1所属技术领域
本发明涉及一种上向流固定床均相臭氧氧化工艺，特别是针对：1)传统臭氧氧化工艺臭氧传质效率低的缺陷而采取的解决措施、2)促使臭氧高效快速产生羟基自由基(·oh)所采取的解决措施以及3)臭氧接触反应池出水中残余臭氧和快速羟基自由基(·oh)消解并使出水污染物进一步降低所采取的解决措施。
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背景技术：
臭氧是人类已知的最强的氧化剂之一，作为污水处理的氧化剂，处理的主要目的是：1)去除水中有机物和一些无机污染物；2)提高污水的可生化性；3)脱除水的色度；4)杀菌消毒等。
现在水处理行业广为使用的臭氧氧化工艺，系利用臭氧的强氧化性对水中污染物进行氧化降解的技术。为了提高臭氧的氧化效率，大多采用了组合式高级氧化技术(如o3/h2o2等)或催化技术，这就是所谓的臭氧高级氧化或臭氧催化氧化工艺。在实际应用中，根据使用的催化剂的形态，可分为均相过程和非均相过程。均相臭氧催化氧化工艺采用的催化剂一般为过渡金属离子，非均相臭氧催化氧化工艺采用的催化剂是固态金属、金属氧化物或负载在载体上的金属或金属氧化物。我们采用的上向流固定床均相臭氧氧化工艺针对均相臭氧催化氧化工艺中催化剂流失的问题以及非均相臭氧催化氧化工艺中催化剂失效的问题，采取了独特的解决办法，确保了出水水质指标和消耗指标全面优于上述两种工艺。我司的臭氧氧化工艺为独特的上向流固定床均相臭氧氧化工艺，所谓上向流是指水流穿过接触反应池填料层的流向为向上流过；所谓固定床是指发生绝大多数臭氧氧化反应的地方是具有吸附性的填料床，所谓均相是指催化剂或反应助剂等是在水进入填料层之前就分散溶入到水中的，并不是事先固定在填料表面的。
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技术实现要素：
为了有效地解决1)传统臭氧氧化工艺臭氧传质效率低的缺陷、2)促使臭氧高效快速产生羟基自由基(·oh)的问题以及3)臭氧接触反应池出水中残余臭氧快速消解并使出水污染物进一步降低的问题，本发明提供了：1)一种上向流滤池型臭氧接触氧化反应池，臭氧气体与水和反应助剂(h2o2、naoh或催化剂等)混合进入填料层(包括但不限于：活性炭颗粒、石英砂、火山岩、陶粒生物填料或其它有过滤功能的填料)，进行充分的混合、接触、传质、反应和2)一种工艺操作方法，即通过在进水中投加反应助剂或催化剂(包括但不限于h2o2、naoh、过渡金属离子催化剂，等)，使进入填料区的臭氧短时间内产生大量的羟基自由基(·oh)，从而进一步提高反应效率以及3)一种新型臭氧消解稳定池，使出水满足下序工艺处理单元的进水要求。
本发明解决其问题所采用的方案是：1)臭氧接触反应池采用类似于上向流曝气生物滤池的池型结构，使水、臭氧、催化剂或反应助剂在填料层充分混合、接触、传质、反应；2)在进水中投加反应助剂或催化剂(包括但不限于h2o2、naoh、过渡金属离子催化剂，等)，使进入填料区的臭氧短时间内产生大量的羟基自由基(·oh)，从而进一步提高反应效率；3)稳定池主体采用滤池型结构，用于提供残余臭氧和羟基自由基(·oh)和水中残余污染物继续进行反应消解的场所，滤料包括但不限于：活性炭颗粒、石英砂、火山岩、陶粒生物填料或其它有过滤功能的填料及填料组合，并利用臭氧的混凝效应在滤层中截留残余的污染物；4)稳定池附带的调质水池内设置自动化仪表，与加药装置联锁，根据实测数据和下序处理工艺单元的进水要求对水质进行加药调整处理。
本发明的有益效果是：1)在保证足够的有效接触反应时间的前提下，臭氧接触反应池的水力停留时间大幅度减少，一般不会超过40min；2)臭氧氧化效率大幅度提高，cod的去除效率最高可达90％以上。3)由于采用了独特的残余臭氧及羟基自由基(·oh)的消解技术，彻底解决了它们对下序生物处理单元形成冲击的问题，为下序生物处理单元达到预定的处理效果提供了支持。
4附图说明
详见图1。图1为接触反应池、稳定池、调质池和出水池结构原理图。
图中：1——进水控制阀；2——反洗进水控制阀；3——反洗进气控制阀；4——臭氧进气控制阀；5——接触反应池放空阀；6——接触反应池反洗排水阀；7——接触反应池配水区；8——接触反应池滤板与滤头；9——接触反应池填料；10——接触反应池出水区；11——接触反应池工作水位；12——接触反应池出水堰；13——接触反应池反洗水位；14——接触反应池反洗废水出水堰；15——接触反应池密封盖板；16——稳定池v型配水槽、17——稳定区工作水位；18——稳定池填料；19——稳定池滤板与滤头；20——稳定池出水区/反洗配水区；21——稳定池反洗排水槽；22——稳定池放空阀；23——稳定池出水调节阀；24——稳定池反洗进气阀；25——稳定池反洗进水阀；26——稳定池反洗废水排水阀；27——调质水池；28——跌水堰；29——出水池；30——出水阀门；31——接触反应池布气装置
5具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细描述：
污水(投加反应助剂或催化剂等)首先经过进水控制阀(1)进入接触反应池配水区(7)，同时富含臭氧的气体经臭氧进气控制阀(4)进入该接触反应池配水区(7)，在这里进行初步混合接触，然后共同通过安装在接触反应池滤板上的滤头(8)进入填料区(9)，在这里进行深度混合、接触、传质、反应。污水经过填料区后进入接触反应池出水区(10)，经接触反应池出水堰(12)跌水进入稳定池的v型配水槽(16)。然后经v型配水槽(16)分配到稳定池滤料表面，进入稳定池填料层(18)，在这里消耗掉水中残余的臭氧和羟基自由基，使cod进一步降低，经安装在稳定池滤板上的滤头(19)进入稳定池出水区/反洗配水区(20)，经稳定池出水调节阀(23)进入调质水池(27)，在这里，根据水质数据和下序处理单元的进水要求进行调质，合乎要求的水再经过跌水堰(28)进入出水池，通过出水阀门(30)自流或经泵提升送出。
由于污水中难免存在悬浮物质(ss)，当工作一段时间后，需要对接触反应池填料进行反洗。反洗开始时，先关闭进水控制阀(1)和臭氧进气控制阀(4)；然后开启接触反应池放空阀(5)将水位降到接触反应池反洗水位(13)以下一定距离，然后关闭接触反应池放空阀(5)，开启反洗进气控制阀(3)，对接触反应池填料(9)进行气洗，气洗一段时间后开启反洗进水控制阀(2)和接触反应池反洗排水阀(6)，对接触反应池填料(9)进行气-水联合反洗，联合反洗一段时间后，关闭反洗进气控制阀(3)，对接触反应池填料(9)进行一段时间的单独水洗。气-水联合反洗和单独水洗时，反洗废水经接触反应池反洗废水出水堰(14)通过接触反应池反洗排水阀(6)排至反洗废水池(另行设计)。反洗过程结束，同时关闭反洗进水控制阀(2)和接触反应池反洗排水阀(6)后，打开进水控制阀(1)和臭氧进气控制阀(4)，新的处理循环再次开始。
当稳定池填料层(18)工作一段时间需要进行反冲洗时，首先关闭稳定池出水调节阀(23)、进水控制阀(1)和臭氧进气控制阀(4)；然后开启稳定池放空阀(22)将池内水位降低到一定程度，再开启稳定池反洗进气阀(24)、和稳定池反洗废水排水阀(26)，开始对稳定池填料层(18)进行气洗，经过一段时间后，开启稳定池反洗进水阀(25)、进水控制阀(1)和臭氧进气控制阀(4)，开始对稳定池填料层(18)进行气-水反洗，同时对稳定池填料层(18)进行表面扫洗，经过一段时间后，关闭稳定池反洗进气阀(24)，对稳定池填料层(18)进行单独水洗，经过一段时间后关闭稳定池反洗进水阀(25)和稳定池反洗废水排水阀(26)，反洗过程结束。开启稳定池出水调节阀(23)，稳定池重新开始工作。
反洗用水来自调质水池(27)。