[發(fā)明專利]一種一體式梯度臭氧催化流化床裝置及其應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710117400.4
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106630110A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 李愛民;王程;何尚衛(wèi);戴建軍;雙陳冬;許涵;李夢曉;卞為林;楊道林;張志軍
• 申請（專利權）人: 南京大學;南京大學鹽城環(huán)保技術與工程研究院
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F9/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發(fā)明屬于水處理技術領域，涉及一體式梯度臭氧催化流化床裝置，特別是涉及一種適用于難生物降解的工業(yè)園區(qū)廢水處理或生活污水深度處理的豎流式多級梯度催化臭氧氧化與過濾一體池。

背景技術

隨著工業(yè)技術的飛速發(fā)展，工業(yè)廢水的種類和排放量日益增多，其中以難降解有機工業(yè)廢水的危害最大，其成分也變得越來越復雜，且其生物降解性差，毒性大，常含有氰、酚類化合物、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、硝基芳烴等對生物和微生物有毒或劇毒的物質，這些物質具有致癌、致畸、致突變等作用，有些可在生物體內長期積累，并通過食物鏈轉移到人體，對人體具有毒性及致癌作用，對環(huán)境和人類危害巨大。目前，國內外對工業(yè)廢水的處理工藝大都采用經濟性較好的生物法進行處理，但是隨著各地排放標準的日益嚴格，采用生物法直接處理難降解的高濃度有機化工廢水，難以達到回用或直接排放的標準。

臭氧氧化技術是一種高效水處理技術，由于臭氧的氧化還原電位較高，可以氧化分解水體中的大部分有機污染物，從而在一定程度上達到水質凈化的目的，臭氧氧化技術在染料廢水脫色、殺菌消毒以及飲用水凈化等領域有著廣泛的應用。然而，臭氧氧化技術在實際應用的過程中存在一系列問題，如臭氧利用率低、礦化能力低、有機物分解不徹底等。近年來，針對臭氧氧化技術存在的以上不足發(fā)展了一系列催化臭氧氧化技術，催化臭氧氧化技術是在催化劑的作用下，促進反應過程中強氧化性自由基(主要為羥基自由基)的產生，進而提高臭氧的利用效率，增加了有機污染物的氧化降解及礦化能力，可以在常溫常壓下將難以臭氧氧化或降解的有機物進行氧化降解甚至礦化。

現(xiàn)有技術中通常是在臭氧催化反應池中對廢水進行臭氧催化處理，但采用現(xiàn)有常用催化臭氧反應池對工業(yè)廢水中的難降解有機物進行催化臭氧氧化時，往往采用的是兩級分體式臭氧催化，臭氧曝氣和催化劑分別在兩個不同的反應器內，這就導致了難以有效實現(xiàn)臭氧與催化劑的充分混合反應，影響廢水的處理效果。此外，現(xiàn)有技術中也有將臭氧與催化劑通入同一反應器內，使臭氧、催化劑及廢水在反應池中直接混合反應，這樣雖能有效提高臭氧與催化劑混合的均勻性，但臭氧微氣泡易在催化劑表面聚集變大，從而導致臭氧和催化劑的利用率仍相對較低，難以有效保證廢水處理效果。

近年來，為了提高催化臭氧氧化技術中臭氧的利用率和廢水處理效果，許多研究者展開了相關研究工作并取得了一定成效。如，中國專利申請?zhí)枮?01510051843.9的申請案公開了一種豎流式多級梯度臭氧催化氧化與過濾一體池，該申請案包括催化過濾池、多級臭氧催化氧化池以及多級豎流梯度氧化池；第一級臭氧催化氧化池、第二級臭氧催化氧化池以及催化過濾池均包括自上而下依次設置的催化劑層、承托層、支撐板以及支撐柱；第一級臭氧催化氧化池的底部與第一級豎流梯度氧化池相貫通；第一級豎流梯度氧化池的頂部與第二級臭氧催化氧化池相貫通；第二級臭氧催化氧化池的底部與第二級豎流梯度氧化池相貫通；第二級豎流梯度氧化池的底部與催化過濾池相貫通。

又如，中國專利申請?zhí)枮?016108912090的專利公開了一種難降解有機廢水多級臭氧催化氧化處理裝置，該裝置包括多級臭氧催化氧化系統(tǒng)，每級臭氧催化氧化系統(tǒng)均由臭氧布氣系統(tǒng)及位于臭氧布氣系統(tǒng)上方的專性固體催化劑系統(tǒng)構成；其中每級臭氧布氣系統(tǒng)均通過管道與臭氧發(fā)生器連接，多級臭氧布氣系統(tǒng)自下而上臭氧投加量逐級遞減；裝置頂部設有臭氧尾氣排出口，臭氧尾氣排出口通過管道與臭氧破壞器相連，多級專性固體催化劑系統(tǒng)分別填裝多種不同的專性固體催化劑，并分別由催化劑支撐件承托。上述兩申請案均通過對工業(yè)廢水進行多級催化臭氧氧化處理，從而在一定程度上能夠提高臭氧的氧化效率及對廢水的處理效果，但其氧化效率主要是通過對廢水進行多級處理來提高的，其提高效果受具體催化氧化的級數限制，且經多級處理后的廢水處理效果仍然難以滿足要求。

發(fā)明內容

1.發(fā)明要解決的技術問題

本發(fā)明的目的在于克服采用現(xiàn)有臭氧催化氧化池對工業(yè)廢水進行處理時，臭氧與催化劑的利用率相對較低，廢水處理效果難以滿足要求的不足，提供了一種一體式梯度臭氧催化流化床裝置及其應用。采用本發(fā)明的一體式梯度臭氧催化流化床裝置對工業(yè)廢水進行處理時，可有效提高臭氧與催化劑的利用率，從而能夠有效保證廢水的處理效果。

2.技術方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：