[發明專利]一種藕合式非均相催化臭氧高效深度處理污水方法及裝置

有效

• 申請號: 201710667336.7
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107285524B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 蘇本生;王俊;馬欣欣;王雯;劉廣青
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 張洪年

本發明公開了一種藕合式非均相催化臭氧高效深度處理污水方法及裝置，污水由裝置上部以均勻布水形式進入反應器內，在上層填料中與下層剩余的臭氧充分接觸，預處理去除掉污水中易處理的污染物。經臭氧預處理污水經再次均勻布水進入下層催化劑填料部分，進行催化臭氧的深度處理，之后污水流入靜置緩沖區進行臭氧的自然脫出和衰減由排水管路排除。本發明采取上進水下進氣的逆向流形式提高氣液傳質效率，同時利用分段耦合的形式，以催化部分剩余臭氧在上段填料中對污水進行預處理，去除了污水中臭氧易處理污染物，增強了催化部分生成的羥基自由基對難降解污染物的針對性，不僅提高了對臭氧的利用率，而且提高了催化部分處理效率和水質的整體改善效果。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其是，公開了一種藕合式非均相催化臭氧高效深度處理污水方法及裝置。

背景技術

隨著工業的日益發展，污水的產量逐年劇增。同時，污水成分的復雜化使得傳統的污水處理工藝很難達到人們對水質的要求，水體中一些有毒，有害的物質難以得到有效的去除。作為針對復雜成分水的有效手段，高級氧化法以其高效快速改善水質的特點得到了廣泛的推廣應用。其中，催化臭氧氧化技術在兼具一般高級氧化技術的優點的同時還具有效果穩定，無需二次處理，工藝操作簡單等特點。

臭氧以其較強的氧化性，在污水處理行業很早就得到了人們的關注，但是單純應用臭氧處理，臭氧利用率低，運行費用昂貴，且臭氧具有的選擇性限制了臭氧對污水的處理能力。非均相催化劑對臭氧進行催化處理，使其轉變為高效且無選擇性的羥基自由基。這極大的增強了臭氧在污水處理中的應用價值。同時非均相催化劑具有高效催化，穩定不易流失，無二次污染，可再生等特點。以上特點使得非均相催化在工業中應用價值遠超于均相催化。因此，對于非均相催化氧化工藝及裝置的研究已成為水處理行業關注的熱點。

傳統的非均相催化臭氧氧化工藝往往采取全程催化氧化的形式，對臭氧的利用率不高；而針對未反應的臭氧尾氣采取破碎處理的形式造成了資源的浪費同時增加了成本。此外，催化臭氧工藝中常用的氣液同向的傳質形式更是降低了工藝中氣液的傳質效率，造成了臭氧利用率不高。污水未經任何預處理直接進行催化臭氧氧化的處理階段使得高效的羥基自由基未能有效的針對難降解物質進行處理，這也是造成現有臭氧工藝污水處理效率低下的重要原因。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種藕合式非均相催化臭氧高效深度處理污水方法及裝置。

一種藕合式非均相催化臭氧高效深度處理污水方法，包括以下步驟：

(1)臭氧預處理：污水均勻分布上層填料中，與臭氧充分接觸氧化去除易降解污染物后得到預處理水；

(2)催化臭氧處理：預處理水均勻分布在下層催化劑填料中，臭氧被催化生成羥基自由基去除難降解污染物得到處理水；

(3)脫除臭氧：處理水過濾后進入緩沖區進行臭氧的自然脫出和衰減后排出。

優選的，(2)催化臭氧處理步驟中，所述下層催化劑填料為以γ-Al2O3為載體負載錳鈰復合氧化物的催化劑，通過浸漬法制備，所述錳鈰復合氧化物中錳/鈰摩爾比為0.5-2，煅燒終溫為600℃，催化劑填料直徑為3～5mm，催化反應的有效pH值范圍為5-9。

優選的，所述錳鈰復合氧化物中錳/鈰摩爾比為1:2，催化反應的有效pH值為7。

優選的，臭氧從下層催化劑填料處均勻布氣，保持下層催化劑填料處污水中的臭氧濃度為50-200mg/L，與催化劑接觸進行催化臭氧反應；未反應的臭氧向上進入上層填料進行臭氧預處理，保持上層填料處污水中臭氧濃度為5-20mg/L。

優選的，臭氧從上層填料處均勻布氣，與來自下層催化劑填料處的臭氧共同進行臭氧預處理，保持上層填料處污水中臭氧濃度為5-20mg/L。

優選的，(3)脫除臭氧步驟中還包括臭氧超量時，主動破壞臭氧進行尾氣處理。