[实用新型]一种催化剂平板式臭氧氧化反应器

说明书

本实用新型提供了一种催化剂平板式臭氧氧化反应器，其利用细棉线和玻璃纤维丝和/或不锈钢丝作为纺线芯材制备催化剂所需的载体布料，然后在该布料上吸附催化剂前驱体后经煅烧得到基于陶瓷基与碳基混合体作为载体的催化以搭建配套的平板式臭氧氧化反应器。本实用新型所述催化剂负载材料经过吸附催化剂前驱物后在煅烧转化催化剂有效组分的同时制得陶瓷基和碳基混合负载材料，吸附效果好，平板式氧化反应器通过平行叠加形式构成催化剂模块，既能实现均匀布水布气，又能避免采用粒状催化剂负载材料在使用过程中由于摩擦碰撞造成的催化剂有效成分损失和使用时间不长的问题。

技术领域

本实用新型涉及环保及水处理工程技术领域，具体而言，涉及一种催化剂平板式臭氧氧化反应器。

背景技术

工业废水中的有机物很多都具有生物毒性且较稳定，使得常规的生物处理不足以实现达标处理。由于臭氧氧化具有较强的氧化效果，在水处理领域被广泛关注。但由于臭氧与有机物的反应具有一定选择性，且臭氧在水中的溶解度和稳定性较低，造成了臭氧利用率较低和投加量较高等问题，限制了臭氧氧化技术在当前工业废水深度处理领域中的应用。催化臭氧氧化技术利用催化剂可以促进氧化电位高达2.80V的无选择性羟基自由基的产生，增加间接氧化途径在对有机物降解过程中所占的比重和提高去除效果。

常见应用的臭氧催化氧化技术按催化剂的相态分为均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化。均相催化臭氧氧化法是通过向反应体系中投加液体催化剂(主要是具有催化能力的溶解性金属离子)来催化臭氧分解产生更高活性电位的羟基自由基(·OH)，由于均相催化存在着催化剂易流失、回收困难、使用寿命短、能耗高、易造成二次污染等缺点，因而在工业废水处理领域中绝大部分多使用更稳定耐用的非均相催化剂。

非均相催化臭氧氧化是利用臭氧氧化和固体催化剂的协同作用达到深度氧化、最大限度去除难降解污染物的技术。其降解作用机理主要有两种：一是固体催化剂促使臭氧分解并产生高活性的羟基自由基，从而氧化降解臭氧本身难降解的有机物，提高体系COD和TOC的去除率；二是吸附和催化协同作用，在高湿度条件或者是液相条件下，水分子会在金属氧化物表面发生解离吸附生成H+和OH－。常见的非均相催化剂以过渡金属氧化物及其固体负载型催化剂为主。在使用中非均相负载型催化剂主要采用活性炭和氧化铝，一般采用小颗粒载体负载金属氧化物实现。但是在工程应用中由于臭氧及空气、载体、污水的气固水三相在较剧烈状态下的混合或搅拌使得固体载体颗粒之间发生摩擦，加大了催化剂载体的损耗、有效负载成分损失，以及摩擦粉末产生结块、载体表面孔隙堵塞等问题，最终加快了催化剂失效的过程。因此对非均相催化剂的研究在提升结构稳定性和降低活性组分团聚程度上非常迫切。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种催化剂平板式臭氧氧化反应器，以减少采用粒状催化剂负载材料在使用过程中由于摩擦碰撞造成的催化剂有效成分损失和使用时间不长的问题。

本实用新型提供了一种催化剂平板式臭氧氧化反应器，包括：

反应器主体：所述反应器主体1由上而下依次设置有相互配合工作的布水板及爆破器5、下层催化剂模块6和上层催化剂模块7；

所述布水板及爆破器5连通一气液混合器3的出口，所述气液混合器3还设置有一进水口并与一臭氧制备器2相连通；

所述上层催化剂模块7设置有一出水口并与一臭氧破坏器4相连通。

进一步地，所述上层催化剂模块7及所述下层催化剂模块6设置有平板式布置的以陶瓷基与碳基混合体作为载体的催化剂。

进一步地，以平板式布置的陶瓷基与碳基混合体作为载体的催化剂布料以钢棒作为支撑杆平板式展开并将其上下两端布料围绕扁钢后用陶瓷和/或玻璃纤维线缝合固定。