CN202924812U

CN202924812U - 一种有机废水臭氧催化氧化处理装置

Info

Publication number: CN202924812U
Application number: CN 201220602617
Authority: CN
Inventors: 李海波; 李玉平; 刘永胜; 贺荣华; 魏学勇
Original assignee: Beijing Saike Kanglun Environmental Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Saike Kanglun Environmental Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-11-14

Abstract

本实用新型涉及一种有机废水臭氧催化氧化处理装置。所述装置包括催化氧化塔（3），所述催化氧化塔（3）内部设有催化剂部件（4）；所述催化剂部件（4）由固体催化剂封装于多孔规整陶瓷容器中形成；所述多孔规整陶瓷容器与催化氧化塔（3）塔壁接触部分直接装填固体催化剂。催化氧化塔（3）的上部与储水池（1）通过进水泵（2）相连，底部与臭氧发生器相连；所述催化氧化塔（3）的底部还连接有出水池（5）。本实用新型装置臭氧利用率高，可达90%以上，电耗较低，且不需外加药剂，处理成本较低。催化氧化塔（3）为密闭容器，通过匹配进、出气量，并配备微压表和呼吸阀，维持系统为常压操作，保证系统的安全性。

Description

一种有机废水臭氧催化氧化处理装置

技术领域

本实用新型涉及有机废水深度处理领域，特别是涉及一种能够有效催化氧化去除有机废水中难降解有机物的臭氧催化氧化处理装置。

背景技术

臭氧具有极强的氧化能力，它在水中的氧化还原电位为2.07eV。用臭氧处理废水的方法叫臭氧化法，属于化学氧化法的一种。在国外，臭氧己经作为饮用水的消毒剂得到广泛的应用，它能快速有效地杀死水中的细菌和病毒，除去水中的异味。臭氧还被用来处理工业废水，能有效除去废水中的许多有机和无机污染物，降低废水的BOD和COD，并对脱色、除臭、杀菌有显著效果。臭氧化法和生化法、活性炭吸附等方法相比有许多优点。臭氧的氧化能力强，净化效果好，可以在较短的时间内使废水中的污染物降低到允许排放浓度，还能消除废水中致癌性的卤代有机物前体，将污染物降解为毒性小或无毒害的物质，工艺简单、安全可靠、不产生二次污染。

国内外在臭氧用于处理饮用水和废水的研究方面一直非常活跃，从臭氧单独氧化发展到高级氧化过程，作用机理主要是加快臭氧氧化反应的速率。多数臭氧吸收过程是由臭氧分子在水中的扩散过程控制或扩散和反应同时控制的过程。因此如何强化传质，提高臭氧的利用效率，是臭氧化水处理技术中一个很重要的方面。

CN 1884125A公开的臭氧/活性炭处理有机废水的装置，包括外筒和与其同轴的循环筒，外筒底部设有进水口，内筒底部设有曝气装置。该装置处理有机废水的方法：将有机废水从进水口泵入装置，将颗粒状活性炭投加到装置内部，通入臭氧化气体，活性炭在臭氧气体的推动下在内筒与内外筒形成的空间循环流动，对废水进行处理。

CN 101050016A涉及一种在输送管道中臭氧处理印染废水的方法。该发明可在3~10m长的输运管道中完成臭氧对印染废水的深度处理，印染废水通过射流器与臭氧混合接触。

CN 20142788Y涉及一种撞击流强化臭氧处理有机废水的装置，主要包括臭氧发生器、撞击混合器、环流反应器和尾气处理槽，利用喷嘴使臭氧和废水的混合物在撞击混合器中高速相向撞击，经充分撞击混合后的液体流经液体输送管进入环流反应器，形成气、液、固三相环流催化氧化反应，尾气进入尾气处理槽处理后排放，尾气排放口下端的圆弧形液沫挡板可以防止尾气液沫夹带，处理后的废水从反应废水排放口排出。

臭氧工艺自投入生产实践的百余年来，所采用的几乎都是化工领域常见的气液接触形式和常用的机械搅拌等强化气液相传质的传统方法，如提高气相中臭氧质量浓度，增加接触反应容器内的压力，采用喷射、机械搅拌混合等方法，臭氧利用率有限。另外，由于催化剂寿命有限，进行催化剂更换劳动强度大，装填困难。

实用新型内容

本实用新型针对现有臭氧处理有机废水工艺中臭氧利用率低、催化剂更换困难等问题，提供了一种有机废水臭氧催化氧化处理装置，可有效去除高浓度有机污染物，降低处理后废水中各项污染物指标，满足废水达标排放或者回用要求。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种有机废水臭氧催化氧化处理装置，所述装置包括催化氧化塔，所述催化氧化塔内部填装催化剂部件。

本实用新型在催化氧化塔内直接填装固体催化剂部件，进入的臭氧气体通过固体催化剂的截流在塔内均匀分布，与催化剂的接触面更大，强化了传质，提高了臭氧利用率。臭氧分子（O₃）在催化剂作用下可高效转化为羟基自由基（·OH），羟基自由基由于其极强的氧化性可有效去除废水中的有机污染物，催化氧化的效率更高并且对污染物没有选择性，可明显增强对芳香族化合物、含氮及杂环类等有潜在危害的有机物的去除能力，增强臭氧氧化对有机物的破坏力和无机化程度。本领域技术人员可以根据公知常识和实际情况进行臭氧催化氧化处理装置其他部分的设计，本实用新型并无特殊限制。

以下为本实用新型的优选形式，本实用新型包括但不仅限于以下具体结构。

本实用新型所述催化氧化塔中催化剂部件上方设有废水入口，下方设有臭氧入口，有机废水与臭氧在催化剂部件中逆流接触。逆流接触的目的是进一步增大有机废水与臭氧的接触面积，使氧化反应更彻底。

本实用新型所述催化氧化塔塔顶连接有尾气破坏系统。未反应完全的臭氧从催化氧化塔塔顶进入尾气破坏系统，通过热分解或者催化作用使臭氧无害化，避免造成二次污染。

本实用新型所述催化氧化塔与尾气破坏系统之间设有除雾器。除雾器的作用是脱除尾气中夹带的液滴，使臭氧在臭氧破坏系统中的处理更彻底。

所述尾气破坏系统后连接有防爆风机。防爆风机用于将在催化反应过程中少量未反应的臭氧抽离催化氧化塔，使其通过除雾器、尾气破坏系统处理完全。

本实用新型所述催化氧化塔为密闭容器，避免有毒臭氧释放和人员直接接触，保证装置的操作安全性。催化氧化塔内衬聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力，耐温优异，化学稳定性、耐腐蚀性良好。所述装置的管路也采用聚四氟乙烯密封件。

本实用新型所述催化氧化塔塔顶装有微压表和呼吸阀。微压表用于监控系统运行压力。呼吸阀作为压力控制装置，保证系统在微负压状态下运行（0~500pa），既能够维持系统常压运行，又避免臭氧泄漏，保证系统运行的安全性和稳定性。

本实用新型所述固体催化剂为颗粒状固体催化剂。所述颗粒状固体催化剂可选择氧化铝、火山岩、陶粒、活性炭及石英砂颗粒负载有催化活作用的活性组分。

本实用新型所述装置包括催化氧化塔，所述催化氧化塔的废水入口与储水池通过进水泵相连，臭氧入口与臭氧发生器相连；所述催化氧化塔的底部还连接有出水池。

本实用新型所述的有机废水臭氧催化氧化处理装置，通常应用于有机工业废水的深度处理，在废水一级和二级处理装置后加装本装置。有机废水经一级和二级处理后进入本装置储水池，废水经进水泵送至废水进口，经臭氧催化氧化处理后，从底部排水口可送至企业外排水出口或者回用使用单元。

与已有技术方案相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型装置臭氧利用率高，可达90%以上，电耗较低，且不需外加药剂，处理成本较低。催化氧化塔为密闭容器，通过匹配进、出气量，并配备微压表和呼吸阀，维持系统为常压操作，保证系统的安全性。

本实用新型装置操作简单，能够有效实现废水中有机污染物的去除；处理过程全密闭，同时设置了尾气破坏系统，避免有毒臭氧释放，避免人员直接接触，确保了处理过程的安全性；同时，由于配备了催化剂，系统运行成本较低，有利于推广使用。

附图说明

图1是本实用新型有机废水臭氧催化氧化处理装置示意图。

图中：1-储水池；2-进水泵；3-催化氧化塔；4-催化剂部件；5-出水池；6-臭氧发生器；7-尾气破坏系统；8-防爆风机；9-微压表；10-除雾器；11-呼吸阀。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的权利范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

一种有机废水臭氧催化氧化处理装置，所述装置包括催化氧化塔3，所述催化氧化塔3内部填装催化剂部件4。

所述催化氧化塔3中催化剂部件4上方设有废水入口，下方设有臭氧入口，有机废水与臭氧在催化剂部件4中逆流接触。所述催化氧化塔3塔顶依次连接有除雾器10、尾气破坏系统7和防爆风机8。催化氧化塔3塔顶还装有微压表9和呼吸阀11。所述催化氧化塔3的废水入口与储水池1通过进水泵2相连，臭氧入口与臭氧发生器6相连；所述催化氧化塔3的底部还连接有出水池5。

所述催化氧化塔3为密闭容器；塔内衬聚四氟乙烯。所述装置的管路采用聚四氟乙烯密封件。

在工作过程中，待处理的有机废水从储水池1中经进水泵2提升，通过催化氧化塔3上部的废水入口进入塔内，再经布水板流入催化剂部件4，与此同时，臭氧发生器6产生的臭气从催化氧化塔3底部的臭氧入口，经气体分布板向上进入催化剂部件4。有机废水与臭氧在催化剂部件4内逆流接触，臭氧分子（O₃）在催化剂作用下高效转化为羟基自由基（·OH），对有机废水中的有机污染物进行催化氧化处理。处理后的废水通过催化氧化塔3底部的出水口进入出水池5；催化氧化后未利用的臭氧，通过防爆风机8抽离催化氧化塔3，经除雾器10脱水后送至臭氧破坏系统7去除，臭氧破坏系统7的运行温度低于50℃，臭氧浓度降低至1.5mg/m³后排至大气。

本实用新型采用上述装置及方法实现有机废水中有机污染物的氧化去除，降低了工业废水中化学需氧量（COD）的浓度，使其满足废水外排或者循环使用的要求，从而为企业的可持续发展提供有效技术。

具体实施例1

可利用本装置对煤化工废水进行深度处理，煤化工废水经生化和混凝处理后，残余的COD主要为难降解有机污染物，COD为150~200mg/L，色度为100~200倍。废水进入储水池1，经进水泵2自顶部进入臭氧催化氧化塔3，臭氧催化氧化塔3中填装催化剂部件4。氧气含量为90~100%的气体经臭氧发生器6产生臭氧，臭氧自底部进入催化氧化塔3与煤化工废水在催化氧化塔3中错流接触，在催化剂作用下发生氧化还原作用。经处理后废水进入出水池5，含有少量臭氧的尾气经尾气破坏系统7后通过防爆风机8外排至大气，进入尾气破坏系统前通过除雾器去除尾气中的液态水。催化氧化塔安装呼吸阀11保证系统的操作安全性，呼吸阀11的工作压力为-500~1000Pa。

采用该方法实现煤化工废水中COD的深度脱除，使处理后出水COD为0~80mg/L，色度降低0~20倍，可达标排放。

具体实施例2

可利用本装置对印染废水进行深度处理，印染废水经传统一级和二级处理后，残余的COD主要为带发色基团的难降解有机污染物，COD为300~500mg/L，色度为200~400倍。废水进入储水池1，经进水泵2自顶部进入臭氧催化氧化塔3，臭氧催化氧化塔3中填装催化剂部件4。氧气含量为90~100%的气体经臭氧发生器6产生臭氧，臭氧自底部进入催化氧化塔3与煤化工废水在催化氧化塔3中错流接触，在催化剂作用下发生氧化还原作用。经处理后废水进入出水池5，含有少量臭氧的尾气经尾气破坏系统7后通过防爆风机8外排至大气，进入尾气破坏系统前通过除雾器去除尾气中的液态水。催化氧化塔安装呼吸阀11保证系统的操作安全性，呼吸阀11的工作压力为-500~1000Pa。

采用该方法实现印染废水中COD和色度的深度脱除，使处理后出水COD为0~100mg/L，色度为低于30倍，可达标排放。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征以及处理方法，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征以及处理方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征以及处理方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种有机废水臭氧催化氧化处理装置，所述装置包括催化氧化塔（3），其特征在于，所述催化氧化塔（3）内部填装催化剂部件（4）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化氧化塔（3）中催化剂部件（4）上方设有废水入口，下方设有臭氧入口，有机废水与臭氧在催化剂部件（4）中逆流接触。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述催化氧化塔（3）塔顶连接有尾气破坏系统（7）。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述催化氧化塔（3）与尾气破坏系统（7）之间设有除雾器（10）。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述尾气破坏系统（7）后连接有防爆风机（8）。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述催化氧化塔（3）为密闭容器；塔内衬聚四氟乙烯。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述催化氧化塔（3）塔顶装有微压表（9）和呼吸阀（11）。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置的管路采用聚四氟乙烯密封件。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置包括催化氧化塔（3），所述催化氧化塔（3）的废水入口与储水池（1）通过进水泵（2）相连，臭氧入口与臭氧发生器（6）相连；所述催化氧化塔（3）的底部还连接有出水池（5）。