[实用新型]一种用于废水深度处理的催化氧化反应系统

说明书

本实用新型涉及一种用于废水深度处理的催化氧化反应系统，包括催化反应池，铁基复合催化剂在液下推进器的作用下均匀分散于催化反应池内；与催化反应池连通以向催化反应池中进废水的布水堰；与催化反应池连通的臭氧发生器，O₃气体与铁基复合催化剂协同作用于废水以氧化去除废水中的有机物；通过开孔的隔墙与催化反应池连通的膜分离池，其内设置有用于固液分离的陶瓷分离膜，混合物中的铁基复合催化剂被阻隔在陶瓷分离膜的外部；与膜分离池连通以将陶瓷分离膜内的分离后的清液导出至下个处理单元或排放的出水泵。该催化氧化反应系统中的催化反应速度快、反应更充分、臭氧利用率更高、有效反应时间及水力停留时间短。

技术领域

本实用新型涉及水处理，更具体地涉及一种用于废水深度处理的催化氧化反应系统。

背景技术

随着我国工农业的迅猛发展，水中有毒或难降解的有机物成分越来越多，而如何处理这类物质并提高其处理效果成为水处理行业中较为关注的课题。高级氧化法(Advanced Oxidation processible，简称AOP)，水处理过程中以羟基自由基为主要氧化剂的氧化过程称为AOP过程，臭氧催化氧化是一种常用的高级氧化技术，具有操作过程简单、反应物易得、无须复杂设备且对环境友好性等优点，已被逐渐应用于各种化工、染料、农药等废水处理工程中，具有很好的应用前景。臭氧催化氧化以其独特的优越性在处理化工废水、印染废水等，尤其是在废水深度处理中具有广阔的应用前景。

臭氧高级氧化是水处理技术中去除有机污染物的一种重要方法，能将很多有机物降解并改善其生物降解性能。在不需要调整废水pH值情况，以铁基复合催化材料为催化剂，与以微气泡形式释放的O₃与废水在液下推进器及臭氧微气泡的共同搅拌作用下，在催化反应器的反应区内完全混合、充分反应，能够促进O₃分解产生羟基自由基HO·，HO·(E0＝2.8V)电位高，可以提高臭氧的利用效率、氧化速度和氧化能力，并提高了污染物的去除率。混合液在膜分离池由陶瓷膜组成的分离膜组进行固液分离。达成反应速度快、反应充分、臭氧利用率更高、有效反应时间及水力停留时间短、反应器全容积有效、处理后出水水质稳定、催化剂更换方便、系统操作和维护方便等优势。

高级氧化法的本质是间接氧化，以形成氧化能力极强的自由基(主要是·OH)氧化有机物。高级氧化方法中经典的是Fenton法，为解决Fenton工艺材料消耗高、产泥量大、残余大量硫酸根、操作复杂的问题，臭氧直接化学氧化，对大多数有机污染物氧化速率极慢，但经催化形成·OH，氧化速率成数量级的增长。

在使用臭氧工艺处理工业废水时，需要考虑臭氧气体的生产成本、臭氧在水中的混合均匀程度、臭氧与污染物的接触反应、臭氧气体的整体利用效率等技术关键。因此，设计一个有利于臭氧气体在废水中扩散、反应底物能够充分混合的反应器，对提升污水处理效率、降低工艺成本，实现催化臭氧功能特点有重要意义。但目前，对于臭氧催化氧化的研发多集中在催化剂研发方面，而对于臭氧催化氧化反应器的研发改进较少，而且现有的臭氧催化氧化反应器催化剂床层空隙率低，臭氧利用率低；同时还存在着气、液、固三者难分离，催化剂难以回收利用，反冲洗操作复杂、效果差等问题。

现催化臭氧的反应器形式，以流化床形式或固定床形式为主，制造成本大，运输成本高、易堵塞、需反洗、出水存在悬浮物问题、更换催化剂麻烦及成本较高。同时臭氧催化氧化反应器组成复杂，往往包含滤板、滤头、滤帽、微孔曝气盘、催化剂床层、布水或出水单元等，装填及更换催化剂麻烦、因曝气盘易损坏或堵塞而难于更换等问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的反应器的成本高等问题，本实用新型提供一种用于废水深度处理的催化氧化反应系统。