利用臭氧‑OH·去除污染物的水处理装置及方法与流程

本发明属于水处理技术领域，特别是一种利用臭氧-OH·去除污染物的水处理装置及方法。

背景技术：

不同pH条件下，多相臭氧催化氧化的反应过程分为三步：

第一步过程，臭氧均相分解

O₃In→O₃^·-+In⁺ (1-3)

第二步过程，活性炭表面多相分解

2＜pH＜6：

pH＞6：

第二步过程，自由基均相扩散和终止反应

上述式中S为催化剂表面，In为促进臭氧分解的基团，P为羟基自由基捕获剂，第二步过程，公式(1-5)至公式(1-11)，为活性炭表面化学反应，涉及吸附、表面反应和解吸等过程，第3步过程，公式(1-12)至公式(1-15)，在液相反应体系中进行。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种利用臭氧-OH·去除污染物的水处理装置及方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种利用臭氧-OH·去除污染物的水处理装置，包括装置的圆柱状壳体，在壳体的顶部左侧安装有出水口，在壳体的右侧自上而下依次安装有加药口、上层取样口、中层取样口及下层取样口，在壳体的底端通过法兰连接有臭氧曝气口管道，在曝气口管道的侧壁上安装有进水口，在壳体内的中下部安置有活性炭填装柱。

而且，所述活性炭填装柱的直径为壳体直径的三分之一至二分之一，活性炭填装柱距壳体底端法兰的距离为活性炭填装柱直径的0.5倍至1.0倍，活性炭填装柱的高度为其自身直径的5倍至8倍，是壳体高度的0.4倍至0.5倍。

而且，所述壳体高1.5m，直径0.3m。

一种利用臭氧-OH·去除污染物的水处理装置的方法，方法内容包括：

第一步，根据试验数据和拟合模型，确定活性炭、臭氧和对氯苯甲酸的反应体系用量配方，

其中，拟合模型包括：

一次多项式模型:

二次多项式模型:

其中，反应体系用量配方为：选用活性炭为固相催化剂，活性炭体系用量为5g，在臭氧曝气口臭氧浓度为16mg/L，臭氧气体流速为60L/h的曝气条件下，加入的对氯苯甲酸用量为3g/L；

第二步，控制污水流速，控制污水由装置壳体底部流入，由装置壳体顶部流出，被处理污水在装置壳体内停留时间为2.5h至3.5h。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明方法所用试剂配方及用量可以促进臭氧分解产生OH·在反应过程中产生大量的OH·。

2、本发明装置通过可以通过产生大量OH·高效地去除污染物。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。

一种利用臭氧-OH·去除污染物的水处理装置，包括装置的圆柱状壳体2，在壳体的顶部左侧安装有出水口1，在壳体的右侧自上而下依次安装有加药口3、上层取样口4、中层取样口6及下层取样口7，在壳体的底端通过法兰8连接有臭氧曝气口管道9，在曝气口管道的侧壁上安装有进水口10，在壳体内的中下部安置有活性炭填装柱5。

在本发明的具体实施中，所述活性炭填装柱的直径为壳体直径的三分之一至二分之一，活性炭填装柱距壳体底端法兰的距离为活性炭填装柱直径的0.5倍至1.0倍，活性炭填装柱的高度为其自身直径的5倍至8倍，是壳体高度的0.4倍至0.5倍。

在本发明的具体实施中，所述壳体高1.5m，直径0.3m。

一种利用臭氧-OH·去除污染物的水处理装置的方法，方法内容包括：

第一步，根据试验数据和拟合模型，确定活性炭、臭氧和对氯苯甲酸的反应体系用量配方，其中，拟合模型包括：

一次多项式模型:

二次多项式模型:

其中，反应体系用量配方为：选用活性炭为固相催化剂，活性炭体系用量为5g，在臭氧曝气口臭氧浓度为16mg/L，臭氧气体流速为60L/h的曝气条件下，加入对氯苯甲酸作为辅助药剂时促进臭氧氧化过程，对氯苯甲酸用量为3g/L。可以促进臭氧在活性炭表面分解，产生羟基自由基释放到液相体系中，改变O3/OH·的链式反应，增强处理效果。

第二步，控制污水流速，控制污水由装置壳体底部流入，由装置壳体顶部流出，被处理污水在装置壳体内停留时间为2.5h至3.5h，处理后的污水满足国家污水排放标准。