一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置及方法，属于废水深度处理领域。本发明专利技术的装置包括一级反应器和二级反应器，其中，一级反应器上设有进水口，该反应器内设有曝气装置，且一级反应器的出水口通过出水管与二级反应器的进水口相连；二级反应器内设有至少两层臭氧催化氧化剂层，二级反应器的上部设有出水口，该出水口的下方还设有循环出水口，该循环出水口通过循环管道及水泵与二级反应器底部的循环进水口相连。采用本发明专利技术的装置对生化尾水进行处理提高了臭氧的使用率和催化氧化效率，使催化氧化反应更高效、完全。

Apparatus and method for advanced treatment of biochemical tail water by two stage gradient ozone catalytic fluidized bed

The invention discloses a device and a method for advanced treatment of biochemical tail water by a two stage gradient ozone catalytic fluidized bed, belonging to the field of advanced wastewater treatment. The device of the invention comprises a reactor and two stage reactor, wherein a reactor is provided with a water inlet, the aeration device is arranged in the reactor, and the inlet and the outlet of a reactor through the outlet pipe and the two stage reactor connected; two stage reactor is equipped with at least two ozone catalytic oxidation agent the upper layer, two stage reactor is provided with a water outlet, the lower part of the water outlet is also provided with a circulating water outlet, circulating water inlet of the circulating water outlet through the circulation pipe and a water pump and the two stage at the bottom of the reactor. The biochemical tail water is treated by the device of the invention, the utilization rate of ozone and the catalytic oxidation efficiency are improved, and the catalytic oxidation reaction is more efficient and complete.

【技术实现步骤摘要】
一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置及方法
本专利技术属于水处理
，涉及一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置及方法，该方法应用于处理受污染原水、废水，特别是含难生物降解有机物废水的深度处理领域。
技术介绍
随着工业技术的飞速发展，工业废水的排放量不断增多，其成分也变得越来越复杂，并对水体的污染也日趋广泛和严重。利用单纯生物法对浓度高、可生化性差的工业废水直接进行处理很难达到回用或排放标准，必须采用物理化学手段对难降解废水进行预处理或深度处理，以提高废水可生化性或将其进行最终降解。高级氧化技术能产生具有强氧化能力的自由基，水中高稳定性、难降解有机污染物进行系列自由基链反应，从而破坏其结构，使其逐步降解为无害的低分子量的有机物，最后降解为CO2、H2O和其他矿物盐。因此，目前高级氧化技术已成为治理生物难降解有机有毒污染物的重要手段。其中，臭氧氧化技术是一种高效的高级氧化水处理技术，由于臭氧的氧化还原电位较高，可以氧化分解水体中的大部分有机污染物，从而在一定程度上达到水质净化的目的。臭氧氧化技术在染料废水脱色、杀菌消毒以及饮用水净化等领域有着广泛的应用。然而，臭氧氧化技术在应用过程中仍存在一系列问题，如臭氧利用率低、矿化能力低、有机物分解不彻底等。近年来，又发展了催化臭氧氧化技术，催化臭氧化技术是利用催化剂的作用，促进反应过程中强氧化性自由基(主要为羟基自由基)的产生，从而提高了臭氧的利用效率，增加了有机污染物的氧化分解及矿化效率，进而可以在常温常压下将那些臭氧难以氧化或降解的有机物氧化甚至矿化。但采用现有工程中的臭氧催化反应池对废水进行处理时，臭氧与催化剂难以充分混合反应，且其催化氧化过程中本身产生的微孔臭氧气泡易重新在催化剂表面聚集变大，从而导致臭氧与催化剂的利用率仍相对较低，难以有效保证废水处理效果。同时其对废水的处理工艺相对复杂，处理成本较高，难以真正实现工程化应用。因此，如何进一步提高催化臭氧化技术中臭氧与催化剂的利用率，保证其废水处理效果得到了研究者的广范关注。经检索，关于提高催化臭氧化技术中臭氧利用率的专利报道已有相关公开。如，中国专利申请号为201110356245.4的申请案公开了一种催化臭氧处理制浆废水的装置及其处理方法，该申请案的装置包括结构相同的第一和第二反应器(相应的结构分别以第一和第二进行区分)、贮水池和尾气收集瓶；槽体内支撑布气板上承载有活性吸附材料负载过渡金属氧化物催化剂，槽体底部设置有曝气器，槽体上设置有进出水口、进臭氧口及取样口，顶盖上设置有尾气口。第一进臭氧口与第一曝气器通过管道连接，第一出水口与贮水池进水口、贮水池出水口与泵及第二进水口均通过管道连接；第一尾气口、第二进臭氧口、第二曝气器依次通过管道连接；尾气收集瓶上设置有排气管，该尾气瓶与第二尾气口连接。又如，中国专利申请号为2016108912090的专利公开了一种难降解有机废水多级臭氧催化氧化处理装置，该装置包括多级臭氧催化氧化系统，每级臭氧催化氧化系统均由臭氧布气系统及位于臭氧布气系统上方的专性固体催化剂系统构成；其中每级臭氧布气系统均通过管道与臭氧发生器连接，多级臭氧布气系统自下而上臭氧投加量逐级递减；装置顶部设有臭氧尾气排出口，臭氧尾气排出口通过管道与臭氧破坏器相连，多级专性固体催化剂系统分别填装多种不同的专性固体催化剂，并分别由催化剂支撑件承托。上述两申请案均通过对工业废水进行多级催化臭氧氧化处理，从而能够提高难降解有机物的分解率，在一定程度上提高了废水的处理效果，但其处理过程中臭氧微气泡仍不可避免地会在催化剂表面聚集变大，催化剂和臭氧的利用率相对较低，从而导致废水处理效果的改善受到较大限制。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服采用现有臭氧催化反应池对废水进行处理时，催化剂和臭氧的利用率相对较低，其对废水的处理效果有待进一步提高的不足，提供了一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置及方法。采用本专利技术的技术方案能够有效提高臭氧及催化剂的利用率，从而保证废水处理效果。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，包括一级反应器和二级反应器，其中，所述一级反应器上设有进水口，该反应器内设有曝气装置，且一级反应器的出水口通过出水管与二级反应器的进水口相连；所述二级反应器内设有至少两层臭氧催化氧化剂层，二级反应器的上部设有出水口，该出水口的下方还设有循环出水口，所述循环出水口通过循环管道及水泵与二级反应器底部的循环进水口相连。更进一步的，所述二级反应器内设有两层臭氧催化氧化剂层，其中，第一催化剂层位于第二催化剂层的上方且其装填高度为二级反应器高度的5％～10％，第二催化剂层的装填高度为二级反应器高度的5％～20％。更进一步的，所述臭氧催化氧化剂的粒径为3～8mm，密度为0.8～1.6g/cm3。更进一步的，每层臭氧催化氧化剂层的上端和下端均设有承托层，且承托层上均匀设有滤孔。更进一步的，所述的曝气装置与臭氧发生系统相连。更进一步的，所述一级反应器和二级反应器的顶部均设有尾气出口，且尾气出口设置有臭氧尾气分解装置。本专利技术的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的方法，启动臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，使待处理废水先进入一级反应器，与曝气装置产生的臭氧混合均匀并进行臭氧氧化处理，然后与剩余臭氧一起进入二级反应器，流经不同臭氧催化氧化剂层时进行充分催化氧化分解，经催化氧化处理后部分废水经水泵抽出后由二级反应器底部的循环进水口重新进入二级反应器，其余废水上流到出水口并排出反应器。更进一步的，所述一级反应器中臭氧的曝气量与待处理废水中COD的质量比为1：(0.2～1)，待处理废水在两反应器中的反应时间总计为0.5～2小时，其中其在二级反应器中的反应时间为0.3～1小时。更进一步的，所述臭氧催化氧化剂层内的催化剂为普通陶粒或者金属氧化物型催化剂，且每层催化剂均负载有不同金属，形成多金属组份臭氧催化剂。更进一步的，所述二级反应器的循环进水流速可调，调节循环进水流速以使催化剂流化膨胀率为5％～100％，并控制循环水的回流比为20％～100％。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，包括一级反应器和二级反应器，通过一级反应器对待处理废水进行初步臭氧氧化处理，并使废水与臭氧混合均匀，然后进入二级反应器进行多级臭氧催化氧化处理，从而能够显著提高废水中难降解有机物的降解率，有利于提高废水处理效果。同时，本专利技术中通过循环管路的设置将二级反应器内的催化剂进行流化，从而能够有效防止臭氧微气泡在催化剂表面发生聚集，显著提高了臭氧和催化剂的利用率，使待处理废水中的难降解有机物得到充分降解；此外，通过循环管路的设置还能够对废水进行循环催化氧化处理，从而进一步提高了废水的处理效果。(2)本专利技术的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，所述二级反应器内设有两层臭氧催化氧化剂层，其中，第一催化剂层位于第二催化剂层的上方且其装填高度为二级反应器高度的5％～10％，第二催化剂层的装填高度为二级反应器高度的5％～20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，其特征在于：包括一级反应器(1)和二级反应器(5)，其中，所述一级反应器(1)上设有进水口(101)，该反应器内设有曝气装置(2)，且一级反应器(1)的出水口通过出水管(3)与二级反应器(5)的进水口相连；所述二级反应器(5)内设有至少两层臭氧催化氧化剂层，二级反应器(5)的上部设有出水口(501)，该出水口(501)的下方还设有循环出水口，所述循环出水口通过循环管道(8)及水泵(9)与二级反应器(5)底部的循环进水口相连。

【技术特征摘要】
1.一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，其特征在于：包括一级反应器(1)和二级反应器(5)，其中，所述一级反应器(1)上设有进水口(101)，该反应器内设有曝气装置(2)，且一级反应器(1)的出水口通过出水管(3)与二级反应器(5)的进水口相连；所述二级反应器(5)内设有至少两层臭氧催化氧化剂层，二级反应器(5)的上部设有出水口(501)，该出水口(501)的下方还设有循环出水口，所述循环出水口通过循环管道(8)及水泵(9)与二级反应器(5)底部的循环进水口相连。2.根据权利要求1所述的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，其特征在于：所述二级反应器(5)内设有两层臭氧催化氧化剂层，其中，第一催化剂层(601)位于第二催化剂层(602)的上方且其装填高度为二级反应器(5)高度的5％～10％，第二催化剂层(602)的装填高度为二级反应器(5)高度的5％～20％。3.根据权利要求2所述的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，其特征在于：所述臭氧催化氧化剂的粒径为3～8mm，密度为0.8～1.6g/cm3。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，其特征在于：每层臭氧催化氧化剂层的上端和下端均设有承托层(7)，且承托层(7)上均匀设有滤孔。5.根据权利要求4所述的一种两级梯度臭氧催化流化床深度处理生化尾水的装置，其特征在于：所述的曝气装置(2)与臭氧发生系统相连。6.根据权利要求4所述的一种两级梯度臭氧催化流化...

【专利技术属性】
技术研发人员：何尚卫，王程，李爱民，戴建军，双陈冬，杨梦茜，汪雪竹，卞为林，杨道林，张志军，
申请(专利权)人：南京大学盐城环保技术与工程研究院，南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32