[实用新型]一种改进型臭氧催化氧化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体地，本实用新型涉及一种焦化废水处理用的臭氧催化氧化装置。

背景技术

臭氧是一种强氧化剂，具有不稳定、易分解的特点。臭氧用于水处理的工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。臭氧发生器所产生的臭氧，通过气水接触设备扩散于待处理水中。臭氧溶于水遵循亨利定律，单独使用臭氧氧化污水中的污染物，存在溶解度低，利用率低，氧化能力不足且选择范围狭窄等问题。合理的使用催化剂可促进水中臭氧的分解，加快有机物的氧化速率。

目前在实际应用中，臭氧氧化技术存在一系列问题：第一，臭氧与水的传质效果差，臭氧利用效率低。传统的臭氧接触反应器受制于产生气泡的大小对气水混合效果的影响作用，缺乏高效的气水混合系统和合理的接触面积控制，使得臭氧利用效率较低。其他臭氧接触方式如微孔扩散器，管道混合器虽能提高臭氧溶解效率，但仅适合短暂液体滞留，仍受传质限制的反应。第二，采用催化臭氧化装置，合理的使用催化剂可促进水中臭氧的分解，加快有机物的氧化速率，但是现有可用于废水处理的催化剂多为单一的活性炭材质，催化剂填装方式为单一重力式堆积，气水接触面积不充分，而且催化剂的价格昂贵，使用寿命短，废水处理运行成本偏高。第三，现有的臭氧催化装置不会产生二次污染，但是装置产生的尾气中臭氧浓度较高，仍不能直接外排，需要将多余的臭氧收集处理。

例如，专利申请号为“201310221010.3”的发明专利公开了一种二级多相催化氧化塔，所述发明采用复式结构，可以有效利用一级氧化工艺残余氧化剂，减少氧化剂消耗，增加设备使用效率，具有操作过程简单、反应速度快、设备简便、对环境友好等优点。

又，专利申请号为“201420745368.6”的实用新型专利公开了一种耦合催化臭氧反应器，包括一个加压反应罐，通过流加双氧水和水射器加压，提高了臭氧的溶解度，促进了臭氧的分解，有利于臭氧与水中污染物充分反应。同时该实用新型通过增加普通反应器，延长了臭 氧与废水的接触反应，提高了臭氧利用率。

又，专利申请号为“201510204623.5”的发明提供了一种臭氧催化氧化装置，通过混合装置增强了臭氧与废液的混合效果，通过催化单元提高了臭氧的氧化能力，进而提高了臭氧的利用率，降低了臭氧的投入量和催化剂用量，降低了成本。

然而，如上所述，目前污水深度处理领域用到的臭氧催化氧化都是单独采用非均相臭氧催化氧化技术处理废水，利用臭氧在催化剂作用下产生的羟基自由基进行间接氧化，羟基自由基氧化能力较臭氧氧化能力更强，且反应快速无选择性，上述方法虽能保证一定的处理效果，降低臭氧消耗量，但由于缺乏高效的气水混合系统，因而存在着催化剂用量大，投资费用高、臭氧与水的传质效果差，臭氧利用效率低等问题。

实用新型内容：

为解决上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种改进型的臭氧催化氧化装置，本实用新型通过改进臭氧催化氧化装置结构，增加高效的气液混合接触系统，改变反应器中单一的催化剂，增大接触面积，增加接触填料，可增大气液接触面积，接触填料对布气系统产生的气泡再次分割，减少液体的剧烈搅动。增加接触反应室接触填料，减少催化剂的使用量。本实用新型通过将部分尾气回收利用，既减少尾气对环境的污染，又提高了气源的使用效率，提高臭氧的利用率，节省了运行成本。另外，外循环回流的废水回流至原水进水口重新进入反应塔，能增大反应塔进水流速，有效减少塔内催化剂填料污堵现象的发生。

即，本实用新型改善反应器结构，增加高效喷射器，形成反应器的外循环系统，既能提高臭氧利用率，又能稀释原水，还能起回收部分尾气，减少臭氧排放量的作用。

本实用新型的技术方案如下：

一种改进型臭氧催化氧化反应装置，内置有臭氧催化剂填料层和陶粒接触填料层，此外，还设有臭氧进气口、臭氧尾气排放口，其特征在于，

在所述反应装置的接触填料层的下方设置有原水进水口，在所述反应装置的催化剂层的上方设置有出水口，

在催化剂层和接触填料层的下方分别设置有连通臭氧进气口、用于使气水充分接触、提高臭氧利用率的钛合金微孔曝气器，

在所述反应装置上层设置粒径在φ2-5mm的臭氧催化剂填料，下层设置粒径在φ3-6mm的陶粒接触填料，

在催化剂层形成第一层接触反应室，在接触填料层形成第二催化氧化反应室。