一种臭氧催化氧化污水处理装置的制作方法

1.本发明涉及臭氧催化氧化污水处理装置技术领域，尤其涉及一种臭氧催化氧化污水处理装置。


背景技术：

2.高级氧化技术是现在处理难降解有机污水最具有应用前景的方法之一。臭氧催化氧化作为高级氧化技术中的一种，在污水处理的诸多环节中已逐渐被广泛应用。近年来污染水中出现了一些单独用普通臭氧氧化，难以将其降解的有机污染物，人们使用非均相和固体催化剂以提高普通臭氧氧化能力的臭氧催化氧化。臭氧催化氧化具有处理效果好、稳定性强、不产生二次污染的优点，但是在实际使用过程中臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化床中固体催化剂存在易压实或磨蚀，使用寿命短，使得固体催化剂上的有效成分易流失或没有被完全利用，造成臭氧利用率低，污染物去除率低的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决臭氧催化氧化在使用时，臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化床中固体催化剂存在易压实或磨蚀，使用寿命短，使得固体催化剂上的有效成分易流失或没有被完全利用，造成臭氧利用率低，污染物去除率低的问题，而提出的一种臭氧催化氧化污水处理装置。本发明解决了臭氧催化氧化中固体催化剂易压实或磨蚀，使用寿命短，臭氧利用率低的问题，确保尾气破坏单元能全部将尾气中的臭氧还原，避免臭氧流入空气，防止在尾气破坏单元中尾气破坏装置的后端形成气体回流，适合在难降解有机污水处理中，作为臭氧催化氧化污水处理装置推广使用。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种臭氧催化氧化污水处理装置，包括催化氧化反应单元，以及与催化氧化反应单元前部连接的臭氧发生单元，催化氧化反应单元有反应器，臭氧发生单元能向催化氧化反应单元中的反应器内调节输送臭氧，催化氧化反应单元的后部连接设置有尾气破坏单元，还包括：
6.所述反应器内部有填料区，填料区内设置有承托件，承托件为多孔空心结构体，单个承托件上孔的总面积为单个承托件总表面积的20％～60％，承托件内设置有固体催化剂，承托件上孔的孔径不大于固体催化剂的粒径，单个承托体的体积为单个固体催化剂的5～50倍，相邻的承托件之间有空隙，承托件能避免固体催化剂在反应器内被压实或磨蚀，使固体催化剂的使用寿命长；
7.所述承托件能够由耐氧化腐蚀的材料制成，耐氧化腐蚀材料能够为玻璃材料或高分子聚合材料。
8.所述反应器内污水停留的时间不大于30min；
9.所述反应器外侧连接有循环管路，能通过循环管路上的循环泵调节循环流量为进水流量的0.1～20倍。
10.为了使水体有进有出，利于尾水外排和水体循环流动的形成，进一步地，所述反应器上顶部侧壁设置有排水口，排水口与尾水排放管道连接。
11.所述臭氧发生单元有臭氧发生器，可设置有臭氧浓度检测仪；
12.所述臭氧发生器能调节向反应器内投加臭氧的质量浓度是进水污水中cod质量浓度的1～4倍。
13.为了使臭氧与污水混合充分后再进入反应器内，进一步地，所述催化氧化反应单元包括调节池、水泵、反应器、布水布气装置，所述水泵一端与调节池连接，另一端与反应器底部内侧布水布气装置连接；
14.所述布水布气装置设置在反应器的底部内侧，布水布气装置通过管道分别与催化氧化反应单元中的水泵﹑臭氧发生单元中的臭氧发生器连接，布水布气装置能使臭氧与污水混合充分后进入反应器内。
15.为了使布水布气装置整体布水布气效果好，更进一步地，所述布水布气装置能包括有布气装置和布水装置，布气装置和布水装置相互连接为一体，布气装置能够为曝气盘、管式曝气器、射流曝气器、气液混合装置中的一种或一种以上组合，布水装置能够为穿孔管、喷头、滤头、旋转布水头中的一种或一种以上组合。
16.为了解决普通臭氧催化氧化处理装置中臭氧利用率低，提高臭氧利用率，进一步地，所述反应器还包括循环管路，循环管路能够有格栅、循环出液口﹑循环泵﹑循环进液口通过管道连接后形成，循环泵通过管道与循环出液口和循环进液口连接，循环进液口内侧设置有格栅，循环管路能有效提高臭氧利用率，解决了普通臭氧催化氧化处理装置中臭氧利用率低的问题；
17.所述循环管路能使臭氧和污水在反应器内形成循环混液，通过循环混液的流动能不断带走承托件内固体催化剂表面产生的自由基，使固体催化剂的表面更容易连续不断地生成羟基自由基，能更进一步地提高污水的催化氧化处理效果；
18.为了能避免循环管路中循环泵因循环进液口被堵塞而空转，使循环管路中整体循环混液效果好，更进一步地，所述循环管路中的循环进液口内设置有格栅，格栅能防止带固体催化剂的承托件堵住循环进液口，避免循环泵因循环进液口被堵塞而空转；
19.所述循环泵能够为旋涡泵、离心泵、立式泵、轴流泵中的一种或一种以上组合；
20.为了使反应器中污水的催化氧化处理效果更好，进一步地，所述反应器的内部在设置有固体催化剂承托件的区域范围内，还能够设置有耦合剂，耦合剂能使反应器中污水的催化氧化处理效果更好；
21.所述耦合剂能够为双氧水、过渡金属离子、过硫酸氢盐(pms)、过硫酸盐(ps)中的一种或一种以上组合；所述双氧水投加量为0～0.5％，所述过渡金属离子投加量为0～0.2％，所述过硫酸氢盐(pms)投加量为0～0.2％，所述过硫酸盐(ps)投加量为0～0.2％。
22.为了避免含有水汽的臭氧氧化腐蚀尾气破坏单元中的尾气破坏装置，避免在尾气破坏装置后端形成气体回流现象，进一步地，所述尾气破坏单元有除雾器和尾气破坏装置，除雾器前端与催化氧化反应单元中反应器的后部连接，除雾器的后端与尾气破坏装置连接，除雾器能去除从催化氧化反应单元中反应器后部流出的臭氧中所含有水汽，避免含有水汽的臭氧氧化腐蚀尾气破坏装置，尾气破坏装置能使臭氧被还原为氧气，防止臭氧进入尾气破坏装置外部的空气；
23.所述尾气破坏装置的后端还能设置有风机，风机能使从尾气破坏装置后端排出的气体外排更顺畅，避免尾气破坏装置内外形成负压，在尾气破坏装置后端形成气体回流。
24.与现有技术相比，本发明提供了一种臭氧催化氧化污水处理装置，具备以下有益效果：
25.1、该臭氧催化氧化污水处理装置，通过在反应器内部设置承托件，并将固体催化剂设置在承托件内部，承托件能避免固体催化剂在反应器内被压实或磨蚀，使固体催化剂的使用寿命长，解决了普通臭氧催化装置中的氧化臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化床中固体催化剂存在易压实或磨蚀，使用寿命短的问题；
26.2、该臭氧催化氧化污水处理装置，通过在反应器外侧设置循环管路，循环管路能使臭氧和污水在反应器内形成循环混液，通过循环混液的流动不断带走承托件内固体催化剂表面不断产生的自由基，使固体催化剂的表面更容易连续不断地生成羟基自由基，使污水的催化氧化处理效果好；
27.3、该臭氧催化氧化污水处理装置，通过在催化氧化反应单元中反应器后部连接设置除雾器和尾气破坏装置，利用除雾器将含有水汽臭氧中的水汽去除掉，避免含有水汽的臭氧氧化腐蚀尾气破坏装置，尾气破坏装置能使臭氧被还原为氧气，防止臭氧进入尾气破坏装置外部的空气，并在尾气破坏装置后端设置风机，利用风机能使从尾气破坏装置后端排出的气体外排更顺畅，避免尾气破坏装置内外形成负压，在尾气破坏装置后端形成气体回流，利用尾气破坏装置能实现对从反应器后部流出臭氧的收集和分解破坏无二次污染，同时避免了臭氧污染空气。
附图说明
28.图1为本发明提出的一种臭氧催化氧化污水处理装置中主要组成部分的整体连接示意图；
29.图2为本发明提出的一种臭氧催化氧化污水处理装置中承托件内未装有固体催化剂时，承托件整体立体俯视示意图；
30.图3为本发明提出的一种臭氧催化氧化污水处理装置中承托件内装有固体催化剂时，承托件整体立体正视示意图。
31.图中：1、臭氧发生器；2、调节池；3、水泵；4、布水布气装置；5、填料区；6、反应器；7、尾水排放管路；8、格栅；9、循环泵；10、除雾器；11、尾气破坏装置；12、风机；13、承托件；14、固体催化剂。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
35.参见附图1～附图3：一种臭氧催化氧化污水处理装置，包括催化氧化反应单元，以及与催化氧化反应单元前部连接的臭氧发生单元，催化氧化反应单元有反应器6，臭氧发生单元能向催化氧化反应单元中的反应器6内调节输送臭氧，催化氧化反应单元的后部连接设置有尾气破坏单元，还包括：
36.反应器6外部连接设置有臭氧发生器1，臭氧发生器1能调节使向反应器6内投加臭氧量与向反应器6内投加污水中cod质量浓度的比例范围为1～4；
37.反应器6内污水停留的时间不大于30min；
38.反应器6外侧连接有循环管路，能通过循环管路上的循环泵9调节循环流量为进水流量的0.1～20倍；
39.反应器6内部有填料区5，填料区5内设置有承托件13，承托件13为多孔空心结构体，单个承托件13上孔的总面积为单个承托件13总表面积的20％～60％，承托件13内设置有固体催化剂14，承托件13上孔的孔径不大于固体催化剂14的粒径，单个承托体13的体积为单个固体催化剂14的5～50倍，相邻的承托件13之间有空隙，承托件13能避免固体催化剂14在反应器6内被压实或磨蚀，使固体催化剂14的使用寿命长；所述反应器6内承托件14能够由耐氧化腐蚀的材料制成，耐氧化腐蚀材料能够为玻璃材料或高分子聚合材料；
40.反应器6上顶部侧壁设置有排水口，排水口与尾水排放管路7连接。
41.为了避免含有水汽的臭氧氧化腐蚀尾气破坏单元中的尾气破坏装置11，避免在尾气破坏装置11后端形成气体回流现象，需要解释的是：尾气破坏单元有除雾器10和尾气破坏装置11，除雾器10前端与催化氧化反应单元中反应器6的后部连接，除雾器10的后端与尾气破坏装置11连接，除雾器10能去除从催化氧化反应单元中反应器6后部流出的臭氧中所含有水汽，避免含有水汽的臭氧氧化腐蚀尾气破坏装置11，尾气破坏装置11能使臭氧被还原为氧气，防止臭氧进入尾气破坏装置11外部的空气；
42.尾气破坏装置11的后端还能设置有风机12，风机12能使从尾气破坏装置11后端排出的气体外排更顺畅，避免尾气破坏装置11内外形成负压，在尾气破坏装置11后端形成气体回流。
43.为了使臭氧与污水混合充分后再进入反应器6内，需要解释的是：催化氧化反应单元还有布水布气装置4，布水布气装置4设置在反应器6的底部内侧，布水布气装置4通过管道分别与催化氧化反应单元中的水泵3﹑臭氧发生单元中的臭氧发生器1连接，布水布气装置4能使臭氧与污水混合充分后进入反应器6内。
44.为了使布水布气装置4整体布水布气效果好，需要进一步解释的是：布水布气装置4能包括有布气装置和布水装置，布气装置和布水装置相互连接为一体，布气装置能够为曝气盘、管式曝气器、射流曝气器、气液混合装置中的一种或一种以上组合，布水装置能够为穿孔管、喷头、滤头、旋转布水头中的一种或一种以上组合。
45.为了解决普通臭氧催化氧化处理装置中臭氧利用率低，提高臭氧利用率，需要解释的是：反应器6外侧还设置有循环管路，循环管路能使反应器6内污水中未反应用完的臭氧被循环利用，循环管路能使反应器6内液体的循环流量为反应器6底部通过布水布气装置4进入反应器内水体流量的0.1～20倍，能有效提高臭氧利用率，解决了普通臭氧催化氧化处理装置中臭氧利用率低的问题；
46.反应器6还包括循环管路，循环管路能够有格栅8、循环出液口、循环泵9、循环进液
口通过管道连接后形成，循环泵9通过管道与循环出液口和循环进液口连接，循环进液口内设置有格栅8；
47.循环管路能使臭氧和污水在反应器6内形成循环混液，通过循环混液的流动能不断带走承托件13内固体催化剂14表面不断产生的自由基，使固体催化剂14的表面更容易连续不断地生成羟基自由基，能更进一步地提高污水的催化氧化处理效果；
48.为了能避免循环管路中循环泵9因循环进液口被堵塞而空转，使循环管路中整体循环混液效果好，需要进一步解释的是：循环管路能够有循环出液口﹑循环进液口﹑循环泵9﹑格栅8通过管道连接后形成，循环进液口内设置有格栅8，格栅8能防止带固体催化剂14的承托件13堵住循环进液口，避免循环泵9因循环进液口被堵塞而空转；
49.为了使循环管路中循环及过滤效果好，需要再进一步解释的是：循环泵9能够为旋涡泵、离心泵、立式泵、轴流泵中的一种或一种以上组合。
50.为了使反应器6中污水的催化氧化处理效果更好，需要解释的是：反应器6的内部在设置有固体催化剂14承托件13的区域范围内，还能够设置有耦合剂，耦合剂能使反应器7中污水的催化氧化处理效果更好；
51.耦合剂能够为双氧水、过渡金属离子、过硫酸氢盐(pms)、过硫酸盐(ps)中的一种或一种以上组合；双氧水投加量为0～0.5％，所述过渡金属离子投加量为0～0.2％，过硫酸氢盐(pms)投加量为0～0.2％，过硫酸盐(ps)投加量为0～0.2％。
52.本发明装置使用过程中：由臭氧发生器1产生的臭氧与催化氧化反应单元中反应器6底部的布水布气装置4连接，通过调节臭氧发生器1，使投加的臭氧量与通过催化氧化反应单元中污水调节池2向反应器6内投加污水中cod质量浓度的比例范围为1～4；
53.污水由调节池2经过水泵3的提升至反应器6下面，此时反应器6底部的布水布气装置4，能将臭氧和污水通过布水布气装置4均匀布水布气混合后流入反应器6内；
54.反应器6内部填料区5内装填有固体催化剂14，固体催化剂14由承托体13装载，污水流量过大或反应完成后经过反应器6催化氧化达标后的水体，从反应器6上的排水口连接的尾水排放管道7内向外排出；
55.同时反应器6内上部的污水能依次通过循环进液口内格栅8、循环泵9到反应器6下部的循环出液口再进入反应器6内，实现污水循环使臭氧和污水在反应器6内形成循环混液，通过循环混液的流动不断带走承托件13内固体催化剂14表面不断产生的自由基，使固体催化剂14的表面更容易生成连续不断的羟基自由基，能更进一步地提高污水的催化氧化处理效果；
56.反应器6内部未反应的臭氧能通过除雾器10和尾气破坏装置11处理后，经过尾气破坏装置11后端的风机12排入空气中；
57.同时，调节池2内的污水经过水泵3的提升流入反应器6中，反应器6内臭氧发生器1产生流入的臭氧与承托件13内固体催化剂14，能分解污水中的有机污染物；通过臭氧发生器1调节臭氧的浓度及流量，臭氧到达反应器6内能对污水中的有机污染物进行氧化处理，同时反应器6中填料区5内承托件12内的固体催化剂13产生的羟基自由基也能够对污水中的有机污染物进行氧化处理，进而实现对反应器6中污水内含有的有机污染物的深度降解；
58.此时，反应器6中填料区5的承托件13能够为空心多孔球体，空心多孔球体的承托件13内装有固体催化剂14，不同的空心多孔球体承托件13之间都有间隙，这样解决了臭氧
催化氧化在使用时，臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化床中固体催化剂14存在易压实或磨蚀，使用寿命短，使得固体催化剂14上的有效成分易流失或没有被完全利用，造成臭氧利用率低，污染物去除率低的问题，同时能延长固体催化剂14的使用寿命，使反应器6中的污水处理效果在长时间内能保持高效稳定。
59.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。