一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置及其使用方法，包括反应器主体，反应器主体自上而下设置有紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区；反应器主体中各个相邻区之间相互连通且设置有承托层隔开；每个承托层的上面均设置有催化剂；反应器主体的臭氧氧化区上连接有进水口；反应器主体的紫外臭氧氧化区上连接有出水口和排气口；紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区均设置有钛曝气盘；紫外臭氧氧化区中设置有紫外灯。其具有结构合理、设计新颖、操作使用方便、维护成本低、运行可靠稳定、自动化程度相对较高的优点，同时还能够有效解决难降解工业废水处理中臭氧氧化率低、出水不够稳定等缺陷。

A Three-stage Ozone Catalytic Oxidation Unit for the Treatment of Refractory Industrial Wastewater and Its Application

The invention relates to a three-stage ozone catalytic oxidation device for treating refractory industrial wastewater and its application method, including a reactor main body, which consists of an ultraviolet ozone oxidation zone, an ozone catalytic oxidation zone and an ozone oxidation zone from top to bottom; each adjacent area in the reactor main body is interconnected and separated by a supporting layer; and each supporting layer is arranged above the supporting layer. Catalysts are installed; water inlets are connected to the ozonation zone of the reactor body; water outlets and exhaust ports are connected to the ultraviolet ozonation zone of the reactor body; titanium aeration pans are arranged in the ultraviolet ozonation zone, the ozonation catalytic zone and the ozonation zone; and ultraviolet lamps are arranged in the ultraviolet ozonation zone. It has the advantages of reasonable structure, novel design, convenient operation and use, low maintenance cost, reliable and stable operation, relatively high degree of automation. At the same time, it can effectively solve the problems of low ozone oxidation rate and unstable effluent in the treatment of refractory industrial wastewater.

【技术实现步骤摘要】
一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置及其使用方法
本专利技术涉及臭氧催化氧化和水处理
，尤其涉及一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置及其使用方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，人类向环境中排放的废水日益增多。工业废水因其含有大量难降解有机物而成为环境科学领域关注重点，这些难降解有机物由于高毒性而严重威胁人类健康。高级氧化技术能产生强氧化性自由基，将大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，同时还在环境类激素等微量有机物的处理方面具有很大的优势，能够使大部分有机物完全矿化或分解，因此高级氧化技术被广泛的研究和应用于难降解工业废水的处理。近年来，研究较多的高级氧化技术有基于臭氧的高级氧化、基于芬顿的高级氧化、电化学氧化、光催化等。其中，基于臭氧的催化氧化由于处理成本低，效果好，无二次污染的优点具有很好的应用前景。目前，针对臭氧催化氧化技术，国内外做了大量研究并取得了一定的成果。申请号为201210436656.9的专利专利技术了一种催化臭氧氧化降解水中腐殖质类有机污染物的方法，其中涉及到一种钴锰复合氧化物催化剂的制备和催化臭氧氧化对污水的处理等步骤。该专利技术可用于垃圾渗滤液等含腐殖质类有机污染物的污水处理中。申请号为201320835733.8的专利提出了一种光催化臭氧氧化反应器，用于处理难降解有机工业废水。申请号为201010191750.3的专利技术专利提出了一种非均相催化臭氧氧化废水深度处理的方法和装置，采用分段式臭氧氧化和催化氧化耦合的方法，不仅使废水中难降解有机物得到去除，还能够提高臭氧利用率。对于难降解有机物的去除，单独臭氧催化氧化和紫外臭氧催化氧化的的研究都有人报道。但是，臭氧在水中溶解度不高，反应过程中臭氧利用率较低，从而降低了臭氧氧化的效果。难降解工业废水中有机物，有机物含量高，且可生化性差，通常采用高级氧化的方法去除废水中难降解有机物。臭氧具有较高的氧化电位，能通过直接反应与间接反应氧化去除废水中的难降解有机物。然而，臭氧与有机物的反应选择性较强，对有机物的矿化度不高，有机物分解产生的中间产物还会阻止臭氧的进一步氧化。本专利技术正是基于上述研究背景而提出，旨在提高臭氧的利用率及提升臭氧氧化的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术中难降解工业废水处理工艺中存在的不足，提供一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置及其使用方法，其具有结构合理、设计新颖、操作使用方便、维护成本低、运行可靠稳定、自动化程度相对较高的优点，同时还能够有效解决难降解工业废水处理中臭氧氧化率低、出水不够稳定等缺陷。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案实现：一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置，该装置包括反应器主体，其中，反应器主体自上而下设置有紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区；反应器主体中各个相邻区之间相互连通且设置有承托层隔开；每个承托层的上面均设置有催化剂；所述反应器主体的臭氧氧化区上连接有进水口；所述反应器主体的紫外臭氧氧化区上连接有出水口和排气口；所述紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区均设置有用于均匀布气的钛曝气盘；所述紫外臭氧氧化区中设置有用于激发臭氧产生羟基自由基的紫外灯。作为上述方案的进一步优化，所述臭氧氧化区中还设置有排水口；所述紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区中钛曝气盘均与气体流量计相连接；所述气体流量计对上述紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区中钛曝气盘的进气量比值为：1-1.5：2-3：2-3。作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器、第一COD浓度传感器、第二COD浓度传感器、第一臭氧浓度传感器、第二臭氧浓度传感器、第三臭氧浓度传感器；所述第一流量传感器、第二流量传感器、第一COD浓度传感器、第二COD浓度传感器、第一臭氧浓度传感器、第二浓度传感器、第三浓度传感器均与控制器数据信号连接；所述第一流量传感器设置于所述进水口的进水管上用于实时检测进水管中进水量信号，并将实时检测的进水量信号发送至控制器；所述第二流量传感器设置于所述出水口的出水管上用于实时检测出水管中出水量信号，并将实时检测的出水量信号发送至控制器；所述第三流量传感器设置于所述排气口的排气管上用于实时检测排气管中排气量信号，并将实时检测的排气量信号发送至控制器；所述第一COD浓度传感器设置于所述进水口的进水管上用于实时检测进水管中COD浓度信号，并将实时检测的COD浓度信号发送至控制器；所述第二COD浓度传感器设置于所述出水口的出水管上用于实时检测出水管中COD浓度信号，并将实时检测的COD浓度信号发送至控制器；所述第一臭氧浓度传感器设置于所述臭氧氧化区中用于实时检测臭氧氧化区中臭氧浓度信号，并将实时检测的臭氧浓度信号发送至控制器；所述第二臭氧浓度传感器设置于所述臭氧催化氧化区中用于实时检测臭氧催化氧化区中臭氧浓度信号，并将实时检测的臭氧浓度信号发送至控制器；所述第三臭氧浓度传感器设置于所述紫外臭氧氧化区中用于实时检测紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号，并将实时检测的臭氧浓度信号发送至控制器；所述控制器将接收的实时进水量信号、出水量信号、排气量信号、进水管中COD浓度信号、出水管中COD浓度信号、臭氧氧化区中臭氧浓度信号、紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号、紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号经数据转换后存储于与控制器相连接的存储器中，并与存储器中预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果也存储于存储器中。作为上述方案的进一步优化，所述进水管中设置有第一流量调节阀；所述出水管中设置有第二流量调节阀；所述排气管中设置有第三流量调节阀；所述臭氧氧化区中设置有第一臭氧浓度调节阀；所述臭氧催化氧化区中设置有第二臭氧浓度调节阀；所述紫外臭氧氧化区中设置有第三臭氧浓度调节阀；所述控制器分别与第一流量调节阀、第二流量调节阀、第三流量调节阀、第一臭氧浓度调节阀、第二臭氧浓度调节阀、第三臭氧浓度调节阀控制连接；所述控制器根据实时进水量值、进水管中COD浓度值与预设的相应阈值比较的结果控制第一流量调节阀的进水/出水量；所述控制器根据实时出水量值、出水管中COD浓度值与预设的相应阈值比较的结果控制第二流量调节阀的进水/出水量；所述控制器根据实时排气量值与预设的相应阈值比较的结果控制第三流量调节阀的排气量；所述控制器根据实时臭氧氧化区中臭氧浓度值与预设的相应阈值比较的结果控制第一臭氧浓度调节阀调节臭氧浓度；所述控制器根据实时臭氧催化氧化区中臭氧浓度值与预设的相应阈值比较的结果控制第二臭氧浓度调节阀调节臭氧浓度；所述控制器根据实时紫外臭氧氧化区中臭氧浓度值与预设的相应阈值比较的结果控制第三臭氧浓度调节阀调节臭氧浓度。作为上述方案的进一步优化，所述自动控制系统还包括与控制器相连接的显示器和无线收发器；所述显示器用于显示经数据转换后的实时进水量信号值、出水量信号值、排气量信号值、进水管中COD浓度信号值、出水管中COD浓度信号值、臭氧氧化区中臭氧浓度信号值、紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号值、紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号值；所述无线收发器通过无线网络与云服务器无线通信连接；所述云服务器通过无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置，其特征在于：该装置包括反应器主体(1)，其中，反应器主体自上而下设置有紫外臭氧氧化区(2)、臭氧催化氧化区(3)、臭氧氧化区(4)；反应器主体中各个相邻区之间相互连通且设置有承托层(5)隔开；每个承托层的上面均设置有催化剂；所述反应器主体的臭氧氧化区上连接有进水口(6)；所述反应器主体的紫外臭氧氧化区上连接有出水口(7)和排气口(8)；所述紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区均设置有用于均匀布气的钛曝气盘(9)；所述紫外臭氧氧化区中设置有用于激发臭氧产生羟基自由基的紫外灯(10)。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置，其特征在于：该装置包括反应器主体(1)，其中，反应器主体自上而下设置有紫外臭氧氧化区(2)、臭氧催化氧化区(3)、臭氧氧化区(4)；反应器主体中各个相邻区之间相互连通且设置有承托层(5)隔开；每个承托层的上面均设置有催化剂；所述反应器主体的臭氧氧化区上连接有进水口(6)；所述反应器主体的紫外臭氧氧化区上连接有出水口(7)和排气口(8)；所述紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区均设置有用于均匀布气的钛曝气盘(9)；所述紫外臭氧氧化区中设置有用于激发臭氧产生羟基自由基的紫外灯(10)。2.根据权利要求1所述的用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述臭氧氧化区中还设置有排水口(11)；所述紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区中钛曝气盘均与气体流量计相连接；所述气体流量计对上述紫外臭氧氧化区、臭氧催化氧化区、臭氧氧化区中钛曝气盘的进气量比值为：1-1.5：2-3：2-3。3.根据权利要求1所述的用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置，其特征在于：该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器、第一COD浓度传感器、第二COD浓度传感器、第一臭氧浓度传感器、第二臭氧浓度传感器、第三臭氧浓度传感器；所述第一流量传感器、第二流量传感器、第一COD浓度传感器、第二COD浓度传感器、第一臭氧浓度传感器、第二浓度传感器、第三浓度传感器均与控制器数据信号连接；所述第一流量传感器设置于所述进水口的进水管上用于实时检测进水管中进水量信号，并将实时检测的进水量信号发送至控制器；所述第二流量传感器设置于所述出水口的出水管上用于实时检测出水管中出水量信号，并将实时检测的出水量信号发送至控制器；所述第三流量传感器设置于所述排气口的排气管上用于实时检测排气管中排气量信号，并将实时检测的排气量信号发送至控制器；所述第一COD浓度传感器设置于所述进水口的进水管上用于实时检测进水管中COD浓度信号，并将实时检测的COD浓度信号发送至控制器；所述第二COD浓度传感器设置于所述出水口的出水管上用于实时检测出水管中COD浓度信号，并将实时检测的COD浓度信号发送至控制器；所述第一臭氧浓度传感器设置于所述臭氧氧化区中用于实时检测臭氧氧化区中臭氧浓度信号，并将实时检测的臭氧浓度信号发送至控制器；所述第二臭氧浓度传感器设置于所述臭氧催化氧化区中用于实时检测臭氧催化氧化区中臭氧浓度信号，并将实时检测的臭氧浓度信号发送至控制器；所述第三臭氧浓度传感器设置于所述紫外臭氧氧化区中用于实时检测紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号，并将实时检测的臭氧浓度信号发送至控制器；所述控制器将接收的实时进水量信号、出水量信号、排气量信号、进水管中COD浓度信号、出水管中COD浓度信号、臭氧氧化区中臭氧浓度信号、紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号、紫外臭氧氧化区中臭氧浓度信号经数据转换后存储于与控制器相连接的存储器中，并与存储器中预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果也存储于存储器中。4.根据权利要求3所述的用于处理难降解工业废水的三段式臭氧催化氧化装置，其特征在于：所述进水管中设置有第一流量调节阀；所述出水管中设置有第二流量调节阀；所述排气管中设置有第三流量调节阀；所述臭氧氧化区中设置有第一臭氧浓度调节阀；所述臭氧催化氧化区中设置有第二臭氧浓度调节阀；所述紫外臭氧氧化区中设置有第三臭氧浓度调节阀；所述控制器分别与第一流量调节阀、第二流量调节阀、第三流量调节阀、第一臭氧浓度调节阀、第二臭氧浓度调节阀、第三臭氧浓度调节阀控制连接；所述控制器根据实时进水量值、进水管中COD浓度值与预设的相应阈值比较的结果控制第一流量调节阀的进水/出水量；所述控制器根据实时出水量值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦刚，张树军，王佳伟，蒋勇，罗京，金秋燕，张文珍，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，北京北排科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11