磁阀28并打开第十电磁阀29，然后通过废气排放管路24将废气排出反应装置1；同时，当压力传感器25检测到反应装置1内的气压大于压力传感器25的设定值时，打开第十电磁阀29进行释压，避免反应装置1内部的气压过大，造成各连接管路炸裂；并且，为了防止气体中含有其他有害气体，可以在废气排放管路24的出气口一端安装废气处理装置，对废气进行净化处理后排放到大气中。

具体的，为了保证气体从废气排放管路24排出，在澄清区13的上方设置有气液分离区，气液分离区包括气液分离器15和臭氧气室16；其中，将气液分离器15安装在溢流槽14上，可以通过气液分离器15将臭氧气室16和澄清区13相连通，使得气体在上升过程中直接穿过气液分离器15进入到臭氧气室16内，并将处理后的澄清水阻挡在溢流槽14的下方，从而达到气液分离的目的。

本实施例中，填充层从下往上依次设置有砾石层121、活性炭层122和催化剂层123，能够对废水中的有机物杂质依次进行过滤、吸附和催化氧化处理。

具体的，该装置还包括反洗系统4，反洗系统4包括空气压缩机41；

其中，在每层填充层内均预埋有空气曝气管42，空气曝气管42的进气端通过气体管路安装在空气压缩机41出气端上，且空气曝气管42的进气端安装有第十一电磁阀43(该阀选用单向电磁阀，且电磁阀的流动方向设置为从空气压缩机41的一侧流向填充层的一侧，避免在使用过程中，填充层内的气液造成回流)。

具体的，该装置还包括控制单元，可以通过控制单元分别对第一电磁阀33、第二电磁阀34、第三电磁阀55、第四电磁阀56、第五电磁阀57、第六电磁阀58、第七电磁阀59、第八电磁阀26、第九电磁阀28、第十电磁阀29、第十一电磁阀43、臭氧浓度检测仪23、压力传感器25和水质浓度检测仪8实现自动化控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种难降解废水催化氧化装置，包括反应装置(1)，其特征在于：所述反应装置(1)的内部从下往上依次设置有均质混匀区(11)、反应区(12)和澄清区(13)；

所述反应装置(1)的外部设置有外循环系统(3)，所述外循环系统(3)包括外循环泵(31)，所述外循环泵(31)的进水口设置有气液混合器(32)和配水系统(5)；

所述气液混合器(32)的进水口安装有第一电磁阀(33)，并通过水管与所述澄清区(13)的内壁相连通，所述气液混合器(32)的进气口设置有臭氧系统(2)，所述气液混合器(32)的出水口安装有第二电磁阀(34)，并通过水管与外循环泵(31)的进水口相连，用于将废水与臭氧进行混合；

所述均质混匀区(11)的底端设置有微孔曝气器(111)，所述微孔曝气器(111)的进液端通过水管与所述外循环泵(31)的出水口相连，用于产生气泡将混合后的废水与臭氧充分溶解；

所述反应区(12)内设置有填充层，用于将溶解有臭氧的废水进行催化氧化反应；

所述澄清区(13)的顶部设置有溢流槽(14)，用于对催化氧化反应后的废水进行沉淀。

2.根据权利要求1所述的一种难降解废水催化氧化装置，其特征在于：所述配水系统(5)包括配水罐(51)和过滤器(52)，所述配水罐(51)的出水口与所述过滤器(52)的进水口通过水管和第三电磁阀(55)相连，所述过滤器(52)的出水口通过水管和第四电磁阀(56)与所述外循环泵(31)的进水口相连；

还包括出水罐(54)，所述出水罐(54)的进水口通过水管和第五电磁阀(57)与所述溢流槽(14)的溢流堰相连；

所述出水罐(54)的出水口设置有水质浓度检测仪(8)，所述出水罐(54)的出水口通过水管设置有出水泵(53)，所述出水泵(53)的出水口通过三通管设置有排水管路(6)和循环管路(7)，所述循环管路(7)与所述配水罐(51)的内壁顶端相连通；

所述排水管路(6)的进水口设置有第六电磁阀(58)，所述循环管路(7)的进水口设置有第七电磁阀(59)。

3.根据权利要求2所述的一种难降解废水催化氧化装置，其特征在于：所述臭氧系统(2)包括臭氧发生器(21)，所述臭氧发生器(21)的出气口通过臭氧气体管路(22)和第八电磁阀(26)与所述气液混合器(32)的进气口相连；

所述溢流槽(14)的上方还设置有臭氧气室(16)，所述臭氧气室(16)的顶部通过臭氧回流管路(27)与所述臭氧气体管路(22)相连，所述臭氧回流管路(27)的进气口设置有臭氧浓度检测仪(23)，所述臭氧回流管路(27)的出气口设置有第九电磁阀(28)。

4.根据权利要求3所述的一种难降解废水催化氧化装置，其特征在于：所述溢流槽(14)上设置有气液分离器(15)，所述气液分离器(15)将所述臭氧气室(16)和所述澄清区(13)连通。

5.根据权利要求3所述的一种难降解废水催化氧化装置，其特征在于：所述臭氧气室(16)的顶部还设置有废气排放管路(24)，所述废气排放管路(24)的进气端设置有压力传感器(25)，所述废气排放管路(24)的出气端设置有第十电磁阀(29)。

6.根据权利要求5所述的一种难降解废水催化氧化装置，其特征在于：所述填充层由砾石层(121)、活性炭层(122)和催化剂层(123)中的一种或多种组合而成。

7.根据权利要求6所述的一种难降解废水催化氧化装置，其特征在于：还包括反洗系统(4)，所述反洗系统(4)包括空气压缩机(41)；

每层所述填充层内均预埋有空气曝气管(42)，所述空气曝气管(42)的进气端通过气体管路安装在所述空气压缩机(41)出气端上，所述空气曝气管(42)的进气端设置有第十一电磁阀(43)。

8.根据权利要求7所述的一种难降解废水催化氧化装置，其特征在于：还包括控制单元，所述控制单元分别与所述第一电磁阀(33)、所述第二电磁阀(34)、所述第三电磁阀(55)、所述第四电磁阀(56)、所述第五电磁阀(57)、所述第六电磁阀(58)、所述第七电磁阀(59)、所述第八电磁阀(26)、所述第九电磁阀(28)、所述第十电磁阀(29)、所述第十一电磁阀(43)、所述臭氧浓度检测仪(23)、所述压力传感器(25)和所述水质浓度检测仪(8)电连接。

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