专利名称：一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有机废水的处理设备，特别是一种采用高级臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备。
背景技术：
工业产生的各种有机废水，危害大、来源多、处理难，这些有机物有毒、致癌，严重威胁人类健康。目前，处理有机废水的主要方法有活性污泥法、臭氧氧化和湿式氧化法。但是，活性污泥法的处理效果有限，氧化剂成本较高，这些方法难以同时满足净化处理在技术和经济上的要求，特别是处理难降解有机废水。
近年来，催化臭氧氧化技术及臭氧氧化技术与其它水处理技术组合的高级臭氧化技术成为国内外的研究热点。目的在于提高臭氧的利用率和氧化能力，节约臭氧用量，降低处理成本。高级臭氧化技术可有效地克服各种水处理技术单独应用的缺点，使得臭氧的氧化能力得到很大提高。但是，其利用臭氧进行水处理环节，大都采用曝气气泡溶解臭氧的方法，由于液相中气泡所形成的气液接触面积小、更新速率慢，臭氧溶入液相的传质效率有限，造成液相中臭氧浓度不足。其还是不能很好地提高臭氧的利用率。传统的臭氧化气液反应设备，体积庞大，占地面积大，投资费用大。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提供一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备。
一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备，包括一个气液反应装置，与该气液反应装置进气口连通的臭氧发生器；一个有机废水贮槽及与其相连的第一输液泵，所述第一输液泵的出液口与气液反应装置的进液管相连，其中所述的气液反应装置为超重力旋转填料床装置，所述旋转填料床装置的转速为200-2000rpm。
所述的一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备，在超重力旋转填料床装置的进液管上还连接一个过氧化氢贮槽，所述过氧化氢贮槽通过第二输液泵与进液管相连。
本实用新型的设备利用超重力技术的气液传质效率高、更新速率快，反应器体积小、占地面积小等优点和高级臭氧氧化技术强化臭氧氧化能力的优点，同时解决臭氧利用率及氧化能力低、反应器体积庞大、设备投入及占地大等现有技术存在的问题，可大幅度降低工程造价和废水处理成本。
本实用新型的设备将有机废水引入旋转填料床装置中，旋转填料床装置形成的巨大剪切力使液体形成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴并与同时进入旋转填料床装置中的臭氧充分进行接触反应，使得微观混合和传质过程得到极大强化。单位设备体积的生产效率提高了1～2个数量级(10～100倍)。
本实用新型同时解决了臭氧利用率及氧化能力低、反应器体积庞大、设备投入及占地大等现有技术存在的问题，大幅度降低了工程造价和废水处理成本，可应用于处理各种有机工业废水如含酚废水、染料废水、石化企业废水、洗涤剂废水等。
图1是利用臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备流程图图中 1-旋转填料床 2-电机 3-变频器 4-臭氧发生器5-废气处理槽 6-有机废水贮槽 7-过氧化氢贮槽 8-废水贮槽9-过氧化氢流量计 10-有机废水流量计 11-气体流量计 12-压差计13-第二输液泵 14-第一输液泵 15-进液管具体实施方式
以下结合附图对本专利的一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水方法及实现该方法的设备进行详细描述。
参照图1，本实用新型的设备包括一台超重力旋转填料床装置1，旋转填料床装置1的进液管15通过第一输液泵14与有机废水贮槽6连通。同时在进液管15上连有第二输液泵13，第二输液泵13的进液口与过氧化氢贮槽7相连。上述第一输液泵与第二输液泵均采用离心泵。为了控制液体流量，分别在第一输液泵14及第二输液泵13的管路上连接有机废水流量计10和过氧化氢流量计9，臭氧发生器4与超重力旋转填料床装置1的进气口连通，在二者之间加装气体流量计11，旋转填料床装置的排气口与排液口分别与废气处理槽5和废水处理槽8相连。旋转填料床装置的动力电机2为调速电机，由变频器3控制。旋转填料床装置内的填料可以是丝网、多孔板、波纹板、碟片、散堆、规整填料等，填料材质采用抗氧化、耐腐蚀材料，如不锈钢等。
臭氧(O3)加入量与过氧化氢按1～2∶1的摩尔定比确定。
将贮槽6内的有机废水的pH值用NaOH调节至9～10.5。
工作时，开启超重力旋转填料床1，通过变频器3调节旋转填料床转速至适当值，通常根据废水处理量，温度等工艺条件确定旋转填料床转速；待旋转填料床1稳定后(约两分种)，开启第一输液泵14和第二输液泵13并调节液量逐步达到工艺要求；待旋转填料床运转平稳后(约两分种)，开启臭氧发生器4，臭氧由旋转填料床1的进气口进入床内，通过调节阀使进入旋转填料床内的臭氧量达到工艺气量要求。
这时分别置于贮槽6和贮槽7内的有机废水与过氧化氢在旋转填料床的进液管路15中混合后进入旋转填料床，由旋转填料床内的液体分布器喷向填料内缘，液体在离心力的作用下由填料内缘沿填料向外侧快速移动，在此移动过程中，巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴并与进入填料床内的臭氧接触反应。
反应后的废水由旋转填料床1的排液口排出，达标废水可以直接排放，也可进入废水贮槽8后对其它杂质进一步分离处理。废气由旋转填料床的排气口排出进入废气处理槽5进一步处理或直接排空。
实施例一处理焦化厂废水中的对氯苯酚(C6H5OCl)。废水50m3，对氯苯酚初始浓度为1750mg/L。采用传统反应器设备反应釜的高度4m，直径3.0m，采用曝气方式投加臭氧，降解28min后，臭氧氧化对氯苯酚脱除率53％。采用本新工艺旋转填料床高度为2.4m，直径1.8m，采用不锈钢丝网填料，用NaOH将有机废水的pH值调节至9.1，填料旋转速度500rpm，液体循环进入旋转填料床，进液体量为300m3/h。不加双氧水时，反应23min后的降解率达83％；加双氧水时，双氧水浓度35％，双氧水进液量8m3/h，双氧水与臭氧的摩尔比为2∶1，反应16min后的降解率达98％，操作费用可降低62％。
实施例二处理钢铁厂的含氰废水。废水中CN-浓度为27mg/L。传统工艺采用钛板布气头(孔径20μm)，反应时间25min后，氰化物去除率达98％。取废水水样50L，采用本新工艺做实验进行对比，旋转填料床高度为18cm，直径12cm，填料旋转速度1500rpm，加浓度50％的双氧水0.07L，双氧水与臭氧的摩尔比为1∶1。pH值为3时反应11min后的氰化物去除率就达89％；pH值为7时反应11min后的氰化物去除率就达90％；用NaOH调节pH值为9.8反应7min后的氰化物去除率就达98％，操作费用可降低58％。
实施例三氧化降解苯酚废水。废水中苯酚浓度为100mg/L，用NaOH调节pH值至10.5。若采用钛板布气头(孔径20μm)，反应时间17min后，苯酚去除率达89％。取废水水样50L，采用本新工艺做实验进行对比，旋转填料床高度为18cm，直径12cm，填料旋转速度1800rpm，加浓度70％双氧水0.075升，双氧水与臭氧的摩尔比为1.5∶1，其它操作过程与实施例2相同。反应9min后的苯酚去除率达96％，操作费用可降低49％。
实施例四氧化降解含二甲苯的废水。废水中二甲苯浓度为100mg/L，用NaOH调节pH值至10.1。取废水水样50L，旋转填料床高度为18cm，直径12cm，双氧水与臭氧的摩尔比为1.5∶1，反应10min后测定二甲苯的去除率。填料旋转速度200rpm，去除率67％；填料旋转速度500rpm，去除率73％；填料旋转速度1000rpm，去除率82％；填料旋转速度1500rpm，去除率91％；填料旋转速度2000rpm，去除率97％。
权利要求1.一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备，包括一个气液反应装置，与该气液反应装置进气口连通的臭氧发生器(4)；一个有机废水贮槽(6)及与其相连的第一输液泵(14)，所述第一输液泵(14)的出液口与气液反应装置的进液管(15)相连，其特征在于所述的气液反应装置(1)为超重力旋转填料床装置(1)，所述旋转填料床装置(1)的转速为200-2000rpm。
2.按照权利要求1的一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备，其特征在于所述的超重力旋转填料床装置(1)的进液管(15)上还连接一个过氧化氢贮槽(7)，所述过氧化氢贮槽(7)通过第二输液泵(13)与进液管(15)相连。
3.按照权利要求1或2的一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备，其特征在于所述旋转填料床装置(1)中的填料采用抗氧化、耐腐蚀的填料。
4.按照权利要求3的一种臭氧氧化技术处理难降解有机废水的设备，其特征在于所述的旋转填料床装置中的填料采用不锈钢填料。
专利摘要一种高级臭氧氧化技术处理难降解有机废水的方法，包括用碱性化合物将有机废水的pH值调节至9～10.5，将有机废水与浓度为35～70％的过氧化氢混合并引入旋转填料床，同时在旋转填料床的进气口通入臭氧，气液在旋转填料床内接触并进行反应。本专利的方法是利用超重力旋转填料床技术的传质效率高、气液更新速率快，反应器体积小、占地面积小等优点和高级臭氧氧化技术强化臭氧氧化能力的优点，同时解决臭氧利用率及氧化能力低、反应器体积庞大、设备投入及占地大等现有技术的存在的问题，大幅度降低工程造价和废水处理成本。
文档编号C02F1/78GK2892845SQ20062002355
公开日2007年4月25日 申请日期2006年2月17日 优先权日2006年2月17日
发明者刘有智, 栗秀萍, 刁金祥 申请人:中北大学