CN219489773U - 一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于污水处理技术领域，为一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，装置由臭氧供应系统、管式UV/O3反应装置、多功能碳基反应装置等组成。本实用新型首先通过臭氧紫外高级氧化系统产生羟基自由基氧化难降解有机物，提高污水的生化性能；处理后的出水与尾气进入多功能碳基反应装置，出水与尾气中的臭氧与多功能碳基反应装置底部的固体碳基催化剂进一步催化吸附反应，将余臭氧进一步催化为羟基自由基氧化降解有机污染物；后续臭氧氧化后的以氧气为主的尾气与氧化后出水进入以吸附生化为主的碳基功能区，深度氧化去除有机污染物，实现对污水深度处理达标排放的目的。本实用新型提供了一种代替传统臭氧氧化对污水深度处理的装置。
Description
技术领域
本实用新型属于污水深度处理装置，特别涉及一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置。
背景技术
随着污水中工业有机污染物的增多，污水厂生物尾水深度处理或企业污水处理的成为难点，以臭氧为主体的物化氧化工艺降解去除难降解有机物或提高生化性成为了必然选择。而目前臭氧发生系统氧气转为臭氧的效率低，臭氧含量约10％，氧气含量为90％，臭氧氧化后衍生的气体为氧气，导致臭氧氧化利用后的尾气基本为氧气，且尾气湿度大无法实现重复循环利用，造成氧气直接排放的浪费；排放的尾气或处理后水中残留臭氧，对后端生物微生物造成不良影响，对尾气中的臭氧破坏去除也造成设备投资的升高与运行费用的提升。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，有效解决工业难降解有机物，提高臭氧氧化工艺与生物法组合工艺效果，本实用新型提供了一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置。首先通过紫外线引发O3产生氧化性更强的氧化性粒子羟基自由基(·OH)氧化降解工业难降解有机物，处理后水与尾气直接进入碳基催化区，碳基催化剂进一步吸附催化残留的臭氧为羟基自由基，同时吸附浓度低的有机物，形成以碳基吸附催化剂为核心的催化氧化核心粒子，提高臭氧利用率与氧化率，同时减少尾气中臭氧余量，减免对后端生物法微生物产生影响；碳基非均相催化后出水与以氧气为主体的尾气进入生物活性炭区，提高生化性的污水与尾气中的氧气通过生物法进一步降解去除有机物，从而克服目前臭氧与生物法组合工艺中臭氧利用率低、尾气破坏投资与运行费用高、氧气资源浪费、对后续生物法易造成影响、组合出水不稳定等缺陷，有效改善了臭氧氧化-生物法组合工艺路线，有效降解污水厂污水中难降解有机物或企业污水有机物。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，包括：臭氧供应系统、管式UV/O3反应装置、多功能碳基反应装置、气水混合系统、气水布水系统、空气曝气系统等组成；
所述臭氧供应系统与UV/O3反应装置连接，通过气水混合器向装置供应臭氧，供应方式为不同点位不同比例的臭氧供应；
所述UV/O3反应装置的出水与尾气一起与多功能碳基反应装置底部的气水布水系统连接；
所述多功能碳基反应装置中，下部填充具有吸附催化功能的碳基填料，上部填充具有吸附生化功能的碳基填料，在吸附催化功能区与吸附生化功能区间安装曝气装置，为生物系统补充空气；
所述紫外臭氧高级氧化与多功能碳基耦合为紫外臭氧氧化与碳基催化剂、碳基吸附、碳基载体生物多功能的耦合，在第一阶段的紫外臭氧高级氧化后，碳基催化剂进一步与尾气和污水残留的臭氧反应，提高臭氧利用率，减少尾气与出水中臭氧量，减少后续残留臭氧对生物的影响；
所述多功能碳基反应工艺为吸附、催化、生物功能，主要为吸附-催化功能与吸附-生物法功能；
所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法，其特征在于，臭氧经紫外、碳基催化剂两级引发催化作用下系统产生的氧气提供后续生物活性炭所需的氧气，减少生物曝气量；
所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法，其特征在于，臭氧高级氧化为管式结构的紫外臭氧高级氧化技术。
与现有技术相比，本实用新型将臭氧氧化与多功能碳基反应组合成一体，实现工业难降解有机物高级氧化降解-吸附催化氧化降解-吸附生物氧化降解分类多级耦合从而有效降解去除难降解有机物。
附图说明
图1为本实用新型臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法的示意图。
图中编号：1-臭氧供应系统；2-管式UV/O3反应装置；3-多功能碳基反应装置；4-气水混合系统；5-气水布水系统；6-空气曝气装置；7-紫外灯系统；31-催化系统；32-吸附系统；33-鼓风机。
具体实施方式
本实用新型提供了一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体技术方法和装置进行详细、完整的描述说明，所描述的具体实施方式仅是本实用新型的部分事例，而不是全部实例。本领域技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型的一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法包括臭氧供应系统1、管式UV/O3反应装置2、多功能碳基反应装置3、气水混合系统4、气水布水系统5、空气曝气装置6、紫外灯系统7。
所述的臭氧供应系统分为臭氧发生器和臭氧供应管道；
臭氧与混合水通过气水混合系统4后与进水进入管式UV/O3反应装置2进行反应；
所述气水混合系统4采用文丘里混合系统，所需的混合水为部分进水或氧化处理后的出水，实现臭氧气体与水混合均匀；
所述管式UV/O3反应装置2与臭氧供应系统通过臭氧供应管道连接，中间经过气水混合系统4，臭氧供应方式为通过臭氧供应管道不同点位不同比例的臭氧供应；
所述紫外灯7作用为对管式UV/O3反应装置2进行照射促进反应装置中的臭氧产生羟基自由基氧化难降解有机物；
所述多功能碳基反应装置3，包括布水系统5、催化系统31、空气曝气装置6、吸附系统32、鼓风机33；
所述布水系统设有布水管，用于进水与进气均匀；
所述催化系统位于多功能碳基反应装置的下部，其中设有具有吸附催化功能的填料，即一种固体催化剂，能吸附污水中有机物与尾气残留的臭氧，并能将臭氧催化氧化为羟基自由基，将污染有机物与氧化因子聚集催化剂表面，提高氧化效率；
所述空气曝气装置6连接有鼓风机，用于曝气装置运行，曝气量根据尾气中提供的氧气量与生物活性炭所需的氧气量进行曝气补充；
所述吸附生物系统位于多功能碳基反应装置的上部，其中设置有具有吸附生化功能的填料，即一种生物活性炭，进一步吸附污染有机物，并通过生物法将污染有机物去除。
以下通过特定的具体实例来说明本实用新型的实施方式：
案例1：
待处理水样来自工业园区污水处理厂生化尾水，CODCr浓度68～80mg/L，装置处理规模30m3/d，UV/O3反应器中停留时间5min，多功能碳基反应装置中停留时间30min，臭氧投加量30mg/L，处理监测指标如下所示：
表1装置对CODCr去除效果
通过监测检测结果可知，UV/O3对CODCr的去除效率平均为15.43％，通过多功能碳基反应装置进一步处理，CODCr的综合去除效率平均可达78.83％，说明臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法有很好的有机物降解效果，并且臭氧利用率高，运行成本低，在市政污水厂提标改造领域具有广泛的应用潜力。
案例2：
待处理水样来自煤制气废水污水处理厂高密池出水，CODCr浓度171～239mg/L，装置处理规模300m3/d，UV/O3反应器中停留时间5min，多功能碳基反应装置中停留时间40min，臭氧投加量80mg/L，处理监测指标如下所示：
表2装置对CODCr去除效果
通过监测检测结果可知，UV/O3对CODCr的去除效率平均为39.00％，通过多功能碳基反应装置进一步处理，CODCr的综合去除效率平均可达63.29％，说明臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法有很好的有机物降解效果，并且臭氧利用率高，运行成本低，在煤化工废水深度处理领域里具有广泛的应用潜力。
Claims (7)
1.一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，其特征在于，包括臭氧供应系统(1)、管式UV/O3反应装置(2)、多功能碳基反应装置(3)、气水混合系统(4)、气水布水系统(5)、空气曝气装置(6)、紫外灯系统(7)组成；
所述臭氧供应系统(1)产生的臭氧通过所述气水混合系统(4)混合之后再进入所述管式UV/O3反应装置(2)进行反应；管式UV/O3反应装置(2)中的出水通过气水布水系统进入多功能碳基反应装置；所述空气曝气装置(6)位于多功能碳基反应装置(3)的中间，用于为上部的吸附生化系统提供氧气；所述紫外灯系统安装于管式UV/O3反应装置内部；所述多功能碳基反应装置包括气水布水系统(5)、吸附催化系统(31)、吸附生化系统(32)；所述吸附催化系统在多功能碳基反应装置的下部，吸附生化系统在多功能碳基反应装置的上部。
2.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，其特征在于，所述臭氧高级氧化为管式结构的紫外臭氧高级氧化技术。
3.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，其特征在于，所述臭氧供应系统(1)与所述UV/O3反应装置(2)供应臭氧通过气水混合系统(4)，供应方式为不同点位不同比例的臭氧供应。
4.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，其特征在于，所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合为紫外臭氧氧化与碳基催化剂、碳基吸附、碳基载体生物多功能的耦合，在第一阶段的紫外臭氧高级氧化后，碳基催化剂进一步与尾气和污水残留的臭氧反应，提高臭氧利用率，减少尾气与出水中臭氧量，减少后续残留臭氧对生物的影响。
5.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，其特征在于，所述UV/O3反应装置的出水与尾气一起与多功能碳基反应装置(3)中底部的气水布水系统(5)连接。
6.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，其特征在于，所述多功能碳基反应装置(3)中下部的填料主要为具有吸附催化功能的碳基填料，上部原料是具有吸附生化功能的碳基填料，主要为吸附-催化功能与吸附-生物法功能的集成。
7.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，其特征在于，臭氧经紫外、碳基催化剂两级引发催化作用下系统产生的氧气提供后续生物活性炭所需的氧气，减少生物曝气量。
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