本发明专利技术提供了一种臭氧光催化反应深度处理装置、处理方法及其应用。所述处理装置包括主反应器、第一动力部件、第二动力部件和尾气破坏器，其中主反应器内部设置有臭氧光催化反应器、膜分离装置和空气曝气装置；该处理方法首先将待处理废水通入臭氧光催化反应器，进行臭氧气体曝气，形成负压将主反应器内的催化剂溶液吸入臭氧光催化反应器进行混合和臭氧发生光催化反应，反应后混合液体通过主反应器中的膜分离装置分离出臭氧光催化剂和净化后的废水；被截留的催化剂悬浮物保留在主反应器中进行循环利用。本发明专利技术是一种一体化反应与分离装置，与现有光催化反应器相比，具有催化剂流态程度高，设备投资低，废水处理效果好等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种废水臭氧光催化深度处理装置、处 理方法及其应用。
技术介绍
由于高级氧化技术在处理有机污染物方面具有反应时间较短、反应过程易于控 制、反应比较彻底等特点，目前已成为国内外研宄的热点之一。各种高级氧化技术中，臭氧 虽有极强的氧化性，但它的氧化活性却有很高的选择性，使得臭氧在水处理过程中很难彻 底去除水中的TOC和C0D。因此，为提高臭氧的氧化能力，国内外研宄人员把臭氧氧化技术 与光催化氧化技术相结合，不仅增强了光催化技术的氧化能力，并且降低了臭氧用量，节约 成本，同时还扩大了处理范围。臭氧光催化剂对有机物具有广泛适用性，能显著提高废水的 处理效率。 利用高级氧化反应降解水中有机污染物已逐渐由实验研宄转向实际应用，目前高 级氧化法的大规模应用急需解决反应器的问题，一般要求反应器具有结构简单、效率高、可 长期稳定运行等优点。对于非均相光催化反应来说，还需要解决光催化剂固定化的设计。固 定化光催化剂的接触表面积不如分散性催化剂，催化活性相对较差。对于分散性催化剂，其 分离与回收是难点。通过膜分离分离催化剂是可行的方法，但是目前光催化工艺主要使用 光催化与和膜分离分体式设计，膜分离使用陶瓷膜技术。由于陶瓷膜投资非常高，操作成本 较高啊，特别是对纳米催化剂的分离通量低，膜污染严重，无法满足大规模水处理的需要。 对于纳米催化剂浓度较高的光催化体系，陶瓷膜分离由于污染严重会造成通量极低而难以 使用。
技术实现思路
针对上述问题，为了解决固定光催化剂催化活性差，分散性催化剂难以分离和回 收，陶瓷膜技术成本高等问题，本专利技术提供了一种废水臭氧光催化深度处理装置、处理方法 及其应用，将臭氧氧化和光催化两种深度处理技术耦合在同一反应器中，充分利用臭氧氧 化和光催化两种氧化技术的特点，通过反应器的优化设计和处理工艺的耦合来解决上述问 题，同时极大降低废水处理成本及设备投资成本。 为达此目的，本专利技术采用以下技术方案： -种废水臭氧光催化深度处理装置，所述装置包括主反应器、第一动力部件、第二 动力部件和尾气破坏器，其中主反应器内部设置有臭氧光催化反应器、膜分离装置和空气 曝气装置，空气曝气装置置于膜分离器的下方，主反应器的尾气管与第一动力部件和尾气 破坏器依次相连，膜分离装置的出水口与第二动力部件的入口相连。 优选地，所述空气曝气装置置于臭氧光催化反应器和膜分离装置的下方，其中需 保证膜分离装置的下方安装空气曝气装置，空气曝气装置用于将膜分离装置分离出的臭氧 光催化剂进行分散，以便臭氧光催化剂的循环利用。 优选地，所述第一动力部件为气体输送泵，其用于将主反应器中排出的尾气送入 尾气破坏器中进行处理。 优选地，所述气体输送泵为风机和/或引风机。 优选地，所述第二动力部件为液体输送泵，其用于将膜装置分离净化出的液体泵 出。 优选地，所述液体输送泵为真空泵和/或抽吸泵。 优选地，所述臭氧光催化反应器包括若干分割室、布水器和臭氧分布管，其中布水 器位于分割室下方，臭氧分布管位于布水器下方，每个分割室内均安装紫外灯管。其中待处 理液体通过布水器分布后进入每个分割室，臭氧通过臭氧分布管也进入分割室。 优选地，所述若干分割室中每个分割室均有出水口。 优选地，所述膜分离装置为浸没式中空纤维膜。 优选地，所述中空纤维膜的材质为聚丙烯或聚偏氟乙烯。 优选地，所述主反应器内装有催化剂溶液。 优选地，所述催化剂溶液中催化剂为臭氧光催化剂。 优选地，所述臭氧光催化剂为粉末状。 优选地，所述臭氧光催化剂的粒径为20~100nm，例如20nm、25nm、30nm、35nm、 40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm 或 IOOnm 等。 优选地，所述主反应器是密闭的。 优选地，所述主反应器顶部安装有呼吸阀，主反应器底部一侧有进水口和臭氧进 气口，主反应器底部与进水口相对的一侧有过滤器，其中进水口与臭氧光催化反应器的布 水器相连，臭氧进气口与臭氧光催化反应器的臭氧分布管相连，过滤器的出口与空气曝气 装置进气口相连。 优选地，所述臭氧光催化反应器顶部位于主反应器内催化剂溶液液面下0. 3~Im 处，例如 〇· 3m、0. 4m、0. 5m、0. 6m、0. 7m、0. 8m、0. 9m 或 Im 等。 优选地，膜分离装置顶部位于主反应器内催化剂溶液液面下0. 5~I. 5m处，例如 0· 5m、0. 6m、0. 7m、0. 8m、0. 9m、1.0 m、I. lm、I. 2m、I. 3m、I. 4m 或 I. 5m 等。 以上所述的处理装置的处理方法，所述方法包括以下步骤：待处理液体从进水口 进入臭氧光催化反应器，经布水器分布后进入分割室，臭氧气体经臭氧进气口进入臭氧分 布管进行曝气，产生负压将催化剂溶液吸入臭氧光催化反应器与待处理液体混合并发生臭 氧光催化反应；反应后的液体进入主反应器，并由膜装置分离进行分离，分离出臭氧光催化 剂和净化后的液体，净化后的液体经第二动力部件流出，分离出的臭氧光催化剂留在主反 应器中并由空气曝气装置进行分散。所述分离出的臭氧光催化剂留在主反应器中并由空气 曝气装置进行分散可以使臭氧光催化剂得到循环利用，继续参与臭氧光催化反应。 优选地，所述待处理液体的流速为1~4m/s，例如lm/s、I. 5m/s、2m/s、2. 5m/s、3m/ s、3. 5m/s 或 4m/s 等。 以上所述的处理装置的用途，其应用于废水处理领域。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果： 本专利技术是一种一体化反应与分离装置，通过将臭氧氧化技术、紫外光催化技术与 超滤膜技术相耦合，实现臭氧光催化和超滤膜分离的多功能作用。通过浸没式有机膜的使 用，大幅度降低投资成本，结合底部高强度曝气冲刷膜表面降低膜污染，使其能适应于高浓 度纳米催化剂场合，保证低操作压力下维持较高的膜通量，同时分散催化剂，并通过臭氧化 气体载动溶液进行流态化的臭氧光催化反应获得非常高的臭氧光催化活性。臭氧与光催化 联合使用的协同效果显著大于二者单一使用的去除效果，使污染物的去除率提高到了 73% 以上，与常规处理当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种废水臭氧光催化深度处理装置，其特征在于，所述装置包括主反应器(1)、第一动力部件(12)、第二动力部件(13)和尾气破坏器(11)，其中主反应器(1)内部设置有臭氧光催化反应器(2)、膜分离装置(3)和空气曝气装置(4)，空气曝气装置(4)置于膜分离器(3)的下方，主反应器(1)的尾气管(14)与第一动力部件(12)和尾气破坏器(11)依次相连，膜分离装置(3)的出水口与第二动力部件(13)的入口相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪宏梅，王汝南，
申请(专利权)人：南京麦得文环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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