專利名稱：一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種有機(jī)廢水的處理設(shè)備，特別是一種采用高級臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備。
背景技術(shù)：
工業(yè)產(chǎn)生的各種有機(jī)廢水，危害大、來源多、處理難，這些有機(jī)物有毒、致癌，嚴(yán)重威脅人類健康。目前，處理有機(jī)廢水的主要方法有活性污泥法、臭氧氧化和濕式氧化法。但是，活性污泥法的處理效果有限，氧化劑成本較高，這些方法難以同時滿足凈化處理在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的要求，特別是處理難降解有機(jī)廢水。
近年來，催化臭氧氧化技術(shù)及臭氧氧化技術(shù)與其它水處理技術(shù)組合的高級臭氧化技術(shù)成為國內(nèi)外的研究熱點。目的在于提高臭氧的利用率和氧化能力，節(jié)約臭氧用量，降低處理成本。高級臭氧化技術(shù)可有效地克服各種水處理技術(shù)單獨應(yīng)用的缺點，使得臭氧的氧化能力得到很大提高。但是，其利用臭氧進(jìn)行水處理環(huán)節(jié)，大都采用曝氣氣泡溶解臭氧的方法，由于液相中氣泡所形成的氣液接觸面積小、更新速率慢，臭氧溶入液相的傳質(zhì)效率有限，造成液相中臭氧濃度不足。其還是不能很好地提高臭氧的利用率。傳統(tǒng)的臭氧化氣液反應(yīng)設(shè)備，體積龐大，占地面積大，投資費用大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備。
一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備，包括一個氣液反應(yīng)裝置，與該氣液反應(yīng)裝置進(jìn)氣口連通的臭氧發(fā)生器；一個有機(jī)廢水貯槽及與其相連的第一輸液泵，所述第一輸液泵的出液口與氣液反應(yīng)裝置的進(jìn)液管相連，其中所述的氣液反應(yīng)裝置為超重力旋轉(zhuǎn)填料床裝置，所述旋轉(zhuǎn)填料床裝置的轉(zhuǎn)速為200-2000rpm。
所述的一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備，在超重力旋轉(zhuǎn)填料床裝置的進(jìn)液管上還連接一個過氧化氫貯槽，所述過氧化氫貯槽通過第二輸液泵與進(jìn)液管相連。
本實用新型的設(shè)備利用超重力技術(shù)的氣液傳質(zhì)效率高、更新速率快，反應(yīng)器體積小、占地面積小等優(yōu)點和高級臭氧氧化技術(shù)強(qiáng)化臭氧氧化能力的優(yōu)點，同時解決臭氧利用率及氧化能力低、反應(yīng)器體積龐大、設(shè)備投入及占地大等現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，可大幅度降低工程造價和廢水處理成本。
本實用新型的設(shè)備將有機(jī)廢水引入旋轉(zhuǎn)填料床裝置中，旋轉(zhuǎn)填料床裝置形成的巨大剪切力使液體形成微米至納米級的液膜、液絲和液滴并與同時進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床裝置中的臭氧充分進(jìn)行接觸反應(yīng)，使得微觀混合和傳質(zhì)過程得到極大強(qiáng)化。單位設(shè)備體積的生產(chǎn)效率提高了1～2個數(shù)量級(10～100倍)。
本實用新型同時解決了臭氧利用率及氧化能力低、反應(yīng)器體積龐大、設(shè)備投入及占地大等現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，大幅度降低了工程造價和廢水處理成本，可應(yīng)用于處理各種有機(jī)工業(yè)廢水如含酚廢水、染料廢水、石化企業(yè)廢水、洗滌劑廢水等。


圖1是利用臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備流程圖圖中 1-旋轉(zhuǎn)填料床 2-電機(jī) 3-變頻器 4-臭氧發(fā)生器5-廢氣處理槽 6-有機(jī)廢水貯槽 7-過氧化氫貯槽 8-廢水貯槽9-過氧化氫流量計 10-有機(jī)廢水流量計 11-氣體流量計 12-壓差計13-第二輸液泵 14-第一輸液泵 15-進(jìn)液管具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本專利的一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水方法及實現(xiàn)該方法的設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
參照圖1，本實用新型的設(shè)備包括一臺超重力旋轉(zhuǎn)填料床裝置1，旋轉(zhuǎn)填料床裝置1的進(jìn)液管15通過第一輸液泵14與有機(jī)廢水貯槽6連通。同時在進(jìn)液管15上連有第二輸液泵13，第二輸液泵13的進(jìn)液口與過氧化氫貯槽7相連。上述第一輸液泵與第二輸液泵均采用離心泵。為了控制液體流量，分別在第一輸液泵14及第二輸液泵13的管路上連接有機(jī)廢水流量計10和過氧化氫流量計9，臭氧發(fā)生器4與超重力旋轉(zhuǎn)填料床裝置1的進(jìn)氣口連通，在二者之間加裝氣體流量計11，旋轉(zhuǎn)填料床裝置的排氣口與排液口分別與廢氣處理槽5和廢水處理槽8相連。旋轉(zhuǎn)填料床裝置的動力電機(jī)2為調(diào)速電機(jī)，由變頻器3控制。旋轉(zhuǎn)填料床裝置內(nèi)的填料可以是絲網(wǎng)、多孔板、波紋板、碟片、散堆、規(guī)整填料等，填料材質(zhì)采用抗氧化、耐腐蝕材料，如不銹鋼等。
臭氧(O3)加入量與過氧化氫按1～2∶1的摩爾定比確定。
將貯槽6內(nèi)的有機(jī)廢水的pH值用NaOH調(diào)節(jié)至9～10.5。
工作時，開啟超重力旋轉(zhuǎn)填料床1，通過變頻器3調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)速至適當(dāng)值，通常根據(jù)廢水處理量，溫度等工藝條件確定旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)速；待旋轉(zhuǎn)填料床1穩(wěn)定后(約兩分種)，開啟第一輸液泵14和第二輸液泵13并調(diào)節(jié)液量逐步達(dá)到工藝要求；待旋轉(zhuǎn)填料床運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后(約兩分種)，開啟臭氧發(fā)生器4，臭氧由旋轉(zhuǎn)填料床1的進(jìn)氣口進(jìn)入床內(nèi)，通過調(diào)節(jié)閥使進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)的臭氧量達(dá)到工藝氣量要求。
這時分別置于貯槽6和貯槽7內(nèi)的有機(jī)廢水與過氧化氫在旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)液管路15中混合后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床，由旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)的液體分布器噴向填料內(nèi)緣，液體在離心力的作用下由填料內(nèi)緣沿填料向外側(cè)快速移動，在此移動過程中，巨大的剪切力將液體撕裂成微米至納米級的液膜、液絲和液滴并與進(jìn)入填料床內(nèi)的臭氧接觸反應(yīng)。
反應(yīng)后的廢水由旋轉(zhuǎn)填料床1的排液口排出，達(dá)標(biāo)廢水可以直接排放，也可進(jìn)入廢水貯槽8后對其它雜質(zhì)進(jìn)一步分離處理。廢氣由旋轉(zhuǎn)填料床的排氣口排出進(jìn)入廢氣處理槽5進(jìn)一步處理或直接排空。
實施例一處理焦化廠廢水中的對氯苯酚(C6H5OCl)。廢水50m3，對氯苯酚初始濃度為1750mg/L。采用傳統(tǒng)反應(yīng)器設(shè)備反應(yīng)釜的高度4m，直徑3.0m，采用曝氣方式投加臭氧，降解28min后，臭氧氧化對氯苯酚脫除率53％。采用本新工藝旋轉(zhuǎn)填料床高度為2.4m，直徑1.8m，采用不銹鋼絲網(wǎng)填料，用NaOH將有機(jī)廢水的pH值調(diào)節(jié)至9.1，填料旋轉(zhuǎn)速度500rpm，液體循環(huán)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床，進(jìn)液體量為300m3/h。不加雙氧水時，反應(yīng)23min后的降解率達(dá)83％；加雙氧水時，雙氧水濃度35％，雙氧水進(jìn)液量8m3/h，雙氧水與臭氧的摩爾比為2∶1，反應(yīng)16min后的降解率達(dá)98％，操作費用可降低62％。
實施例二處理鋼鐵廠的含氰廢水。廢水中CN-濃度為27mg/L。傳統(tǒng)工藝采用鈦板布?xì)忸^(孔徑20μm)，反應(yīng)時間25min后，氰化物去除率達(dá)98％。取廢水水樣50L，采用本新工藝做實驗進(jìn)行對比，旋轉(zhuǎn)填料床高度為18cm，直徑12cm，填料旋轉(zhuǎn)速度1500rpm，加濃度50％的雙氧水0.07L，雙氧水與臭氧的摩爾比為1∶1。pH值為3時反應(yīng)11min后的氰化物去除率就達(dá)89％；pH值為7時反應(yīng)11min后的氰化物去除率就達(dá)90％；用NaOH調(diào)節(jié)pH值為9.8反應(yīng)7min后的氰化物去除率就達(dá)98％，操作費用可降低58％。
實施例三氧化降解苯酚廢水。廢水中苯酚濃度為100mg/L，用NaOH調(diào)節(jié)pH值至10.5。若采用鈦板布?xì)忸^(孔徑20μm)，反應(yīng)時間17min后，苯酚去除率達(dá)89％。取廢水水樣50L，采用本新工藝做實驗進(jìn)行對比，旋轉(zhuǎn)填料床高度為18cm，直徑12cm，填料旋轉(zhuǎn)速度1800rpm，加濃度70％雙氧水0.075升，雙氧水與臭氧的摩爾比為1.5∶1，其它操作過程與實施例2相同。反應(yīng)9min后的苯酚去除率達(dá)96％，操作費用可降低49％。
實施例四氧化降解含二甲苯的廢水。廢水中二甲苯濃度為100mg/L，用NaOH調(diào)節(jié)pH值至10.1。取廢水水樣50L，旋轉(zhuǎn)填料床高度為18cm，直徑12cm，雙氧水與臭氧的摩爾比為1.5∶1，反應(yīng)10min后測定二甲苯的去除率。填料旋轉(zhuǎn)速度200rpm，去除率67％；填料旋轉(zhuǎn)速度500rpm，去除率73％；填料旋轉(zhuǎn)速度1000rpm，去除率82％；填料旋轉(zhuǎn)速度1500rpm，去除率91％；填料旋轉(zhuǎn)速度2000rpm，去除率97％。
權(quán)利要求1.一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備，包括一個氣液反應(yīng)裝置，與該氣液反應(yīng)裝置進(jìn)氣口連通的臭氧發(fā)生器(4)；一個有機(jī)廢水貯槽(6)及與其相連的第一輸液泵(14)，所述第一輸液泵(14)的出液口與氣液反應(yīng)裝置的進(jìn)液管(15)相連，其特征在于所述的氣液反應(yīng)裝置(1)為超重力旋轉(zhuǎn)填料床裝置(1)，所述旋轉(zhuǎn)填料床裝置(1)的轉(zhuǎn)速為200-2000rpm。
2.按照權(quán)利要求1的一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備，其特征在于所述的超重力旋轉(zhuǎn)填料床裝置(1)的進(jìn)液管(15)上還連接一個過氧化氫貯槽(7)，所述過氧化氫貯槽(7)通過第二輸液泵(13)與進(jìn)液管(15)相連。
3.按照權(quán)利要求1或2的一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)填料床裝置(1)中的填料采用抗氧化、耐腐蝕的填料。
4.按照權(quán)利要求3的一種臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的設(shè)備，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)填料床裝置中的填料采用不銹鋼填料。
專利摘要一種高級臭氧氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的方法，包括用堿性化合物將有機(jī)廢水的pH值調(diào)節(jié)至9～10.5，將有機(jī)廢水與濃度為35～70％的過氧化氫混合并引入旋轉(zhuǎn)填料床，同時在旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)氣口通入臭氧，氣液在旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)接觸并進(jìn)行反應(yīng)。本專利的方法是利用超重力旋轉(zhuǎn)填料床技術(shù)的傳質(zhì)效率高、氣液更新速率快，反應(yīng)器體積小、占地面積小等優(yōu)點和高級臭氧氧化技術(shù)強(qiáng)化臭氧氧化能力的優(yōu)點，同時解決臭氧利用率及氧化能力低、反應(yīng)器體積龐大、設(shè)備投入及占地大等現(xiàn)有技術(shù)的存在的問題，大幅度降低工程造價和廢水處理成本。
文檔編號C02F1/78GK2892845SQ20062002355
公開日2007年4月25日 申請日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者劉有智, 栗秀萍, 刁金祥 申請人:中北大學(xué)