[發明專利]一種凈化廢水的催化氧化反應器及其凈化方法

有效

• 申請號: 201711096677.X
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107601645B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 潘立衛;張晶;周毅;畢怡
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/78;C02F101/34
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 祝詩洋

本發明提供一種凈化廢水的催化氧化反應器及其凈化方法，整個催化氧化反應器為三層套筒式的塔式結構；催化氧化反應器由外向內，依次分為尾氣排放控制區、廢水預熱區和催化氧化反應區等不同功能區。原料廢水由催化氧化反應器的底部入口進入催化氧化反應器，臭氧由催化氧化反應器的頂部臭氧入口進入催化氧化反應器，原料廢水和臭氧在催化氧化反應器內經過多次混合、反應后，處理合格的凈化水由凈化水出口流出催化氧化反應器，反應完成后的氣體由尾氣排放口流出催化氧化反應器，COD的脫除效率可以達到80％以上。本發明的催化氧化反應器特別適用于含甲醇廢水的凈化。

技術領域

本發明涉及一種凈化廢水的催化氧化反應器，特別適用于含甲醇廢水的凈化。

背景技術

甲醇是重要的化工產品與原料，資源豐富，也是未來的重要能源之一。但甲醇對微生物、水生生物和人體均有毒性，其作為一種有機污染物也廣泛存在于基本有機合成、塑料、人造纖維、制藥、離子交換樹脂、石油化工、林業化工及硫酸鹽紙漿等生產廢水中。

目前，對于甲醇廢水的處理主要有物理、化學處理方法和生物處理方法。其中，化學處理方法具有流程簡單、處理廢水濃度區間范圍寬、處理量大、處理時間短等特點，使其在實際工業應用中得到了廣泛應用。采用化學法處理甲醇廢水可選用的化學氧化劑有臭氧、氯系氧化劑等。用臭氧處理甲醇廢水時，中間產物是甲醛，最終產物是CO₂。質量濃度為5000mg/L的甲醇廢水經一步催化氧化過程后，其脫除率可以達到80％以上。

但如何進一步提升催化氧化處理廢水技術的效率，就成為了催化氧化技術廣泛應用與廢水治理領域的瓶頸之一。為滿足日益增長的廢水治理需求，針對化學方法處理高濃度廢水，本領域技術人員一般會不斷改進催化氧化催化劑的性能，同時催化氧化反應器的設計更傾向于一體化集成設計，如何通過優化體系的物流和能流分配，使反應器內部不同的吸放熱過程達到最佳的能量利用效率，同時使反應系統更加小型化、集成化，進而提高全系統的能量效率，是催化氧化治理廢水技術實用化的根本前提。

發明內容

本發明目的在于提供一種凈化廢水的催化氧化反應器，催化氧化反應器可以解決如下問題：一、常溫、無任何外供熱的情況下即可啟動并自動維持反應器的正常運行；二、可根據用要求，適用于不同濃度的廢水處理；三、將換熱與反應、混合與分離等多種功能集成于一體，提高整個催化氧化反應器的緊湊度，實現反應器的小型化。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種凈化廢水的催化氧化反應器為三層套筒式的塔式結構；催化氧化反應器由外向內，依次設置尾氣排放控制區、廢水預熱區和催化氧化反應區；在催化氧化反應區內裝填有催化氧化催化劑；所述催化氧化反應區從上到下依次包括預反應區、氣液緩沖區、主反應區和后反應區，在預反應區的上方設有液體分布器，在主反應區上方設有氣液緩沖區，在氣液緩沖區上方設有氣液再分布器，在催化氧化反應器底部下方設有氣液分離區，在氣液分離區的下方設有凈化水出口，在催化氧化反應器的頂部設有臭氧入口，在催化氧化反應器一側的下方設有廢水入口，在催化氧化反應器一側的上方設有尾氣排放口。

本發明另一個目的請求保護上述凈化廢水的方法，具體步驟如下：原料廢水由催化氧化反應器底部廢水入口進入廢水預熱區，經廢水預熱區預熱至60-90℃，預熱后原料廢水通過液體分布器進入催化氧化反應區；由臭氧入口向催化氧化反應器通入相應比例的臭氧，臭氧通過臭氧分布器進入催化氧化反應區，臭氧與原料廢水經過三次混合、催化反應后使原料廢水達到凈化水標準，經過凈化水出口排出，反應尾氣經過氣液分離區進入尾氣排放控制區繼續進行催化氧化反應，達到標準后的尾氣經泡沫阻隔網后由尾氣排放口排出催化氧化反應器。