专利名称：一种加压催化生物接触氧化塔(器)的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加压催化生物接触氧化塔(器)。属于水处理技术领域。
背景技术：
传统催化氧化工艺如高温高压催化氧化、临界点催化氧化等，由于处理费用过高，反应条件苛刻，操作工艺复杂，而且高浓度有机废水中有机物种类多种多样，相应的催化剂种类也较繁多，因此针对不同的有机废水选择适当的催化氧化工艺是处理好废水的关键。近年来也出现了一些常压催化氧化，其原理是在表面催化剂存在的条件下，利用强氧化剂在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物，或直接氧化有机污染物；也可将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物，提高废水的可生化性，为后续装置提供较好的处理条件。但其存在的主要问题仍然是成本较高，即氧化剂消耗量较大。
生物接触氧化法是一种典型的生物膜法，但它又兼有活性污泥法的处理机理。生物接触氧化是利用附着在填料上的微生物氧化、分解污水中的有机物，从而达到净化污水的目的。近年来出现了加压生物接触氧化法，通过简单的“加压”方式有效提高污染物去除率。处理生活污水的试验表明，当压力为0.2MPa，停留时间为0.8h，气水比为(3～4)∶1时，处理出水的COD，BOD，SS等污染物浓度可达到一级排放标准。与常压法相比，污染物去除率提高了10％～18％，停留时间仅为常规生物处理法的1/3～1/4。因此，该法具有处理效果好、处理时间短、占地少、适用性强、耐冲击负荷的特点。但对于一些好氧微生物难降解的有机物其去除率明显偏低。
发明内容
本发明是将催化氧化及加压生物接触氧化法集成于一体的新型加压催化生物接触氧化技术。
基于水化学的理论，当催化材料配合还原性较强的三价铁使用时可以产生一个羟基自由基的链式反应，而羟基自由基可进行有机物的无选择氧化，最终将有机污染物矿化成二氧化碳和水。因此催化氧化的催化材料的选择、制备，是本工艺的关键。而其外围是设计合理的反应器。
本发明用固定在载体上的催化剂使压缩空气中的氧气作为主要的氧化剂参与反应，加入少量氧化剂只是为加快羟基自由基的生成，所以该催化氧化反应减少了氧化剂的耗量，降低了处理成本，提高了处理效率，同时又能使反应速度大大加快，缩短废水在塔内的停留时间。
本过程对大部分有机污染物的降解有效，经过催化氧化后废水的成分会发生很大的变化，最明显的是BOD/COD提高，即提高了废水的可生化性。经过催化氧化后废水再进入生物接触氧化段，更有利于附着在填料上的微生物对污水中的有机物进行氧化、分解。
加压催化生物接触氧化塔工作原理。反应器自上而下分为催化氧化区、生物接触氧化区。废水由进水口(1)进入加压生物氧化塔，同时将压缩空气经进气口(2)引入塔内，经布水器(3)将水均匀分布在催化填料(4)上，在一定压力下，溶解在水中的氧在催化剂的作用下氧化部分水中有机物，经催化氧化后水再进入生物接触氧化区(5)，由于这一区内生物膜是在一定压力下工作，所以水中溶解氧含量较高，生物在高溶解氧状态下对水中有机物进行接触氧化，迅速去除大部分有机物。处理后水经出水管(6)排出塔体。其特点是1、高度集成。在一个装置内集成电化学催化氧化、生物接触氧化等工艺过程，实现对有机物的高效氧化，耐冲击负荷。
2、水力停留时间短(30～40min)，流程简洁，占地小。
3、对进水的水质要求宽松，设备内无机械传动装置，维修量小；可实现全自动化运行，操作管理简便。
4、内部催化剂填料使用周期长，生物填料及生物膜处理负荷稳定，反冲洗时间短、周期长。
应用实例一目前国内聚氯乙烯装置普遍采用液相悬浮法生产聚氯乙烯，在汽提浆料离心脱水过程中排出大量浆料废水，每生产一吨聚氯乙烯约产生5～10吨废水)。该废水水质指标为CODcr＜169mg/l；PH8.43-9.6；BOD/COD约为0.04，可生化性较差，采用传统生物接触氧化法无法达标排放。
采用本发明的加压催化生物接触氧化塔，当进水水力条件为1t/h；水力停留时间为35min；压力4.5kg/cm2；气水比3∶1；氧化剂投加量15mg/l。
经过加压催化生物接触氧化后，废水出水水质指标为CODMn＜10mg/l；PH6-9，达到国家循环水补水水质指标要求。处理成本为1.76元/吨水。
应用实例二目前小区生活废水成为研究及治理的热点，国内目前主要采用地埋式一体化处理装置，存在处理流程长、占地面积大、操作复杂，处理效率随季节变化波动大。
采用本发明的加压催化生物接触氧化塔，当进水水质为CODcr为400-450mg/l；PH为7.6-8.6。进水水力条件为1t/h；水力停留时间为30min；压力4.5kg/cm2；气水比3∶1；氧化剂投加量10mg/l。经过加压催化生物接触氧化后，废水出水水质指标为CODCr＜48-62mg/l；PH6-9；达到国家排放一级标准要求。
1、进水口 2、进气口3、布水器4、催化填料5、生物填料6、出水口
权利要求
1.一种加压催化生物接触氧化塔(器)，其特征在于污水与空气以一定压力进入装有催化氧化填料与生物膜填料的同一容器中，通过催化氧化与生物接触氧化去除有机物分子的污水处理装置(塔)。
2.如权利1所述的加压催化生物接触氧化塔(器)，其特征在于氧化塔(器)中催化剂填料是贵重金属及两性金属氧化物在一定温度下烧结或在载体上喷涂而成的对废水中所含有机物有催化氧化作用的填料。
3.如权利1所述的加压催化生物接触氧化塔(器)，其特征在于氧化塔中生物膜填料是一种高比表面积的生物载体，在高效菌种中培养而成的附有生物膜的填料。
4.如权利1所述的加压催化生物接触氧化塔(器)，其特征在于氧化塔操作压力在4-5kg/cm2；水力停留时间在30-60min之间；气水比(2-4)∶1；氧化剂投加量(5-15)mg/l。
全文摘要
本发明提出一种加压催化生物接触氧化塔(器)。该设备将催化氧化、加压生物接触氧化等技术集于一体，高效去除水中所含有机物，使出水一步达到要求。具有集成化程度高、处理效率高、水力停留时间短、设备占地面积小等优点，设备一次性投资小。
文档编号C02F1/72GK1962481SQ200510115738
公开日2007年5月16日 申请日期2005年11月10日 优先权日2005年11月10日
发明者王小军 申请人:王小军