[发明专利]一种用于高浓度难生物降解有机废水处理的臭氧催化流化床装置与方法

说明书

本发明公开了一种用于高浓度难生物降解有机废水处理的臭氧催化流化床装置，涉及环保领域中的污水处理理技术，其结构为：包括用于连接污水储罐的有机废水输送管道和溶气水输送管道、污水加压泵、臭氧发生装置、溶气泵、流化床反应器和多个控制阀；流化床反应器的顶部设置有顶部溶气水布水管，顶部溶气水布水管连通溶气水布水头,输送溶气水；还公开了一种有机废水处理的方法：将有机废水加入污水储罐，开启臭氧发生装置，在流化床反应器底部填充催化剂；使臭氧发生装置产生的至少一部分臭氧与有机废水混合后输送到溶气泵产生溶气水；使溶气水经顶部溶气水布水管至溶气水布水头的管道进入流化床反应器底部，与颗粒状催化剂接触发生催化降解反应。

技术领域

本发明涉及生态环境保护污水处理领域，尤其是高浓度难生物降解工业污水处理设备领域中的高级氧化设备与处理方法，具体的是一种用于高浓度难生物降解有机废水处理的臭氧催化流化床装置和处理方法。

背景技术

根据国家统计局《2018年中国统计年鉴》，2017年全国废水排放总量为699.66吨，其中31个主要城市废水中工业废水排放量239.16亿吨。《2019年中国工业污水处理行业分析报告-市场运营态势与发展前景评估》显示，具体到工业废水处理领域，我国的工业废水处理行业才刚刚步入快速成长期，市场规模将保持较高增速发展。到2024年，我国工业废水市场规模有望突破3500亿元大关。工业污水中污染物较复杂，含有大量的有毒有害难以微生物降解的物质加之不同类型工业企业污水排放污染物类别、浓度差异较大，给工业污水的处理提出了更高的技术要求。

针对此类工业污水，目前一般采用高级氧化技术作为预处理、最终的深度处理或预处理和最终处理同时采用。工程中广泛应用的高级氧化技术主要包括芬顿系列方法、臭氧催化氧化和湿式催化氧化法。高级氧化技术用来处理难生物降解的工业废水主要有两个目的,一是直接氧化降解污水中的有机组分，二是提高污水的可生化性，即提高出水的B/C值，再结合微生物处理单元使污水处理达到国家相关排放标准的要求。芬顿系列方法在应用的过程中易产生大量的污泥和频繁调节pH值；湿式催化氧化法因涉及运行过程中较高的温度和压力而对设备的材质和运行要求较高而不被广泛应用。

臭氧氧化是一种高效的水处理技术，臭氧由于氧化还原电位(2.07ev)较高,高于氯气和过氧化氢等常用氧化剂，可以氧化分解水中大部分有机污染物，达到净化水的目的。臭氧氧化在实际的工程应用中存在一些问题，主要表现为：(1)臭氧利用率低，(2)有机物分解不彻底，不适用于高浓度难生物降解废水的处理。针对臭氧氧化存在的上述问题，发展了臭氧催化氧化技术。臭氧催化氧化是在催化剂的作用下，促进反应过程中羟基自由基(·OH)的生成，增加有机污染物的氧化降解能力及矿化能力。通常情况下，臭氧催化氧化技术处理低浓度难生物降解废水已经成熟并得到广泛工程应用，但在处理高浓度废水(如COD大于5000mg/L)中，由于反应器的形式和催化剂的研发而受到了很大的限制。

发明内容

本发明是提供一种用于高浓度难生物降解有机废水处理的臭氧催化流化床装置，解决了臭氧利用率低，传统填料塔反应器在处理高浓度有机废水时易造成催化剂板结，有机物矿化度低等问题。

本发明请求保护的技术方案如下：

一种用于高浓度难生物降解有机废水处理的臭氧催化流化床装置，包括用于连接污水储罐的有机废水输送管道和溶气水输送管道、污水加压泵、臭氧发生装置、溶气泵、流化床反应器和多个控制阀；

所述溶气泵用于混合来自有机废水输送管道的有机废水和来自臭氧发生装置的臭氧以产生溶气水；

所述有机废水输送管道设置在所述溶气泵的上游；所述溶气水输送管道设置在溶气泵的下游；所述有机废水输送管道上以有机废水流向为顺序依次设置有第一汇合连接处、第二汇合连接处和第三汇合连接处；

所述流化床反应器的顶部设置有顶部溶气水布水管，所述所述顶部溶气水布水管连通设置在底部的至少一个溶气水布水头,用于通过溶气水布水头向流化床反应器内输送经溶气泵处理过的溶气水；