专利名称：一种臭氧与活性炭一体化污水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种臭氧与活性炭一体化污水处理装置，特别是涉及一种具有催化剂层填料的臭氧与活性炭一体化含油污水深度处理装置，屈于环境保护与水处理领域。
背景技术：
目前一些油田企业在生产过程中所排放的污水，成分复杂，含盐量高，含油量高，可生化性差，难降解有机物含量高，采用常规的物化和生化处理很难有效降低污水中化学需氧量(COD)与污水含油，由于油田企业外排水量较大，需要对污水进行深度处理以降低污水中COD含量，从而控制碳排放总量，同时控制外排污水含油量。臭氧自被发现以来，作为一种强氧化剂，应用于污水处理研究已有100多年，臭氧虽然具有强氧化性，且本身不会产生二次污染，但也有明显的缺点，即臭氧氧化过程中很难彻底去除污水中的化学需氧量(COD)，臭氧与有机物的反应具有较强的选择性，在低剂量和短时间内臭氧不可能完全氧化有机物为二氧化碳和水，分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化作用。污水处理过程中臭氧的利用率较低，造成臭氧在污水处理中实际效果并不理想，直接限制了其推广和应用。吸附技术，由于其适用广泛，在环境领域(废气处理、水处理)广泛使用，其中，活性炭吸附技术在水处理领域受到极大重视。活性炭是一种高效优良吸附剂，对各种浓度废水均适用，但受其饱和吸附量的限制，需要定期更换或再生。因此，如何克服现有技术中存在的臭氧利用率不高、氧化污染物不彻底、活性炭使用寿命短等问题成为了近年来研究的热点。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种臭氧与活性炭一体化污水处理装置。该污水处理装置可提高臭氧利用率，有效吸附污水中污染物，并可利用臭氧延长活性炭使用寿命。为达上述目的，本实用新型提供一种臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，该污水处理装置包括池体、臭氧发生器、进水水泵、文丘里管、空压机、反冲洗水泵、出水管线、反冲洗出水管线；其中，所述池体为封闭式池体，其由一隔板分隔为上部连通的臭氧氧化室与活性炭吸附室；所述进水水泵通过管线与所述臭氧氧化室的下部连接，并于该管线上设有一文丘里管，且该文丘里管与所述臭氧发生器连接；所述反冲洗水泵与所述空压机通过同一条管线与所述活性炭吸附室的下部连接；所述出水管线设于所述活性炭吸附室的下部；所述反冲洗出水管线设于所述臭氧氧化室的下部。[0013]工作状态时，本实用新型的污水处理装置使进水水泵提升的污水与臭氧发生器产生的臭氧(以进行处理的污水的总体积为基准，臭氧浓度为50-60mg/L) —起通过文丘里管，使污水与臭氧充分混合均匀后进入臭氧氧化室，在臭氧氧化室内采用上向流方式运行，在活性炭吸附室内采用下向流方式运行，对污水进行深度处理。反冲洗状态时，本实用新型的污水处理装置采用空压机与反冲洗水泵依次进行气洗与水洗，使装置内截留的悬浮物得到去除，装置可重新投入运行。其中，所述反冲洗水泵通过管线与所述活性炭吸附室的下部连接相连，并于该管线上设有一三通，该三通连接于所述空压机，所述反冲洗水泵与所述空压机由各自阀门控制。在上述臭氧与活性炭一体化污水处理装置中，优选地，所述隔板的高度为所述池体高度的80% -90%。在上述臭氧与活性炭一体化污水处理装置中，优选地，所述臭氧氧化室内部设有催化剂层，且该催化剂层的厚度为所述臭氧氧化室高度的75% -85%。更优选地，所述催化剂层的厚度为2.0m。本实用新型的催化剂层能够激发臭氧产生大量强氧化性自由基，降解污水中有机污染物，并加快反应速率，提闻臭氧利用率。在上述臭氧与活性炭一体化污水处理装置中，优选地，所述催化剂层中的催化剂颗粒为粒径为2-3mm的负载金属离子的催化剂颗粒。所述负载金属离子的催化剂颗粒可以为负载锰、铜、铁、锌等金属离子的催化剂颗粒。在上述臭氧与活性炭一体化污水处理装置中，优选地，所述活性炭吸附室内部设有活性炭层，且该活性炭层的厚度为所述活性炭吸附室高度的75% -85%。更优选地，所述活性炭层的厚度为2.0m。本实用新型的活性炭层能够吸附污水中未分解的臭氧，无需额外设置尾气破坏系统，同时，臭氧对活性炭有再生作用，可延长活性炭使用寿命。在上述臭氧与活性炭一体化污水处理装置中，优选地，所述活性炭层中的活性炭颗粒为柱状的，粒径为3mm的活性炭颗粒。在上述臭氧与活性炭一体化污水处理装置中，优选地，所述活性炭颗粒为碘值为900mg/g的活性炭颗粒。本实用新型的臭氧与活性炭一体化污水处理装置采用池体顶部封闭的设计，避免了臭氧逸出对环境的破坏；采用负载有金属离子的催化剂层填料，可提高臭氧对污水中有机物的降解能力，提高臭氧利用率，解决了臭氧对有机污染物降解不彻底，及氧化过程中需要外加氧化剂的问题，达到彻底氧化分解污水中有机物而使水质净化的目的；采用活性炭层填料吸附污水中有机污染物的同时，能够吸附破坏未被完全利用的臭氧，无需设置臭氧破坏系统，此外，臭氧对活性炭有再生作用，可延长活性炭使用寿命。本实用新型的臭氧与活性炭一体化污水处理装置在工作状态时的反应条件温和，无需另加辅助氧化剂；在反冲洗状态时的进气与进水使用同一条管线进入池体，节省了基建投资费用。本实用新型的污水处理装置可应用在含油废水深度处理中，具有重要的推广价值，经济效益和社会效益显著。
图1为实施例1的臭氧与活性炭一体化污水处理装置示意图。主要组件符号说明:[0024]臭氧氧化室I活性炭吸附室2催化剂层3活性炭层4空压机5反冲洗水泵6臭氧发生器7进水水泵8文丘里管9出水管线10反冲洗出水管线11池体1具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1本实施例提供一种臭氧与活性炭一体化污水处理装置，如图1所示，该污水处理装置包括池体12、臭氧发生器7、进水水泵8、文丘里管9、空压机5、反冲洗水泵6、出水管线10、反冲洗出水管线11 ；其中，所述池体12为封闭式的混凝土池体，其由一隔板分隔为上部连通的臭氧氧化室I与活性炭吸附室2，其中，所述隔板的高度为1.Sm，所述臭氧氧化室I内部装填有直径为2-3mm的负载锰、铁、铜金属离子的三氧化二铝颗粒组成的催化剂层3，且该催化剂层3的厚度为2.0m，所述活性炭吸附室2内部装填有粒径为3mm的柱状活性炭颗粒组成的活性炭层4，且该活性炭层4的厚度为2.0m ；所述进水水泵8通过管线与所述臭氧氧化室I的下部连接，并于该管线上设有一文丘里管9，且该文丘里管9与所述臭氧发生器7连接；所述反冲洗水泵6与所述空压机5通过同一条管线与所述活性炭吸附室2的下部连接；所述出水管线10设于所述活性炭吸附室2的下部；所述反冲洗出水管线11设于所述臭氧氧化室I的下部。工作状态时，本实施例的臭氧与活性炭一体化污水处理装置使进水水泵8提升的污水与臭氧发生器7产生的臭氧(以进行处理的污水的总体积为基准，臭氧浓度为50-60mg/L) 一起通过文丘里管9，使污水与臭氧充分混合均匀后进入臭氧氧化室1，在臭氧氧化室I内采用上向流方式运行，污水在臭氧与催化剂层3的共同作用下得到氧化降解，然后由臭氧氧化室I与活性炭吸附室2上部连通的部分进入活性炭吸附室2，在活性炭吸附室2内采用下向流方式运行，污水中的有机污染物被活性炭层4吸附，同时未完全分解的臭氧被活性炭层4吸附，经处理后的污水经过出水管线10排出。反冲洗状态时，本实施例的臭氧与活性炭一体化污水处理装置采用空压机5与反冲洗水泵6依次进行气洗与水洗，先由空压机5提供气源进行气洗，空气依次通过活性炭吸附室2与臭氧氧化室1，活性炭层4与催化剂层3上截留的悬浮物被气体冲掉，然后由反冲洗水泵6提供反冲洗水进行水洗，被气冲掉的悬浮物随反冲洗水由反冲洗出水管线11排出。可以反复进行气洗与水洗，直到装置内截留的悬浮物得到去除，装置可重新投入运行。测试例I本测试例采用实施例1提供的臭氧与活性炭一体化污水处理装置对某油田洗罐污水进行污水处理。该油田洗罐污水的石油类为42mg/L, COD为220mg/L,采用的臭氧浓度为55mg/L(以进行处理的污水的总体积为基准)，处理水量为6m3/h。检测方法为:根据GB 11914-89中对水质化学需氧量测定:重铬酸盐法的规定进行COD的测定；根据GB/T16488-1996中对水质石油类和动植物油的测定:红外光度法的规定进行石油类的测定；根据CJ/T3028.2-1994中对臭氧发生器臭氧浓度、产量、电耗的测量:碘量法的规定进行臭氧浓度的测定。进行反应I小时后的实验结果如表I所示。表I
权利要求1.一种臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，该臭氧与活性炭一体化污水处理装置包括池体、臭氧发生器、进水水泵、文丘里管、空压机、反冲洗水泵、出水管线、反冲洗出水管线； 其中，所述池体为封闭式池体，其由一隔板分隔为上部连通的臭氧氧化室与活性炭吸附室； 所述进水水泵通过管线与所述臭氧氧化室的下部连接，并于该管线上设有一文丘里管，且该文丘里管与所述臭氧发生器连接； 所述反冲洗水泵与所述空压机通过同一条管线与所述活性炭吸附室的下部连接； 所述出水管线设于所述活性炭吸附室的下部； 所述反冲洗出水管线设于所述臭氧氧化室的下部。
2.如权利要求1所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述隔板的高度为所述池体高度的80% -90%。
3.如权利要求2所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述臭氧氧化室内部设有催化剂层，且该催化剂层的厚度为所述臭氧氧化室高度的75% -85%。
4.如权利要求3所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述催化剂层的厚度为2.0m。
5.如权利要求4所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述催化剂层中的催化剂颗粒为粒径为2-3mm的负载金属离子的催化剂颗粒。
6.如权利要求2所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述活性炭吸附室内部设有活性炭层，且该活性炭层的厚度为所述活性炭吸附室高度的75% -85%。
7.如权利要求6所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述活性炭层的厚度为2.0m。
8.如权利要求7所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述活性炭层中的活性炭颗粒为柱状的、粒径为3mm的活性炭颗粒。
9.如权利要求8所述的臭氧与活性炭一体化污水处理装置，其特征在于，所述活性炭颗粒为碘值为900mg/g的活性炭颗粒。
专利摘要本实用新型提供一种臭氧与活性炭一体化污水处理装置。该污水处理装置包括池体、臭氧发生器、进水水泵、文丘里管、空压机、反冲洗水泵、出水管线、反冲洗出水管线；其中，所述池体为封闭式池体，其由一隔板分隔为上部连通的臭氧氧化室与活性炭吸附室；所述进水水泵通过管线与所述臭氧氧化室的下部连接，并于该管线上设有一文丘里管，且该文丘里管与所述臭氧发生器连接；所述反冲洗水泵与所述空压机通过同一条管线与所述活性炭吸附室的下部连接；所述出水管线设于所述活性炭吸附室的下部；所述反冲洗出水管线设于所述臭氧氧化室的下部。该污水处理装置可提高臭氧利用率，有效吸附污水中污染物，并可利用臭氧延长活性炭使用寿命。
文档编号C02F1/28GK202968188SQ20122060988
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者王树国, 高易, 张欣, 肖庆林, 马俊峰, 李敏, 朱烨, 李恒东, 康惠珊 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气管道局