專利名稱:一種兩段式臭氧催化氧化裝置的制造方法
【專利摘要】一種兩段式臭氧催化裝置,該裝置為塔形,其特征在于裝置空間采用上下布置的結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì),其特征為:裝置的高度6.5?9.1米,直徑1~3.8m,底部設(shè)置進(jìn)水口、氣水進(jìn)口、排放口、泄空口,裝置內(nèi)具有第一段臭氧氧化區(qū)和第二段臭氧催化氧化區(qū),第一級(jí)催化氧化區(qū)位于第二段臭氧氧化區(qū)的上部,第二段臭氧催化氧化區(qū)距塔底2.5?5.2米,第二段臭氧催化氧化區(qū)設(shè)有進(jìn)氣布?xì)庋b置,其內(nèi)設(shè)有臭氧曝氣盤和氣洗管,設(shè)有空氣進(jìn)口、臭氧進(jìn)口人孔和事故排放口,第二段臭氧氧化區(qū)上部為裝有催化劑填料的第一段臭氧催化反應(yīng)區(qū),其內(nèi)桶填料填充率為65%?80%,塔頂設(shè)有排氣口、尾氣排放口、人口/進(jìn)料口和呼吸倒接扣,整個(gè)反應(yīng)裝置處于密封狀態(tài)。
【專利說明】
一種兩段式臭氧催化氧化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種污水處理方法,尤其涉及污水深度臭氧催化氧化處理的處理方法,屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧能夠氧化大多數(shù)有機(jī)物,特別是氧化難以降解的物質(zhì),效果良好。臭氧在與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)過程中,通常伴隨著直接反應(yīng)和間接反應(yīng)兩種途徑,不同反應(yīng)途徑的氧化產(chǎn)物不同,且受控的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)類型也不同。
[0003]對(duì)于工業(yè)廢水深度處理來說,污水經(jīng)過除油、生化等工藝處理后,仍然含有大量的單環(huán)、多環(huán)及雜環(huán)極性污染物,單獨(dú)靠簡單的物理方法和生物法很難達(dá)到處理要求。臭氧具有強(qiáng)氧化作用,在催化劑的作用下產(chǎn)生的羥基自由基具有無選擇性氧化,使有機(jī)污染物或官能團(tuán)發(fā)生變化,斷裂污染物中的C-C鍵及不飽和鍵,從而提高污水中污染物的降解能力。
[0004]單獨(dú)使用臭氧氧化工藝存在著溶解度低、利用率低以及氧化能力不足的問題。采用催化氧化而已崔進(jìn)臭氧的分解,加快有機(jī)物氧化速率,在現(xiàn)在技術(shù)中,為提尚臭氧催化氧化的效果,多采用采用臭氧氧化和臭氧催化氧化相結(jié)合的方式。但是,實(shí)際應(yīng)用中普遍存在臭氧投加量不合理,利用率低,效果不佳的缺點(diǎn),因此臭氧催化氧化裝置的改進(jìn)近些年成為研究熱點(diǎn)。
[0005]實(shí)踐證明,現(xiàn)行的臭氧催化氧化裝置存在以下缺點(diǎn):
[0006](I)現(xiàn)行臭氧催化氧化裝置采用單罐或雙罐組合模式,這樣的形式氧化效果差,不易調(diào)整參數(shù),當(dāng)來水水質(zhì)不穩(wěn)定時(shí)或收到事故沖擊時(shí)很難保證最終出水達(dá)標(biāo)。同時(shí)如若設(shè)計(jì)參數(shù)不妥很難保證第二級(jí)穩(wěn)定運(yùn)行;
[0007](2)現(xiàn)行臭氧催化氧化裝置采用單罐或雙罐組合模式,由于采用雙罐模式通常采用鋼砼或玻璃鋼或不銹鋼形式,建造成本高,占地面積大,受到施工周期等因素影響。
[0008](3)現(xiàn)行臭氧催化氧化裝置采用單罐或雙罐組合模式,臭氧利用率不能達(dá)到最大,造成部分臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧未經(jīng)反應(yīng)直接排放,導(dǎo)致臭氧投加量大,即便有尾氣再利用還需投加動(dòng)力設(shè)施,整體能耗高,運(yùn)行費(fèi)用高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種新型的臭氧催化氧化污水處理裝置,采用上下組合方式的兩段式臭氧催化氧化裝置,實(shí)現(xiàn)臭氧氧化和催化氧化的有機(jī)結(jié)合,多點(diǎn)臭氧投加不僅能提高污水處理的穩(wěn)定性和效率,而且可以裝置化因此可以減少工程建設(shè)周期、占地面積、維護(hù)管理容易。
[0010]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0011 ] 一種兩段式臭氧催化裝置,該裝置為塔形,其特征在于裝置空間采用上下布置的結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì),其特征為:裝置的高度6.5-9.1米,直徑I?3.8m,底部設(shè)置進(jìn)水口、氣水進(jìn)口、排放口、泄空口,裝置內(nèi)具有第一段臭氧氧化區(qū)和第二段臭氧催化氧化區(qū),第一級(jí)催化氧化區(qū)位于第二段臭氧氧化區(qū)的上部,第二段臭氧催化氧化區(qū)距塔底2.5-5.2米,第二段臭氧催化氧化區(qū)設(shè)有進(jìn)氣布?xì)庋b置,其內(nèi)設(shè)有臭氧曝氣盤和氣洗管,第二段臭氧催化氧化區(qū)的底端設(shè)有空氣進(jìn)口、臭氧進(jìn)口、人孔和事故排放口,第二段臭氧氧化區(qū)上部為裝有催化劑填料的第一段臭氧催化反應(yīng)區(qū),其內(nèi)桶填料填充率為65%-80%,塔頂設(shè)有排氣口、臭氧尾氣排放口、人口/進(jìn)料口和呼吸倒接口,整個(gè)反應(yīng)裝置處于密封狀態(tài)。
[0012]作為進(jìn)一步優(yōu)選,第一級(jí)催化氧化區(qū)的上端也具有第一進(jìn)水口,第一級(jí)催化氧化區(qū)的底端具有卸料口。
[0013]作為進(jìn)一步優(yōu)選,第一級(jí)催化氧化區(qū)的外側(cè)具有爬梯和護(hù)欄。
[0014]首先來水經(jīng)栗提升至進(jìn)水口,與此同時(shí),臭氧由射流器或射流栗帶入均勻分布在整個(gè)裝置底部,此時(shí)的臭氧與污水進(jìn)行均勻接觸,進(jìn)行初步有機(jī)物的降解,在這里主要是臭氧直接氧化機(jī)理。在該反應(yīng)區(qū)的臭氧投加量需要根據(jù)不同水質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)確定。
[0015]在臭氧催化氧化區(qū),臭氧由鈦盤布?xì)?,盡量使得臭氧微氣泡化,在該反應(yīng)區(qū)內(nèi)廢水在催化劑存在的情況下進(jìn)行臭氧催化氧化,進(jìn)一步降解一段臭氧氧化后的廢水。
[0016]當(dāng)發(fā)現(xiàn)出水濁度較高或催化效果減弱時(shí),開啟空氣進(jìn)氣裝置,對(duì)催化劑進(jìn)行氣擦洗,擦洗強(qiáng)度為8.5-10L/m2.s,時(shí)間為3_5min,反洗污水由出水口排出裝置外。隨后進(jìn)入正常產(chǎn)水模式。
[0017]優(yōu)選催化劑填料為Mn0/Al203、Cu0/A1203等。當(dāng)出現(xiàn)事故時(shí),污水由泄空口放出,進(jìn)行塔體的檢修。填料由塔頂?shù)倪M(jìn)料口裝填,當(dāng)出現(xiàn)催化劑失效后由卸料口卸除。
[0018]通過本實(shí)用新型方法的實(shí)施,可以減少外部動(dòng)力設(shè)備的建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用,系統(tǒng)投資節(jié)約10-25%左右,它與常規(guī)臭氧催化氧化裝置相比具有如下的優(yōu)勢(shì):
[0019]該裝置使污水先經(jīng)過臭氧氧化降解相對(duì)容易降解的污染物,再與臭氧催化劑接觸反應(yīng),降解難降解的污染物,充分發(fā)揮催化劑性能,催化氧化用于降解難降解的有機(jī)物,增強(qiáng)處理效果,防止常規(guī)裝置因沒有臭氧氧化與催化氧化沒有將其空間分開導(dǎo)致的處理效果下降。
[0020]該設(shè)計(jì)可以減少臭氧催化劑的投加量,可以減少整體項(xiàng)目投資費(fèi)用,系統(tǒng)投資節(jié)約10-25%左右。
[0021]較常規(guī)反應(yīng)裝置而言,第一段的反應(yīng)剩余的臭氧尾氣無需重新經(jīng)風(fēng)機(jī)增壓至第二段,減少風(fēng)機(jī)的投資及運(yùn)行費(fèi)用,同時(shí)由于二段催化反應(yīng)區(qū)位于一段上方,增加水位壓,可使第一段的臭氧溶解度增大,臭氧利用率提高。
[0022]通過調(diào)整第一段臭氧氧化區(qū)與第二段臭氧催化氧化區(qū)的容積比例、催化劑填充量、兩段的臭氧投加比例,可以適應(yīng)較廣范圍的污水水質(zhì)。
[0023]如果處理量較大時(shí),可以多個(gè)裝置同時(shí)運(yùn)行,如果處理量較小時(shí),可以設(shè)置裝置序批式運(yùn)行,因此該設(shè)計(jì)較為靈活適用于大小規(guī)模的污水處理。
[0024]本實(shí)用新型的方法用于處理某鋼鐵廠企業(yè)的焦化酚氰廢水,并與常規(guī)臭氧催化氧化裝置進(jìn)行對(duì)比。酚氰廢水經(jīng)生化處理后COD在130?250mg/L左右,經(jīng)臭氧催化氧化后要求COD降可至80mg/L,在相同的臭氧投加量(120mg/L)和接觸反應(yīng)時(shí)間下取樣,兩種反應(yīng)裝置的出水對(duì)比如下:當(dāng)來水COD為110?17 5mg/L時(shí),平均值為13 5mg/L。反應(yīng)Ih后,本實(shí)用新型新型裝置的出水COD平均在42mg/L,常規(guī)裝置的出水COD平均在87mg/L,進(jìn)水氰含量平均
0.97mg/L,本實(shí)用新型新型裝置的出水平均在0.llmg/L,常規(guī)裝置的出水平均在0.36mg/L。
[0025]該裝置用于某工業(yè)園區(qū)污水處理廠,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)來水COD在82-99mg/L時(shí),出水穩(wěn)定到COD彡50mg/L,臭氧投加量為15.9g/m3;當(dāng)來水COD在61-72mg/L時(shí),出水穩(wěn)定到COD<50mg/L,臭氧投加量為8.1g/m3;經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本催化填料的臭氧催化氧化完全可以滿足對(duì)污水處理減排的要求小于50mg/L。出水COD滿足該園區(qū)的回用水標(biāo)準(zhǔn):COD彡50mg/L。使用前后,催化劑填料的抗壓性能和活性組分未發(fā)生明顯變化,催化效果穩(wěn)定。施工占地比傳統(tǒng)裝置減少45%左右。
【附圖說明】
[0026]下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的兩段式臭氧催化裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為更為詳細(xì)的闡述本實(shí)用新型,該本實(shí)用新型一實(shí)施例如下:
[0029]實(shí)施例1
[0030]如圖1所示,一種兩段式臭氧催化裝置,該裝置為塔形,其特征在于裝置空間采用上下布置的結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì),其特征為:裝置的高度6.5-9.1米,直徑I?3.Sm,底部設(shè)置進(jìn)水口 1、氣水進(jìn)口2、排放口 3、泄空口4,裝置內(nèi)具有第一段臭氧氧化區(qū)和第二段臭氧催化氧化區(qū),第一級(jí)催化氧化區(qū)位于第二段臭氧氧化區(qū)的上部,第二段臭氧催化氧化區(qū)距塔底
2.5-5.2米,第二段臭氧催化氧化區(qū)設(shè)有進(jìn)氣布?xì)庋b置,其內(nèi)設(shè)有臭氧曝氣盤和氣洗管,第二段臭氧催化氧化區(qū)的底端設(shè)有空氣進(jìn)口 5、臭氧進(jìn)口 6、人孔和事故排放口 8,第二段臭氧氧化區(qū)上部為裝有催化劑填料的第一段臭氧催化反應(yīng)區(qū),其內(nèi)桶填料填充率為65 %-80 %,塔頂設(shè)有排氣口 9、臭氧尾氣排放口 10、人口 /進(jìn)料口 11和呼吸倒接口 12,整個(gè)反應(yīng)裝置處于密封狀態(tài)。
[0031]第一級(jí)催化氧化區(qū)的上端也具有第一進(jìn)水口13,第一級(jí)催化氧化區(qū)的底端具有卸料口 14。第一級(jí)催化氧化區(qū)的外側(cè)具有爬梯15和護(hù)欄16。
[0032]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述,較為具體和詳細(xì),但本不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普遍技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此,本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種兩段式臭氧催化裝置,該裝置為塔形,其特征在于裝置空間采用上下布置的結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì),其特征為:裝置的高度6.5-9.1米,直徑I?3.8m,底部設(shè)置進(jìn)水口、氣水進(jìn)口、排放口、泄空口,裝置內(nèi)具有第一段臭氧氧化區(qū)和第二段臭氧催化氧化區(qū),第一級(jí)催化氧化區(qū)位于第二段臭氧氧化區(qū)的上部,第二段臭氧催化氧化區(qū)距塔底2.5-5.2米,第二段臭氧催化氧化區(qū)設(shè)有進(jìn)氣布?xì)庋b置,其內(nèi)設(shè)有臭氧曝氣盤和氣洗管,第二段臭氧催化氧化區(qū)的底端設(shè)有空氣進(jìn)口、臭氧進(jìn)口、人孔和事故排放口,第二段臭氧氧化區(qū)上部為裝有催化劑填料的第一段臭氧催化反應(yīng)區(qū),其內(nèi)桶填料填充率為65%-80%,塔頂設(shè)有排氣口、臭氧尾氣排放口、人口/進(jìn)料口和呼吸倒接口,整個(gè)反應(yīng)裝置處于密封狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式臭氧催化裝置,其特征在于:第一級(jí)催化氧化區(qū)的上端也具有第一進(jìn)水口,第一級(jí)催化氧化區(qū)的底端具有卸料口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式臭氧催化裝置,其特征在于:第一級(jí)催化氧化區(qū)的外側(cè)具有爬梯和護(hù)欄。
【文檔編號(hào)】C02F1/78GK205710048SQ201620341057
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】薛通, 王正勇, 黃曉亮, 張揚(yáng), 姜中生, 傅燎原
【申請(qǐng)人】清水源(上海)環(huán)保科技有限公司