[發明專利]一種兩級梯度臭氧催化流化床深度處理生化尾水的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710117913.5
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106746034A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 何尚衛;王程;李愛民;戴建軍;雙陳冬;楊夢茜;汪雪竹;卞為林;楊道林;張志軍
• 申請（專利權）人: 南京大學鹽城環保技術與工程研究院;南京大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/30;C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種兩級梯度臭氧催化流化床深度處理生化尾水的裝置及方法，該方法應用于處理受污染原水、廢水，特別是含難生物降解有機物廢水的深度處理領域。

背景技術

隨著工業技術的飛速發展，工業廢水的排放量不斷增多，其成分也變得越來越復雜，并對水體的污染也日趨廣泛和嚴重。利用單純生物法對濃度高、可生化性差的工業廢水直接進行處理很難達到回用或排放標準，必須采用物理化學手段對難降解廢水進行預處理或深度處理，以提高廢水可生化性或將其進行最終降解。高級氧化技術能產生具有強氧化能力的自由基，水中高穩定性、難降解有機污染物進行系列自由基鏈反應，從而破壞其結構，使其逐步降解為無害的低分子量的有機物，最后降解為CO₂、H₂O和其他礦物鹽。因此，目前高級氧化技術已成為治理生物難降解有機有毒污染物的重要手段。

其中，臭氧氧化技術是一種高效的高級氧化水處理技術，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，臭氧氧化技術在應用過程中仍存在一系列問題，如臭氧利用率低、礦化能力低、有機物分解不徹底等。近年來，又發展了催化臭氧氧化技術，催化臭氧化技術是利用催化劑的作用，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，從而提高了臭氧的利用效率，增加了有機污染物的氧化分解及礦化效率，進而可以在常溫常壓下將那些臭氧難以氧化或降解的有機物氧化甚至礦化。

但采用現有工程中的臭氧催化反應池對廢水進行處理時，臭氧與催化劑難以充分混合反應，且其催化氧化過程中本身產生的微孔臭氧氣泡易重新在催化劑表面聚集變大，從而導致臭氧與催化劑的利用率仍相對較低，難以有效保證廢水處理效果。同時其對廢水的處理工藝相對復雜，處理成本較高，難以真正實現工程化應用。因此，如何進一步提高催化臭氧化技術中臭氧與催化劑的利用率，保證其廢水處理效果得到了研究者的廣范關注。

經檢索，關于提高催化臭氧化技術中臭氧利用率的專利報道已有相關公開。如，中國專利申請號為201110356245.4的申請案公開了一種催化臭氧處理制漿廢水的裝置及其處理方法，該申請案的裝置包括結構相同的第一和第二反應器(相應的結構分別以第一和第二進行區分)、貯水池和尾氣收集瓶；槽體內支撐布氣板上承載有活性吸附材料負載過渡金屬氧化物催化劑，槽體底部設置有曝氣器，槽體上設置有進出水口、進臭氧口及取樣口，頂蓋上設置有尾氣口。第一進臭氧口與第一曝氣器通過管道連接，第一出水口與貯水池進水口、貯水池出水口與泵及第二進水口均通過管道連接；第一尾氣口、第二進臭氧口、第二曝氣器依次通過管道連接；尾氣收集瓶上設置有排氣管，該尾氣瓶與第二尾氣口連接。

又如，中國專利申請號為2016108912090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，每級臭氧催化氧化系統均由臭氧布氣系統及位于臭氧布氣系統上方的專性固體催化劑系統構成；其中每級臭氧布氣系統均通過管道與臭氧發生器連接，多級臭氧布氣系統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廢水進行多級催化臭氧氧化處理，從而能夠提高難降解有機物的分解率，在一定程度上提高了廢水的處理效果，但其處理過程中臭氧微氣泡仍不可避免地會在催化劑表面聚集變大，催化劑和臭氧的利用率相對較低，從而導致廢水處理效果的改善受到較大限制。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服采用現有臭氧催化反應池對廢水進行處理時，催化劑和臭氧的利用率相對較低，其對廢水的處理效果有待進一步提高的不足，提供了一種兩級梯度臭氧催化流化床深度處理生化尾水的裝置及方法。采用本發明的技術方案能夠有效提高臭氧及催化劑的利用率，從而保證廢水處理效果。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：