[实用新型]一种臭氧催化氧化废水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高级催化氧化处理有机废水技术领域，具体涉及臭氧催化氧化处理有机废水装置。

背景技术

目前高级催化氧化处理有机废水技术主要包括：O₃/H₂O₂法，O₃/UV法，臭氧/活性炭法，均相和非均相催化臭氧化法。O₃/H₂O₂是一种有效降解废水中污染物的高级氧化过程。该过程不产生二次污染可直接将污染物氧化为CO₂和H₂O。并且还可将臭氧单独无法氧化的有机物降解。该法可用于净化饮用水和造纸、印染、焦化等废水的处理。但该法臭氧利用率低、消耗量大，对COD的去除率不高，只能达到70％。O₃/UV是利用臭氧在紫外光的照射下，分解产生活泼的次生氧化剂来氧化有机物的处理方法。另外，紫外光的照射还可以使有机物形成大量活化分子，为有机物的氧化具备更有效的条件。所以该法具有氧化能力强，反应无选择性等优点，对COD的去除率可达85％以上(李静，刘国荣.臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用[J].污染防治技术，2007，20(6)：55～57，116.)。但该法需要安置紫外灯和相应的配套设备，所以装置成本高，不容易实现工业化。臭氧/活性炭是在含有臭氧的废水中悬浮一些活性炭，在水相中会引发链反应，并加速臭氧转化为羟基自由基，由此导致了类似于O₃/H₂O₂或O₃/UV的高级氧化过程。该法的氧化能力不如O₃/H₂O₂或O₃/UV，而且活性炭不容易再生，活性炭消耗量大。均相催化臭氧化就是向废水中加入一定浓度的过渡金属离子如：Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺等，随后再向废水中通入臭氧，在过渡金属离子的催化作用下臭氧发生降解反应生成羟基自由基，从而对废水中有机物进行氧化，去除污染物。该法COD的去除率可以达到78％以上，但需要消耗药剂，对金属离子要有后续处理，如果处理不好会造成二次污染(范红娟，黄肖蓉，隋贤栋.催化臭氧化在水处理中的应用[J].环境保护科学，2009，35(2)：40～42.)。

非均相催化臭氧化技术是近年来发展起来的一种具有较强竞争力的新型高级氧化技术，它可以在常温常压下将那些性质稳定的有机物氧化，在难降解废水的处理中显示出了极大的优越性。该法的催化剂主要有贵金属系列、铜系列和稀土系列三大类，包括金属和金属氧化物以及负载于载体上的金属和金属氧化物催化剂(吴耀国，赵大为，焦剑，赵晨辉.臭氧化的负载型非均相催化剂制备及其作用机理[J].材料导报，2005，19(10)：8～11.)。CN200910243748.3公开的臭氧催化氧化处理难降解废水的设备和方法。其流程包括进料系统、催化反应系统、喷淋吸收系统，废水由进水泵出来后与臭氧和双氧水混合从塔底进入催化反应塔，在催化剂的作用下发生催化氧化反应，反应后的废水一部分从塔中部回流至进水泵的入口，另一部分从塔上部流出进入喷淋塔底部，由加压泵抽出送到喷淋塔顶部，经布水器喷淋而下流入第二催化剂层，与从催化反应塔中反应后出来的气体逆向接触发生二次催化氧化。二次反应后的气体从尾气排空口排出，处理后的水一部分回流至塔底，另一部分从处理水出口流出。该技术的主要特点是：催化臭氧分解效率高、对污染物的氧化彻底；稳定性好，不容易流失，没有二次污染，催化剂可再生重复使用等。对COD的去除率可以达到85％以上。

JP2001334277提供的非均相催化臭氧化方法为废水与回流水一同进入循环泵在流经射水器时与臭氧混合，混合后的废水与臭氧进入一段反应器发生催化氧化反应，对废水进行了一级处理，处理后的废水一部分进入下一级反应器，另一部分回流。后面三段反应器对废水处理的流程与一段的相同，它们处理后的废水都是一部分进入下一级反应器，另一部分在本段回流循环。四段反应器处理完废水的气体都进入臭氧破坏器，将剩余臭氧破坏后排放。