[實用新型]用于非均相催化臭氧氧化處理水的裝置

有效

• 申請號: 201420452864.2
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN204058048U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 錢飛躍;陳重軍;梅娟;王建芳;沈耀良;吳鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州科技學院
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F9/04
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本實用新型涉及一種水處理裝置，具體涉及一種用于非均相催化臭氧氧化處理水的裝置，屬于環保技術領域。

背景技術

在原水凈化和廢水處理領域中，臭氧（O₃）因具有強氧化性（E⁰=2.07V），常被用于實現殺菌消毒、脫色除臭、去除難降解污染物和改善原水可生化性等目的。依據直接氧化原理，水中的O₃能優先破壞有機物中的不飽和、芳香類結構，將大分子物質轉化為小分子產物，但隨著反應的進行，體系對總有機碳（TOC）的去除速率將顯著降低。此時，若持續投加臭氧，不僅會使處理成本大幅上升，限制其實用價值，甚至可能造成潛在致癌產物（如醛類和溴酸鹽）的積累，導致二次污染。

當反應體系中存在OH^-、紫外光、過氧化氫、活性炭、過渡金屬及其氧化物時，溶解臭氧能分解生成羥自由基（·OH），后者對有機污染物具有極強的礦化能力。其中，以固體催化劑為核心的非均相催化臭氧氧化法，因具有除污能力強、臭氧利用率高、無需投加化學藥劑和處理能耗低等優點，而成為國內外水處理領域的研究和應用熱點。

非均相催化臭氧氧化水處理裝置是進行水處理的場所，其是水處理效果、效率的關鍵因素。現有的非均相催化臭氧氧化水處理裝置無法充分發揮非均相催化臭氧氧化水處理的優勢，原因包括（1）現有裝置都采用常壓操作，臭氧分子在水中較低的溶解度極大地限制了·OH的生成量；（2）現有裝置中，固體催化劑與水中芳香類、疏水性有機物直接接觸，會因強烈的吸附作用而導致催化點位的減少，削弱其反應活性；（3）現有裝置中，固體催化劑一般以固定床形式存在，如此設計固體催化劑與水接觸面積小，導致催化效果無法充分體現，也會導致處理不均勻，還增加了處理時間。一般認為，當固體催化劑粒徑小于500?μm時，且處于完全流化狀態時，臭氧在其內、外表面的傳質阻力將被有效消除，反應裝置處理效能顯著提升，水力停留時間可大幅降低；但小尺寸固體催化劑極易隨出水流失，這使得配置傳統出水堰（管）的氣、液兩相反應器，如折流板接觸池、噴淋塔、填料塔和篩板塔等，均無法保障系統獲得良好的操作穩定性，這也是目前分散式固體催化劑無法實際應用的最主要原因。

因此，如何創新反應裝置構型設計，最大程度地優化氣、液、固三相傳質反應過程，強化系統處理效能是推動非均相催化臭氧氧化法實用化進程的關鍵。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于非均相催化臭氧氧化處理水的裝置，其充分發揮非均相催化臭氧氧化法的優越性，水處理效率高、出水水質穩定、操作方式靈活、適用范圍較廣。?

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

包括1個中心接觸塔、1～4個催化氧化塔、輻流式連接管以及固體催化劑、進水總管；所述中心接觸塔與催化氧化塔通過輻流式連接管連接；

所述中心接觸塔塔體為圓柱形結構，高徑比為6～8∶1；

所述中心接觸塔頂部設有集氣罩；該集氣罩上設有尾氣排放管；所述尾氣排放管上設有壓力表與電磁節流閥；

所述進水總管穿過集氣罩伸入中心接觸塔內；所述進水總管位于中心接觸塔塔內部分的長度為中心接觸塔塔體高度的20～25%；

所述中心接觸塔底部設有鈦制曝氣頭；所述鈦制曝氣頭的孔徑為2～5μm；所述鈦制曝氣頭周邊設有導流斜面；所述斜面的上端與鈦制曝氣頭的底面接觸，下端與輻流式連接管接觸；

所述催化氧化塔塔體為圓柱形結構，其有效高度與中心接觸塔的有效高度一致，高徑比為4～6∶1；

?所述催化氧化塔頂部設有集氣罩；該集氣罩上設有尾氣排放管；所述尾氣排放管上設有壓力表與電磁節流閥；

所述催化氧化塔中部設有圓柱形膜分離組件；所述膜分離組件的長度為催化氧化塔塔體高度的30～60%；所述膜分離組件的直徑為催化氧化塔塔體直徑的30～50%；所述膜分離組件的過濾精度為0.1～1.0?μm；

所述膜分離組件頂端設有出水管；所述出水管穿出催化氧化塔，并且穿出部分設有真空表；

所述催化氧化塔中下部設有圓柱形固體催化劑加料管；所述固體催化劑加料管上設有截止閥；

所述催化氧化塔底部設有鈦制曝氣盤；所述鈦制曝氣盤的孔徑為2～5μm；所述鈦制曝氣盤直徑為膜分離組件直徑的1.0～1.5倍；所述鈦制曝氣盤的頂端低于輻流式連接管的底端；

所述催化氧化塔底端設有收集斗；所述收集斗底部設有放空口和截止閥；

所述固體催化劑位于催化氧化塔內；