[实用新型]一种基于氧化铁渣资源化利用催化臭氧的多层填料装置

说明书

本实用新型公开了一种基于氧化铁渣资源化利用催化臭氧的多层填料装置，包括进水管、出水管、臭氧进气口、臭氧尾气收集口、臭氧接触塔、分段式填充柱套筒、密封圈、承托卡槽和臭氧曝气盘，所述臭氧接触塔的塔内底部设置有臭氧曝气盘，通过臭氧曝气盘塔底的底部设置有臭氧进气口，所述臭氧接触塔的塔顶顶部设置有臭氧尾气收集口，所述臭氧接触塔的塔外一侧设置有进水管，所述臭氧接触塔的塔外另一侧设置有出水管，由于采用了上述方案，本发明具有以下特点，本发明以来源广泛、价格低廉的氧化铁渣为原料制备催化剂，更加经济环保可持续，采用地聚物法固化成型的颗粒催化剂，强度高、成型快、粒径大小容易控制。

技术领域

本实用新型涉及臭氧氧化技术领域，具体来说，涉及一种基于氧化铁渣资源化利用催化臭氧的多层填料装置。

背景技术

臭氧氧化是一种强效污染物去除技术，可通过自身氧化能力和产生强氧化性羟基自由基等实现污染物快速降解去除。如根据最新报导单独臭氧氧化在30min内可实现对碘海醇50％以上的去除率，同时可削减后续加氯消毒过程中碘代消毒副产物的生成风险(J.WaterProcessEng.,2020,35,101200)。但臭氧氧化去除碘代造影剂效率能否进一步提升，有待进一步探究。前期研究发现，铁系催化剂可通过链式反应激发臭氧产生强氧化性羟基自由基，有效提升污染物去除效率，且相关催化剂的制备和研发一直是臭氧催化氧化领域研究热点。如研究人员发现采用活性氧化铝负载三氧化二铁催化臭氧可实现甲基橙去除率较单独臭氧氧化提升1倍左右(吉林师范大学学报(自然科学版)，2014，2，117-120)；而采用Fe(Mn)OOH催化臭氧氧化水中扑米酮可实现去除率较单独臭氧提升30％以上(环境化学，2020，39(5)，1217-1224)。尽管相关研究报导很多，但目前影响非均相臭氧催化氧化工艺推广应用的关键难点仍有待突破，如催化剂大规模制备应用成本、实际工程应用中的稳定性和持续性、非均相体系中对臭氧传质效率的影响等问题。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于氧化铁渣资源化利用催化臭氧的多层填料装置，以主要成分三氧化二铁的氧化铁渣为原料，采用地聚物法固化成型为球状颗粒，按颗粒大小进行分层设置，优选合适的填充尺寸和比例，设计便捷的填料更换系统，并与臭氧联合使用，形成一种基于氧化铁渣资源化利用的臭氧催化氧化多层填料装置，探寻一种更高效、更经济的臭氧催化氧化装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于氧化铁渣资源化利用催化臭氧的多层填料装置，包括进水管、出水管、臭氧进气口、臭氧尾气收集口、臭氧接触塔、分段式填充柱套筒、密封圈、承托卡槽和臭氧曝气盘，所述臭氧接触塔的塔内底部设置有臭氧曝气盘，通过臭氧曝气盘塔底的底部设置有臭氧进气口，所述臭氧接触塔的塔顶顶部设置有臭氧尾气收集口，所述臭氧接触塔的塔外一侧设置有进水管，所述臭氧接触塔的塔外另一侧设置有出水管，所述臭氧接触塔的塔内设置有承托卡槽，所述承托卡槽上设置有分段式填充柱套筒，所述承托卡槽与分段式填充柱套筒之间设置有密封圈，以主要成分三氧化二铁的氧化铁渣为原料，采用地聚物法固化成型为球状颗粒，按颗粒大小进行分层设置，优选合适的填充尺寸和比例，设计便捷的填料更换系统，并与臭氧联合使用，形成一种基于氧化铁渣资源化利用的臭氧催化氧化多层填料装置，氧化铁渣原料主要成分为三氧化二铁，使用前采用地聚物方法固化成型为球状催化剂颗粒。

进一步的，所述分段式填充柱套筒内分段安装有分段式填充柱底部网状承托层一、分段式填充柱底部网状承托层二和分段式填充柱底部网状承托层三，分段式填充柱底部网状承托层一、分段式填充柱底部网状承托层二和分段式填充柱底部网状承托层三将分段式填充柱套筒分割成三个空间，三个分段式填料总高度与接触塔内径比为4:1-2:1，上方空间内放置有催化剂颗粒填料一，中间空间内放置有催化剂颗粒填料二，底部空间内放置有催化剂颗粒填料三，氧化铁渣制备的催化剂颗粒与臭氧联用，形成非均相臭氧催化氧化体系，臭氧从接触塔底部进气，并与催化剂颗粒充分接触反应，与臭氧联合使用时，装置内水流方向为自上而下。