[發明專利]一種高效催化臭氧深度處理污水方法及裝置

在審

• 申請號: 202110029148.8
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112777722A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 熊威;李想;楊波;吳雅琴;張高旗;李淑娜;苗志偉
• 申請（專利權）人: 杭州水處理技術研究開發中心有限公司
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/72
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

本發明屬于污水處理領域，公開了一種微納米臭氧系統耦合非均相催化深度處理污水方法及裝置，該方法所用裝置中包括臭氧發生器、微納米曝氣裝置、混合罐、裝填高效催化劑的反應塔，尾破裝置，過氧化氫加藥泵等設備，利用微納臭氧混合系統將臭氧和污水在混合罐中混勻，然后根據實際情況加入過氧化氫，進入裝填有高效催化劑的反應塔，在塔內氣液固三相得到更充分的接觸，發生高效的催化臭氧氧化效用；本發明解決了傳統臭氧曝氣工藝中臭氧溶解效率低，利用率低的缺點，具體的將微納米臭氧混合系統，高效催化劑催化和過氧化氫增強臭氧技術進行結合，達到臭氧利用率高，處理效率高，環保節能的污水處理效果，具有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于污水的高級氧化處理技術領域，具體是指一種利用微納米臭氧系統耦合非均相催化臭氧深度處理污水及裝置。

背景技術

近年來，隨著印染、煤化工、焦化、石油化工等行業發展，含有各種難降解有機物的廢水引發很多生態問題，傳統的生物化學技術很難處理這些廢水中所含的難降解有機物，臭氧氧化工藝因其效率高、適用范圍廣、安全、高效、環保且操作簡單等優點，近年來，在廢水處理領域中得到了廣泛的應用

在催化臭氧工藝中，臭氧被催化產生的羥基自由基，其具有氧化性強，廣譜性，能夠顯著的增強污水的處理效果。然而，目前臭氧氧化技術在工程上普遍存在的問題是：(1)臭氧催化劑的催化活性差，催化劑流失嚴重；(2)臭氧投加量大，投資成本和運行成本偏高；(3)臭氧運行工藝及材料相關研究較少，使得臭氧效率低，催化劑穩定性差；(4)催化劑投加量大，使用壽命短等。

傳統的催化臭氧氧化裝置一般為簡單的塔式結構，布水方式簡單，曝氣方式也相對單一，多采用砂芯，鈦合金曝氣頭，射流器等，上述方法在工程應用中臭氧利用率極低，導致大量的臭氧通過氣態和液態的形式流失而浪費，隨之工程運維成本高昂且處理效果不佳。為了解決上述問題，提高臭氧的利用率從而進一步提升催化臭氧氧化系統的處理效果，微納米曝氣技術通過增大氣液傳質，提升臭氧溶解效果減少氣態臭氧的損失，被逐漸運用到水處理市場中。

在眾多基于臭氧生成羥基自由基的高級氧化技術中，過臭氧過程在其中也是很有名的，即過氧化氫和與臭氧結合，兩者可以高效的生成羥基自由基，從而顯著地提高污水的處理效果，已被大量的應用在實際臭氧工程中。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種利用微納米臭氧系統耦合非均相催化臭氧深度處理污水的及裝置。

本發明是通過下述技術方案來實現的：

一種高效催化臭氧深度處理污水方法，其特征在于，處理過程按下述步驟進行：

(1)將待處理污水在混合罐中進行臭氧預氧化，臭氧投加量為30—80mg/L，水的停留時間控制為10—200min；所述臭氧預氧化，是指污水在混合罐中先進行一定時間的預處理，臭氧與易降解的大分子反應，進行斷鏈開環，形成難降解物質，降低后續非均相臭氧催化氧化系統處理負荷；

(2)將預氧化后的污水中加入過氧化氫藥劑進行反應，過氧化氫加入量與污水后的體積比控制在0.01％—0.20％；

(3)充分混合過氧化氫的污水再進入反應塔進行催化反應，在反應塔中污水的停留時間控制在10—200min，反應結束后即可得到干凈出水。

作為優選，上述一種高效催化臭氧深度處理污水方法的步驟中緩沖反應時，再串聯一臺微納米曝氣裝置，對經臭氧預氧化的污水進行曝氣處理。

作為優選，上述一種高效催化臭氧深度處理污水方法的步驟中加入過氧化氫藥劑的污水，在反應塔內進行逆流反應，過氧化氫加入量與污水后的體積比控制在0.05％—0.10％。將混合罐中預氧化處理過的水自下而上均勻通入反應塔中，臭氧被特定的催化劑催化形成羥基自由基從而去除難降解污染物質；在預臭氧化后的水在通入反應塔之前通過加藥泵加入一定含量的過氧化氫，過氧化氫與臭氧反應形成羥基自由基，有助于污染物質的去除效果；