[發明專利]一種廢水臭氧光催化深度處理裝置、處理方法及其應用

有效

• 申請號: 201510098519.2
• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN104743721B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 汪宏梅;王汝南
• 申請（專利權）人: 南京麥得文環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/78;C02F1/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,楊晞

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種廢水臭氧光催化深度處理裝置、處理方法及其應用。

背景技術

由于高級氧化技術在處理有機污染物方面具有反應時間較短、反應過程易于控制、反應比較徹底等特點，目前已成為國內外研究的熱點之一。各種高級氧化技術中，臭氧雖有極強的氧化性，但它的氧化活性卻有很高的選擇性，使得臭氧在水處理過程中很難徹底去除水中的TOC和COD。因此，為提高臭氧的氧化能力，國內外研究人員把臭氧氧化技術與光催化氧化技術相結合，不僅增強了光催化技術的氧化能力，并且降低了臭氧用量，節約成本，同時還擴大了處理范圍。臭氧光催化劑對有機物具有廣泛適用性，能顯著提高廢水的處理效率。

利用高級氧化反應降解水中有機污染物已逐漸由實驗研究轉向實際應用，目前高級氧化法的大規模應用急需解決反應器的問題，一般要求反應器具有結構簡單、效率高、可長期穩定運行等優點。對于非均相光催化反應來說，還需要解決光催化劑固定化的設計。固定化光催化劑的接觸表面積不如分散性催化劑，催化活性相對較差。對于分散性催化劑，其分離與回收是難點。通過膜分離分離催化劑是可行的方法，但是目前光催化工藝主要使用光催化與和膜分離分體式設計，膜分離使用陶瓷膜技術。由于陶瓷膜投資非常高，操作成本較高啊，特別是對納米催化劑的分離通量低，膜污染嚴重，無法滿足大規模水處理的需要。對于納米催化劑濃度較高的光催化體系，陶瓷膜分離由于污染嚴重會造成通量極低而難以使用。

發明內容

針對上述問題，為了解決固定光催化劑催化活性差，分散性催化劑難以分離和回收，陶瓷膜技術成本高等問題，本發明提供了一種廢水臭氧光催化深度處理裝置、處理方法及其應用，將臭氧氧化和光催化兩種深度處理技術耦合在同一反應器中，充分利用臭氧氧化和光催化兩種氧化技術的特點，通過反應器的優化設計和處理工藝的耦合來解決上述問題，同時極大降低廢水處理成本及設備投資成本。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種廢水臭氧光催化深度處理裝置，所述裝置包括主反應器、第一動力部件、第二動力部件和尾氣破壞器，其中主反應器內部設置有臭氧光催化反應器、膜分離裝置和空氣曝氣裝置，空氣曝氣裝置置于膜分離器的下方，主反應器的尾氣管與第一動力部件和尾氣破壞器依次相連，膜分離裝置的出水口與第二動力部件的入口相連。

優選地，所述空氣曝氣裝置置于臭氧光催化反應器和膜分離裝置的下方，其中需保證膜分離裝置的下方安裝空氣曝氣裝置，空氣曝氣裝置用于將膜分離裝置分離出的臭氧光催化劑進行分散，以便臭氧光催化劑的循環利用。

優選地，所述第一動力部件為氣體輸送泵，其用于將主反應器中排出的尾氣送入尾氣破壞器中進行處理。

優選地，所述氣體輸送泵為風機和/或引風機。

優選地，所述第二動力部件為液體輸送泵，其用于將膜裝置分離凈化出的液體泵出。

優選地，所述液體輸送泵為真空泵和/或抽吸泵。

優選地，所述臭氧光催化反應器包括若干分割室、布水器和臭氧分布管，其中布水器位于分割室下方，臭氧分布管位于布水器下方，每個分割室內均安裝紫外燈管。其中待處理液體通過布水器分布后進入每個分割室，臭氧通過臭氧分布管也進入分割室。

優選地，所述若干分割室中每個分割室均有出水口。

優選地，所述膜分離裝置為浸沒式中空纖維膜。

優選地，所述中空纖維膜的材質為聚丙烯或聚偏氟乙烯。

優選地，所述主反應器內裝有催化劑溶液。

優選地，所述催化劑溶液中催化劑為臭氧光催化劑。

優選地，所述臭氧光催化劑為粉末狀。

優選地，所述臭氧光催化劑的粒徑為20～100nm，例如20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm或100nm等。

優選地，所述主反應器是密閉的。

優選地，所述主反應器頂部安裝有呼吸閥，主反應器底部一側有進水口和臭氧進氣口，主反應器底部與進水口相對的一側有過濾器，其中進水口與臭氧光催化反應器的布水器相連，臭氧進氣口與臭氧光催化反應器的臭氧分布管相連，過濾器的出口與空氣曝氣裝置進氣口相連。

優選地，所述臭氧光催化反應器頂部位于主反應器內催化劑溶液液面下0.3～1m處，例如0.3m、0.4m、0.5m、0.6m、0.7m、0.8m、0.9m或1m等。