[发明专利]一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置及其污水处理方法

说明书

本发明公开了一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置及其污水处理方法，属于废水处理技术领域，本装置包括臭氧发生器、反应器、循环水泵和尾气破坏器，反应器的内部自上而下依次设有固定床催化剂层、第一曝气盘、第一布水装置、流化床催化剂层、第二曝气盘和第二布水装置，其顶部通过尾气排放管与尾气破坏器连接，其上部设有排水管和循环水管；第二布水装置与进水管连接；循环水管还连接于进水管，其上设有循环水泵；臭氧发生器通过第一臭氧排气管与第一曝气盘连接、第二臭氧排气管与第二曝气盘连接。本装置通过合理的结构布局，兼有流化床传质效果好，处理效率高，固定床出水性能好，催化剂不易流失等特点，还具有臭氧多点投加和适应性好等优点。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置及其污水处理方法。

背景技术

随着国家环保标准的日益提高以及环境要求日趋严格，废水处理的重要性日益凸显，对处理后废水出水水质要求逐步提高。臭氧具有极强的氧化能力，它在水中的氧化还原电位 2.07eV。臭氧能氧化大部分无机物和有机物，被用来处理工业废水，能有效去除废水中的有机物，降低废水中的BOD和COD，并对脱色、除臭有显著效果。

为提高臭氧利用率以及污水处理效率，目前普遍采用臭氧催化氧化的方式进行污水处理。目前研究和应用的反应器主要为两种，一种是固定床式，催化剂装填在反应器底部，废水/臭氧从反应器底部自下而上通过催化剂床层，发生催化氧化反应；另一种是流化床式，借助外力，催化剂在反应器内流化，与污水/臭氧充分接触，发生催化反应。

固定床式臭氧反应器兼有催化和过滤的效果，但催化剂易堵塞和失灵，反冲洗频繁。流化床式反应器传质效果好，反应效率高，需要消耗动力，流化催化剂，能耗高。

为解决上述问题，该发明将固定床式与流化床式相结合，既能降低能耗、提高传质效率又能解决催化剂层堵塞问题，同时臭氧又能多点投加。

发明内容

有签于此，本发明的目的在于提供一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置及其污水处理方法，用于解决现有臭氧催化氧化反应装置催化剂层堵塞或能耗高的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，包括臭氧发生器、反应器、循环水泵和尾气破坏器，所述反应器的内部自上而下依次设有固定床催化剂层、第一曝气盘、第一布水装置、流化床催化剂层、第二曝气盘和第二布水装置，其顶部通过尾气排放管与尾气破坏器连接，其上部设有排水管和循环水管；所述第二布水装置与进水管连接；所述循环水管还连接于进水管，其上设有循环水泵；所述臭氧发生器通过第一臭氧排气管与第一曝气盘连接、通过第二臭氧排气管与第二曝气盘连接。采用上述方案，该臭氧催化氧化反应装置集固定床和流化床于一体，兼有流化床传质效率高，反应效果好，固定床不易堵塞，催化剂不流失等特点，且能多点投加臭氧，提高总体反应效率。

进一步，所述固定床催化剂层的厚度为反应器的1/6～1/4，固定床催化剂层底部距反应器底部的高度为反应器的1/3～1/2。这样，催化剂与臭氧和污染物质传质效率高，提高反应效率，适应性好。

进一步，所述流化床催化剂层的厚度为反应器的1/6～1/4，催化剂膨胀率30％～100％。这样，催化剂与臭氧和污染物质传质效率高，提高反应效率，适应性好。

进一步，所述固定床催化剂层和流化床催化剂层内的催化剂选用石英砂、砖渣、钢渣、活性炭、分子筛或氧化铝中的一种或多种组合，其内活性成分选用Mn、Fe、Cu过渡金属氧化物中的一种或几种组合。这样，孔径为2～8mm的分催化剂比较面积大，提高臭氧与催化剂的接触面积，能够发挥催化剂的最佳催化效果。