[發(fā)明專利]雙循環(huán)催化臭氧水處理裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310029760.0
• 申請日: 2013-01-27
• 公開（公告）號: CN103058433A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 松;于忠臣;馮進來;李芳;戴春雷;張雷
• 申請（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 大慶知文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23115
• 代理人: 張海霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化臭氧法水處理裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著水環(huán)境污染治理的深入，消除排入水體中持久有機污染物已成為環(huán)保領(lǐng)域的重要任務(wù)。臭氧作為一種綠色的氧化劑主要應(yīng)用于水體消毒，已有近百年的歷史，但在其它領(lǐng)域的應(yīng)用進展緩慢。近些年來，隨著臭氧發(fā)生設(shè)備成本的降低及其可靠性的提高，臭氧在消除水環(huán)境中難降解有機污染物中的應(yīng)用越來越廣泛，但單獨臭氧對一些難降解有機物的氧化效率不高限制其應(yīng)用，因此催化臭氧法應(yīng)運而生并不斷發(fā)展。本申請人公開了一種懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置（201020505342.6），該裝置采用單循環(huán)法，利用活性炭吸附、活性炭弱催化臭氧和紫外光強催化臭氧生成羥基自由基作用氧化水中有機污染物，達到水處理的目的，但裝置中的強催化臭氧和弱催化臭氧作用在空間上不分離，導(dǎo)致基于活性炭的弱催化臭氧有機物的氧化和吸附作用受到限制，使水力停留時間增加，相應(yīng)地增加臭氧量和紫外光的消耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙循環(huán)催化臭氧水處理裝置，該裝置利用氣提原理，構(gòu)造了強催化臭氧和弱催化臭氧在空間上彼此分離的雙循環(huán)，充分發(fā)揮臭氧氧化、活性炭吸附、催化氧化以及紫外催化臭氧氧化各自的作用，使水中有機污染物按照氧化難易程度進行空間分離，提高了氧化效率，減少水力停留時間，降低了紫外燈和臭氧消耗。

本發(fā)明同時還提供了使用該水處理裝置進行水處理的方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種雙循環(huán)催化臭氧水處理裝置，包括外筒、中筒、內(nèi)筒、紫外燈、臭氧化氣體分布器及氣液固分離器，其中的外筒、中筒及內(nèi)筒同心套裝，外筒的底部設(shè)置底板，外筒的上部設(shè)置進水口；所述內(nèi)筒的下沿固定在外筒底板上，在內(nèi)筒壁的上部及下部，沿筒壁周向分別等距設(shè)置若干條形孔，內(nèi)筒上部的條形孔外套裝篩網(wǎng)，內(nèi)筒的上口設(shè)置上蓋板，上蓋板上設(shè)置中心孔，以中心孔為圓心的圓周上還均布有與中心孔規(guī)格相同的圓孔，中心孔及圓孔內(nèi)分別插入套有石英玻璃套管的紫外燈，中心孔內(nèi)的套有石英玻璃套管的紫外燈外還套有TiO₂網(wǎng)筒；?上述外筒與內(nèi)筒之間的底板上放置若干層瓷球，若干層瓷球的總高度高于內(nèi)筒下部條形孔的上邊；所述中筒的上沿低于內(nèi)筒上部條形孔的下邊，中筒的下沿與瓷球之間留有間隙，位于中筒的下部、在中筒與內(nèi)筒之間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置臭氧化氣體分布器，外筒的上口法蘭連接氣液固分離器；所述氣液固分離器，包括基體、外套筒、折流圓筒及分隔筒，分離器的基體是下部呈錐狀的圓筒，基體的上沿高于內(nèi)筒上部的條形孔的上邊、低于內(nèi)筒的上沿；上述基體外設(shè)置外套筒，外套筒與基體外壁間圍成環(huán)狀槽，外套筒的側(cè)壁設(shè)置出水口，出水口低于基體的上沿；基體內(nèi)固定與基體同心的折流圓筒，折流圓筒的上沿高于基體的上沿，折流圓筒的下沿低于基體的上沿；折流圓筒內(nèi)同心固定分隔筒，分隔筒壁的下部向外彎折，分隔筒的下沿低于中筒的上沿，分隔筒的上沿低于基體的上沿、高于折流圓筒的下沿，分隔筒的下口直徑大于折流圓筒的直徑；裝置內(nèi)還裝填有活性炭。

?使用上述雙循環(huán)催化臭氧水處理裝置進行水處理的方法是：

1、污水由裝置的進水口輸入，裝置的中筒與內(nèi)筒二者包圍的空間為升流區(qū)，內(nèi)筒內(nèi)部的空間為內(nèi)循環(huán)降流區(qū)，外筒和中筒包圍的空間為外循環(huán)降流區(qū)，同時臭氧化氣體自進氣口進入升流區(qū)，該區(qū)與內(nèi)、外循環(huán)降流區(qū)因內(nèi)部液體所含氣體量的不同，產(chǎn)生密度差，進而產(chǎn)生液體循環(huán)的推動力；

2、污水流動到分隔筒部位時，由于篩網(wǎng)阻隔活性炭進入到內(nèi)循環(huán)降流區(qū)，所以活性炭在自身重力及折流擋板的雙重作用下，只進入到外循環(huán)降流區(qū)；?而污水中的臭氧化氣體，由循環(huán)水流夾帶進入到內(nèi)及外循環(huán)降流區(qū)；

3、升流區(qū)與外循環(huán)降流區(qū)之間進行液體的外循環(huán)流動，在這一流動循環(huán)過程中，利用活性炭的吸附特性，并通過弱催化特性的活性炭催化臭氧，將廢水中易氧化的有機物組分分解；?

4、升流區(qū)與內(nèi)循環(huán)降流區(qū)之間進行液體的內(nèi)循環(huán)流動，內(nèi)循環(huán)流動時，紫外光和TiO₂協(xié)同催化臭氧，生成比臭氧氧化效能更高的羥基自由基，利用羥基自由基氧化廢水中難降解的有機分子。

本裝置的具體工作原理是：