一种两段式臭氧催化氧化装置的制造方法
专利名称:一种两段式臭氧催化氧化装置的制造方法
【专利摘要】一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为：装置的高度6.5?9.1米，直径1～3.8m，底部设置进水口、气水进口、排放口、泄空口，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底2.5?5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，设有空气进口、臭氧进口人孔和事故排放口，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65％?80％，塔顶设有排气口、尾气排放口、人口/进料口和呼吸倒接扣，整个反应装置处于密封状态。
【专利说明】
一种两段式臭氧催化氧化装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种污水处理方法，尤其涉及污水深度臭氧催化氧化处理的处理方法，属于污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]臭氧能够氧化大多数有机物，特别是氧化难以降解的物质，效果良好。臭氧在与水中有机物发生反应过程中，通常伴随着直接反应和间接反应两种途径，不同反应途径的氧化产物不同，且受控的反应动力学类型也不同。
[0003]对于工业废水深度处理来说，污水经过除油、生化等工艺处理后，仍然含有大量的单环、多环及杂环极性污染物，单独靠简单的物理方法和生物法很难达到处理要求。臭氧具有强氧化作用，在催化剂的作用下产生的羟基自由基具有无选择性氧化，使有机污染物或官能团发生变化，断裂污染物中的C-C键及不饱和键，从而提高污水中污染物的降解能力。
[0004]单独使用臭氧氧化工艺存在着溶解度低、利用率低以及氧化能力不足的问题。采用催化氧化而已崔进臭氧的分解，加快有机物氧化速率，在现在技术中，为提尚臭氧催化氧化的效果，多采用采用臭氧氧化和臭氧催化氧化相结合的方式。但是，实际应用中普遍存在臭氧投加量不合理，利用率低，效果不佳的缺点，因此臭氧催化氧化装置的改进近些年成为研究热点。
[0005]实践证明，现行的臭氧催化氧化装置存在以下缺点:
[0006](I)现行臭氧催化氧化装置采用单罐或双罐组合模式，这样的形式氧化效果差，不易调整参数，当来水水质不稳定时或收到事故冲击时很难保证最终出水达标。同时如若设计参数不妥很难保证第二级稳定运行；
[0007](2)现行臭氧催化氧化装置采用单罐或双罐组合模式，由于采用双罐模式通常采用钢砼或玻璃钢或不锈钢形式，建造成本高，占地面积大，受到施工周期等因素影响。
[0008](3)现行臭氧催化氧化装置采用单罐或双罐组合模式，臭氧利用率不能达到最大，造成部分臭氧发生器产生的臭氧未经反应直接排放，导致臭氧投加量大，即便有尾气再利用还需投加动力设施，整体能耗高，运行费用高。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提出一种新型的臭氧催化氧化污水处理装置，采用上下组合方式的两段式臭氧催化氧化装置，实现臭氧氧化和催化氧化的有机结合，多点臭氧投加不仅能提高污水处理的稳定性和效率，而且可以装置化因此可以减少工程建设周期、占地面积、维护管理容易。
[0010]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现:
[0011 ] 一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为:装置的高度6.5-9.1米，直径I?3.8m，底部设置进水口、气水进口、排放口、泄空口，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底2.5-5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，第二段臭氧催化氧化区的底端设有空气进口、臭氧进口、人孔和事故排放口，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65%-80%,塔顶设有排气口、臭氧尾气排放口、人口/进料口和呼吸倒接口，整个反应装置处于密封状态。
[0012]作为进一步优选，第一级催化氧化区的上端也具有第一进水口，第一级催化氧化区的底端具有卸料口。
[0013]作为进一步优选，第一级催化氧化区的外侧具有爬梯和护栏。
[0014]首先来水经栗提升至进水口，与此同时，臭氧由射流器或射流栗带入均匀分布在整个装置底部，此时的臭氧与污水进行均匀接触，进行初步有机物的降解，在这里主要是臭氧直接氧化机理。在该反应区的臭氧投加量需要根据不同水质进行试验确定。
[0015]在臭氧催化氧化区，臭氧由钛盘布气，尽量使得臭氧微气泡化，在该反应区内废水在催化剂存在的情况下进行臭氧催化氧化，进一步降解一段臭氧氧化后的废水。
[0016]当发现出水浊度较高或催化效果减弱时，开启空气进气装置，对催化剂进行气擦洗，擦洗强度为8.5-10L/m2.s，时间为3_5min，反洗污水由出水口排出装置外。随后进入正常产水模式。
[0017]优选催化剂填料为Mn0/Al203、Cu0/A1203等。当出现事故时，污水由泄空口放出，进行塔体的检修。填料由塔顶的进料口装填，当出现催化剂失效后由卸料口卸除。
[0018]通过本实用新型方法的实施，可以减少外部动力设备的建设及运行费用，系统投资节约10-25%左右，它与常规臭氧催化氧化装置相比具有如下的优势:
[0019]该装置使污水先经过臭氧氧化降解相对容易降解的污染物，再与臭氧催化剂接触反应，降解难降解的污染物，充分发挥催化剂性能，催化氧化用于降解难降解的有机物，增强处理效果，防止常规装置因没有臭氧氧化与催化氧化没有将其空间分开导致的处理效果下降。
[0020]该设计可以减少臭氧催化剂的投加量，可以减少整体项目投资费用，系统投资节约10-25%左右。
[0021]较常规反应装置而言，第一段的反应剩余的臭氧尾气无需重新经风机增压至第二段，减少风机的投资及运行费用，同时由于二段催化反应区位于一段上方，增加水位压，可使第一段的臭氧溶解度增大，臭氧利用率提高。
[0022]通过调整第一段臭氧氧化区与第二段臭氧催化氧化区的容积比例、催化剂填充量、两段的臭氧投加比例，可以适应较广范围的污水水质。
[0023]如果处理量较大时，可以多个装置同时运行，如果处理量较小时，可以设置装置序批式运行，因此该设计较为灵活适用于大小规模的污水处理。
[0024]本实用新型的方法用于处理某钢铁厂企业的焦化酚氰废水，并与常规臭氧催化氧化装置进行对比。酚氰废水经生化处理后COD在130?250mg/L左右，经臭氧催化氧化后要求COD降可至80mg/L，在相同的臭氧投加量(120mg/L)和接触反应时间下取样，两种反应装置的出水对比如下:当来水COD为110?17 5mg/L时，平均值为13 5mg/L。反应Ih后，本实用新型新型装置的出水COD平均在42mg/L，常规装置的出水COD平均在87mg/L，进水氰含量平均
0.97mg/L，本实用新型新型装置的出水平均在0.llmg/L，常规装置的出水平均在0.36mg/L。
[0025]该装置用于某工业园区污水处理厂，实验结果表明:当来水COD在82-99mg/L时，出水稳定到COD彡50mg/L，臭氧投加量为15.9g/m3;当来水COD在61-72mg/L时，出水稳定到COD<50mg/L，臭氧投加量为8.1g/m3;经过实验验证本催化填料的臭氧催化氧化完全可以满足对污水处理减排的要求小于50mg/L。出水COD满足该园区的回用水标准:COD彡50mg/L。使用前后，催化剂填料的抗压性能和活性组分未发生明显变化，催化效果稳定。施工占地比传统装置减少45%左右。
【附图说明】
[0026]下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0027]图1是本实用新型实施例所述的两段式臭氧催化装置结构图。
【具体实施方式】
[0028]为更为详细的阐述本实用新型，该本实用新型一实施例如下:
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为:装置的高度6.5-9.1米，直径I?3.Sm，底部设置进水口 1、气水进口2、排放口 3、泄空口4，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底
2.5-5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，第二段臭氧催化氧化区的底端设有空气进口 5、臭氧进口 6、人孔和事故排放口 8，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65 %-80 %，塔顶设有排气口 9、臭氧尾气排放口 10、人口 /进料口 11和呼吸倒接口 12，整个反应装置处于密封状态。
[0031]第一级催化氧化区的上端也具有第一进水口13，第一级催化氧化区的底端具有卸料口 14。第一级催化氧化区的外侧具有爬梯15和护栏16。
[0032]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述，较为具体和详细，但本不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普遍技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为:装置的高度6.5-9.1米，直径I?3.8m，底部设置进水口、气水进口、排放口、泄空口，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底2.5-5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，第二段臭氧催化氧化区的底端设有空气进口、臭氧进口、人孔和事故排放口，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65%-80%,塔顶设有排气口、臭氧尾气排放口、人口/进料口和呼吸倒接口，整个反应装置处于密封状态。2.根据权利要求1所述的两段式臭氧催化装置，其特征在于:第一级催化氧化区的上端也具有第一进水口，第一级催化氧化区的底端具有卸料口。3.根据权利要求1所述的两段式臭氧催化装置，其特征在于:第一级催化氧化区的外侧具有爬梯和护栏。
【文档编号】C02F1/78GK205710048SQ201620341057
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】薛通, 王正勇, 黄晓亮, 张扬, 姜中生, 傅燎原
【申请人】清水源（上海）环保科技有限公司
【专利摘要】一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为：装置的高度6.5?9.1米，直径1～3.8m，底部设置进水口、气水进口、排放口、泄空口，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底2.5?5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，设有空气进口、臭氧进口人孔和事故排放口，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65％?80％，塔顶设有排气口、尾气排放口、人口/进料口和呼吸倒接扣，整个反应装置处于密封状态。
【专利说明】
一种两段式臭氧催化氧化装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种污水处理方法，尤其涉及污水深度臭氧催化氧化处理的处理方法，属于污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]臭氧能够氧化大多数有机物，特别是氧化难以降解的物质，效果良好。臭氧在与水中有机物发生反应过程中，通常伴随着直接反应和间接反应两种途径，不同反应途径的氧化产物不同，且受控的反应动力学类型也不同。
[0003]对于工业废水深度处理来说，污水经过除油、生化等工艺处理后，仍然含有大量的单环、多环及杂环极性污染物，单独靠简单的物理方法和生物法很难达到处理要求。臭氧具有强氧化作用，在催化剂的作用下产生的羟基自由基具有无选择性氧化，使有机污染物或官能团发生变化，断裂污染物中的C-C键及不饱和键，从而提高污水中污染物的降解能力。
[0004]单独使用臭氧氧化工艺存在着溶解度低、利用率低以及氧化能力不足的问题。采用催化氧化而已崔进臭氧的分解，加快有机物氧化速率，在现在技术中，为提尚臭氧催化氧化的效果，多采用采用臭氧氧化和臭氧催化氧化相结合的方式。但是，实际应用中普遍存在臭氧投加量不合理，利用率低，效果不佳的缺点，因此臭氧催化氧化装置的改进近些年成为研究热点。
[0005]实践证明，现行的臭氧催化氧化装置存在以下缺点:
[0006](I)现行臭氧催化氧化装置采用单罐或双罐组合模式，这样的形式氧化效果差，不易调整参数，当来水水质不稳定时或收到事故冲击时很难保证最终出水达标。同时如若设计参数不妥很难保证第二级稳定运行；
[0007](2)现行臭氧催化氧化装置采用单罐或双罐组合模式，由于采用双罐模式通常采用钢砼或玻璃钢或不锈钢形式，建造成本高，占地面积大，受到施工周期等因素影响。
[0008](3)现行臭氧催化氧化装置采用单罐或双罐组合模式，臭氧利用率不能达到最大，造成部分臭氧发生器产生的臭氧未经反应直接排放，导致臭氧投加量大，即便有尾气再利用还需投加动力设施，整体能耗高，运行费用高。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提出一种新型的臭氧催化氧化污水处理装置，采用上下组合方式的两段式臭氧催化氧化装置，实现臭氧氧化和催化氧化的有机结合，多点臭氧投加不仅能提高污水处理的稳定性和效率，而且可以装置化因此可以减少工程建设周期、占地面积、维护管理容易。
[0010]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现:
[0011 ] 一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为:装置的高度6.5-9.1米，直径I?3.8m，底部设置进水口、气水进口、排放口、泄空口，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底2.5-5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，第二段臭氧催化氧化区的底端设有空气进口、臭氧进口、人孔和事故排放口，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65%-80%,塔顶设有排气口、臭氧尾气排放口、人口/进料口和呼吸倒接口，整个反应装置处于密封状态。
[0012]作为进一步优选，第一级催化氧化区的上端也具有第一进水口，第一级催化氧化区的底端具有卸料口。
[0013]作为进一步优选，第一级催化氧化区的外侧具有爬梯和护栏。
[0014]首先来水经栗提升至进水口，与此同时，臭氧由射流器或射流栗带入均匀分布在整个装置底部，此时的臭氧与污水进行均匀接触，进行初步有机物的降解，在这里主要是臭氧直接氧化机理。在该反应区的臭氧投加量需要根据不同水质进行试验确定。
[0015]在臭氧催化氧化区，臭氧由钛盘布气，尽量使得臭氧微气泡化，在该反应区内废水在催化剂存在的情况下进行臭氧催化氧化，进一步降解一段臭氧氧化后的废水。
[0016]当发现出水浊度较高或催化效果减弱时，开启空气进气装置，对催化剂进行气擦洗，擦洗强度为8.5-10L/m2.s，时间为3_5min，反洗污水由出水口排出装置外。随后进入正常产水模式。
[0017]优选催化剂填料为Mn0/Al203、Cu0/A1203等。当出现事故时，污水由泄空口放出，进行塔体的检修。填料由塔顶的进料口装填，当出现催化剂失效后由卸料口卸除。
[0018]通过本实用新型方法的实施，可以减少外部动力设备的建设及运行费用，系统投资节约10-25%左右，它与常规臭氧催化氧化装置相比具有如下的优势:
[0019]该装置使污水先经过臭氧氧化降解相对容易降解的污染物，再与臭氧催化剂接触反应，降解难降解的污染物，充分发挥催化剂性能，催化氧化用于降解难降解的有机物，增强处理效果，防止常规装置因没有臭氧氧化与催化氧化没有将其空间分开导致的处理效果下降。
[0020]该设计可以减少臭氧催化剂的投加量，可以减少整体项目投资费用，系统投资节约10-25%左右。
[0021]较常规反应装置而言，第一段的反应剩余的臭氧尾气无需重新经风机增压至第二段，减少风机的投资及运行费用，同时由于二段催化反应区位于一段上方，增加水位压，可使第一段的臭氧溶解度增大，臭氧利用率提高。
[0022]通过调整第一段臭氧氧化区与第二段臭氧催化氧化区的容积比例、催化剂填充量、两段的臭氧投加比例，可以适应较广范围的污水水质。
[0023]如果处理量较大时，可以多个装置同时运行，如果处理量较小时，可以设置装置序批式运行，因此该设计较为灵活适用于大小规模的污水处理。
[0024]本实用新型的方法用于处理某钢铁厂企业的焦化酚氰废水，并与常规臭氧催化氧化装置进行对比。酚氰废水经生化处理后COD在130?250mg/L左右，经臭氧催化氧化后要求COD降可至80mg/L，在相同的臭氧投加量(120mg/L)和接触反应时间下取样，两种反应装置的出水对比如下:当来水COD为110?17 5mg/L时，平均值为13 5mg/L。反应Ih后，本实用新型新型装置的出水COD平均在42mg/L，常规装置的出水COD平均在87mg/L，进水氰含量平均
0.97mg/L，本实用新型新型装置的出水平均在0.llmg/L，常规装置的出水平均在0.36mg/L。
[0025]该装置用于某工业园区污水处理厂，实验结果表明:当来水COD在82-99mg/L时，出水稳定到COD彡50mg/L，臭氧投加量为15.9g/m3;当来水COD在61-72mg/L时，出水稳定到COD<50mg/L，臭氧投加量为8.1g/m3;经过实验验证本催化填料的臭氧催化氧化完全可以满足对污水处理减排的要求小于50mg/L。出水COD满足该园区的回用水标准:COD彡50mg/L。使用前后，催化剂填料的抗压性能和活性组分未发生明显变化，催化效果稳定。施工占地比传统装置减少45%左右。
【附图说明】
[0026]下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0027]图1是本实用新型实施例所述的两段式臭氧催化装置结构图。
【具体实施方式】
[0028]为更为详细的阐述本实用新型，该本实用新型一实施例如下:
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为:装置的高度6.5-9.1米，直径I?3.Sm，底部设置进水口 1、气水进口2、排放口 3、泄空口4，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底
2.5-5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，第二段臭氧催化氧化区的底端设有空气进口 5、臭氧进口 6、人孔和事故排放口 8，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65 %-80 %，塔顶设有排气口 9、臭氧尾气排放口 10、人口 /进料口 11和呼吸倒接口 12，整个反应装置处于密封状态。
[0031]第一级催化氧化区的上端也具有第一进水口13，第一级催化氧化区的底端具有卸料口 14。第一级催化氧化区的外侧具有爬梯15和护栏16。
[0032]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述，较为具体和详细，但本不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普遍技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种两段式臭氧催化装置，该装置为塔形，其特征在于装置空间采用上下布置的结构的组合设计，其特征为:装置的高度6.5-9.1米，直径I?3.8m，底部设置进水口、气水进口、排放口、泄空口，装置内具有第一段臭氧氧化区和第二段臭氧催化氧化区，第一级催化氧化区位于第二段臭氧氧化区的上部，第二段臭氧催化氧化区距塔底2.5-5.2米，第二段臭氧催化氧化区设有进气布气装置，其内设有臭氧曝气盘和气洗管，第二段臭氧催化氧化区的底端设有空气进口、臭氧进口、人孔和事故排放口，第二段臭氧氧化区上部为装有催化剂填料的第一段臭氧催化反应区，其内桶填料填充率为65%-80%,塔顶设有排气口、臭氧尾气排放口、人口/进料口和呼吸倒接口，整个反应装置处于密封状态。2.根据权利要求1所述的两段式臭氧催化装置，其特征在于:第一级催化氧化区的上端也具有第一进水口，第一级催化氧化区的底端具有卸料口。3.根据权利要求1所述的两段式臭氧催化装置，其特征在于:第一级催化氧化区的外侧具有爬梯和护栏。
【文档编号】C02F1/78GK205710048SQ201620341057
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】薛通, 王正勇, 黄晓亮, 张扬, 姜中生, 傅燎原
【申请人】清水源（上海）环保科技有限公司
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