[发明专利]上向流固定床均相臭氧氧化工艺

说明书

1所属技术领域

本发明涉及一种上向流固定床均相臭氧氧化工艺，特别是针对：1)传统臭 氧氧化工艺臭氧传质效率低的缺陷而采取的解决措施、2)促使臭氧高效快速产 生羟基自由基(·OH)所采取的解决措施以及3)臭氧接触反应池出水中残余 臭氧和快速羟基自由基(·OH)消解并使出水污染物进一步降低所采取的解决 措施。

2背景技术

臭氧是人类已知的最强的氧化剂之一，作为污水处理的氧化剂，处理的主要目 的是：1)去除水中有机物和一些无机污染物；2)提高污水的可生化性；3)脱 除水的色度；4)杀菌消毒等。

现在水处理行业广为使用的臭氧氧化工艺，系利用臭氧的强氧化性对水中污染 物进行氧化降解的技术。为了提高臭氧的氧化效率，大多采用了组合式高级氧 化技术(如O3/H2O2等)或催化技术，这就是所谓的臭氧高级氧化或臭氧催化 氧化工艺。在实际应用中，根据使用的催化剂的形态，可分为均相过程和非均 相过程。均相臭氧催化氧化工艺采用的催化剂一般为过渡金属离子，非均相臭 氧催化氧化工艺采用的催化剂是固态金属、金属氧化物或负载在载体上的金属 或金属氧化物。我们采用的上向流固定床均相臭氧氧化工艺针对均相臭氧催化 氧化工艺中催化剂流失的问题以及非均相臭氧催化氧化工艺中催化剂失效的问 题，采取了独特的解决办法，确保了出水水质指标和消耗指标全面优于上述两 种工艺。我司的臭氧氧化工艺为独特的上向流固定床均相臭氧氧化工艺，所谓 上向流是指水流穿过接触反应池填料层的流向为向上流过；所谓固定床是指发 生绝大多数臭氧氧化反应的地方是具有吸附性的填料床，所谓均相是指催化剂 或反应助剂等是在水进入填料层之前就分散溶入到水中的，并不是事先固定在 填料表面的。

3发明内容

为了有效地解决1)传统臭氧氧化工艺臭氧传质效率低的缺陷、2)促使臭氧高 效快速产生羟基自由基(·OH)的问题以及3)臭氧接触反应池出水中残余臭 氧快速消解并使出水污染物进一步降低的问题，本发明提供了：1)一种上向流 滤池型臭氧接触氧化反应池，臭氧气体与水和反应助剂(H2O2、NaOH或催化 剂等)混合进入填料层(包括但不限于：活性炭颗粒、石英砂、火山岩、陶粒 生物填料或其它有过滤功能的填料)，进行充分的混合、接触、传质、反应和2) 一种工艺操作方法，即通过在进水中投加反应助剂或催化剂(包括但不限于 H2O2、NaOH、过渡金属离子催化剂，等)，使进入填料区的臭氧短时间内产生 大量的羟基自由基(·OH)，从而进一步提高反应效率以及3)一种新型臭氧消 解稳定池，使出水满足下序工艺处理单元的进水要求。

本发明解决其问题所采用的方案是：1)臭氧接触反应池采用类似于上向流曝气 生物滤池的池型结构，使水、臭氧、催化剂或反应助剂在填料层充分混合、接 触、传质、反应；2)在进水中投加反应助剂或催化剂(包括但不限于H2O2、 NaOH、过渡金属离子催化剂，等)，使进入填料区的臭氧短时间内产生大量的 羟基自由基(·OH)，从而进一步提高反应效率；3)稳定池主体采用滤池型结 构，用于提供残余臭氧和羟基自由基(·OH)和水中残余污染物继续进行反应 消解的场所，滤料包括但不限于：活性炭颗粒、石英砂、火山岩、陶粒生物填 料或其它有过滤功能的填料及填料组合，并利用臭氧的混凝效应在滤层中截留 残余的污染物；4)稳定池附带的调质水池内设置自动化仪表，与加药装置联锁， 根据实测数据和下序处理工艺单元的进水要求对水质进行加药调整处理。

本发明的有益效果是：1)在保证足够的有效接触反应时间的前提下，臭氧接触 反应池的水力停留时间大幅度减少，一般不会超过40min；2)臭氧氧化效率大 幅度提高，COD的去除效率最高可达90％以上。3)由于采用了独特的残余臭 氧及羟基自由基(·OH)的消解技术，彻底解决了它们对下序生物处理单元形 成冲击的问题，为下序生物处理单元达到预定的处理效果提供了支持。

4附图说明

详见图1。图1为接触反应池、稳定池、调质池和出水池结构原理图。