[實用新型]一種臭氧催化氧化廢水處理裝置

有效

• 申請號: 201420642790.9
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN204251408U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 劉軍;文善雄;何琳;張媛;趙瑛;王小雄;劉光利;梁寶鋒
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F101/30
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;常大軍

技術領域

本實用新型屬于高級催化氧化處理有機廢水技術領域，具體涉及臭氧催化氧化處理有機廢水裝置。

背景技術

目前高級催化氧化處理有機廢水技術主要包括：O₃/H₂O₂法，O₃/UV法，臭氧/活性炭法，均相和非均相催化臭氧化法。O₃/H₂O₂是一種有效降解廢水中污染物的高級氧化過程。該過程不產生二次污染可直接將污染物氧化為CO₂和H₂O。并且還可將臭氧單獨無法氧化的有機物降解。該法可用于凈化飲用水和造紙、印染、焦化等廢水的處理。但該法臭氧利用率低、消耗量大，對COD的去除率不高，只能達到70％。O₃/UV是利用臭氧在紫外光的照射下，分解產生活潑的次生氧化劑來氧化有機物的處理方法。另外，紫外光的照射還可以使有機物形成大量活化分子，為有機物的氧化具備更有效的條件。所以該法具有氧化能力強，反應無選擇性等優點，對COD的去除率可達85％以上(李靜，劉國榮.臭氧高級氧化技術在廢水處理中的應用[J].污染防治技術，2007，20(6)：55～57，116.)。但該法需要安置紫外燈和相應的配套設備，所以裝置成本高，不容易實現工業化。臭氧/活性炭是在含有臭氧的廢水中懸浮一些活性炭，在水相中會引發鏈反應，并加速臭氧轉化為羥基自由基，由此導致了類似于O₃/H₂O₂或O₃/UV的高級氧化過程。該法的氧化能力不如O₃/H₂O₂或O₃/UV，而且活性炭不容易再生，活性炭消耗量大。均相催化臭氧化就是向廢水中加入一定濃度的過渡金屬離子如：Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺等，隨后再向廢水中通入臭氧，在過渡金屬離子的催化作用下臭氧發生降解反應生成羥基自由基，從而對廢水中有機物進行氧化，去除污染物。該法COD的去除率可以達到78％以上，但需要消耗藥劑，對金屬離子要有后續處理，如果處理不好會造成二次污染(范紅娟，黃肖蓉，隋賢棟.催化臭氧化在水處理中的應用[J].環境保護科學，2009，35(2)：40～42.)。

非均相催化臭氧化技術是近年來發展起來的一種具有較強競爭力的新型高級氧化技術，它可以在常溫常壓下將那些性質穩定的有機物氧化，在難降解廢水的處理中顯示出了極大的優越性。該法的催化劑主要有貴金屬系列、銅系列和稀土系列三大類，包括金屬和金屬氧化物以及負載于載體上的金屬和金屬氧化物催化劑(吳耀國，趙大為，焦劍，趙晨輝.臭氧化的負載型非均相催化劑制備及其作用機理[J].材料導報，2005，19(10)：8～11.)。CN200910243748.3公開的臭氧催化氧化處理難降解廢水的設備和方法。其流程包括進料系統、催化反應系統、噴淋吸收系統，廢水由進水泵出來后與臭氧和雙氧水混合從塔底進入催化反應塔，在催化劑的作用下發生催化氧化反應，反應后的廢水一部分從塔中部回流至進水泵的入口，另一部分從塔上部流出進入噴淋塔底部，由加壓泵抽出送到噴淋塔頂部，經布水器噴淋而下流入第二催化劑層，與從催化反應塔中反應后出來的氣體逆向接觸發生二次催化氧化。二次反應后的氣體從尾氣排空口排出，處理后的水一部分回流至塔底，另一部分從處理水出口流出。該技術的主要特點是：催化臭氧分解效率高、對污染物的氧化徹底；穩定性好，不容易流失，沒有二次污染，催化劑可再生重復使用等。對COD的去除率可以達到85％以上。

JP2001334277提供的非均相催化臭氧化方法為廢水與回流水一同進入循環泵在流經射水器時與臭氧混合，混合后的廢水與臭氧進入一段反應器發生催化氧化反應，對廢水進行了一級處理，處理后的廢水一部分進入下一級反應器，另一部分回流。后面三段反應器對廢水處理的流程與一段的相同，它們處理后的廢水都是一部分進入下一級反應器，另一部分在本段回流循環。四段反應器處理完廢水的氣體都進入臭氧破壞器，將剩余臭氧破壞后排放。