一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置及方法，属于废水处理技术领域。该装置包括反应器、气体分布器以及三相分离器，反应器包括反应器筒体，反应器筒体的上部具有催化剂加料口，底部具有废水入口以及臭氧入口，气体分布器设置于反应器筒体内且位于臭氧入口上方以使臭氧经气体分布器进入反应器筒体与反应器筒体内的催化剂及待处理废水混合形成三相淤浆，三相分离器设置于反应器筒体的顶部以分离反应后的三相淤浆。该装置结构简单，操作方便，利于催化剂与臭氧和废水反应并分离。采用该装置进行三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化，反应时间灵活可控，能使反应后的废水COD小于60mg/L，难降解废水处理效果明显优于现有工业固定床反应器。

【技术实现步骤摘要】
一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置及方法
本专利技术涉及废水处理
，具体而言，涉及一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置及方法。
技术介绍
随着工业迅速发展，工业污水的排放量日益增多，成分更加复杂，水中含有许多较难降解的有机物，如酚类、胺类、多环芳烃类、杂环类化合物，造成污染加剧，严重威胁人民的健康，并且制约社会经济的发展。臭氧氧化法是污水处理中应用较为广泛的高级氧化法，臭氧氧化法分为直接氧化法和间接氧化法，直接氧化法是溶解态的臭氧分子直接与有机污染物反应，具有较高的选择性，氧化效率不高，彻底净化污水比较困难；间接氧化法又名臭氧催化氧化法，是臭氧在催化剂的作用下形成羟基自由基(·OH)，·OH与有机物反应速率更高、氧化性更强，没有选择性。臭氧催化氧化已成功应用于污水深度处理、污水回用、高浓度难生化污水预处理等方面。但国内臭氧催化氧化多为直径3-10mm的球型催化剂，反应器大多仍采用常规固定床、鼓泡床，臭氧传质速率不够高，臭氧实际利用率低等缺点。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一包括提供一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，该装置结构简单，操作方便，利于催化剂与臭氧和废水反应并分离，臭氧传质速率较高。本专利技术的目的之二包括提供一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化方法，反应时间灵活可控，能够使反应后的废水COD小于60mg/L，难降解废水处理效果明显优于现有工业固定床反应器。本专利技术是这样实现的：第一方面，本申请提供一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，包括反应器、气体分布器以及三相分离器，反应器包括反应器筒体，反应器筒体的上部具有催化剂加料口，反应器筒体的底部具有废水入口以及臭氧入口，气体分布器设置于反应器筒体内，且臭氧入口与气体分布器连通，以使臭氧能够经气体分布器从反应器筒体的底部进入反应器筒体与反应器筒体内的催化剂及待处理废水混合形成三相淤浆，三相分离器设置于反应器筒体的顶部并用于分离反应后的三相淤浆。在可选的实施方式中，气体分布器为陶瓷过滤器或微孔曝气盘。在可选的实施方式中，气体分布器的孔径为5-50μm。在可选的实施方式中，三相分离器包括过滤装置、升气管及集液槽，过滤装置沿反应器的长度方向设置，集液槽设置于过滤装置的朝向反应器的顶部的一端端口且留有用于连通升气管和过滤装置的尾气排出空间。在可选的实施方式中，三相分离器活动连接于反应器筒体的内壁；优选地，过滤装置活动连接于反应器筒体的内壁。在可选的实施方式中，过滤装置为陶瓷过滤器或金属烧结滤芯。在可选的实施方式中，过滤装置的孔径为0.5-10μm。在可选的实施方式中，三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括臭氧发生器，臭氧发生器的臭氧出口与反应器筒体的臭氧入口连接。在可选的实施方式中，臭氧发生器采用高压放电式、紫外线照射式和电解式中的任意一种产生臭氧。在可选的实施方式中，臭氧发生器所用的气体原料包括氧气型或空气型。在可选的实施方式中，三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括气体流量计和调节阀，气体流量计和调节阀设置于臭氧发生器及臭氧入口之间。在可选的实施方式中，三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括尾气臭氧分解器，反应器筒体的顶部具有用于排出经三相分离器分离后的气体的尾气出口，尾气臭氧分解器与尾气出口连接。在可选的实施方式中，三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括臭氧分析仪，臭氧分析仪与尾气臭氧分解器的出气口连接。在可选的实施方式中，反应器筒体的顶部还具有用于排出经三相分离器分离后的废水的出水口。在可选的实施方式中，反应器筒体的底部还具有用于排出经三相分离器分离后的催化剂的排放口。在可选的实施方式中，三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括与废水入口连接的用于泵送待处理废水的计量泵。第二方面，本申请提供一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化方法，包括以下步骤：采用如前述实施方式任一项的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，将待处理废水、臭氧及催化剂分别从废水入口、臭氧入口以及催化剂加料口通入反应器筒体内，臭氧经气体分布器分布后与催化剂及待处理废水混合并通过气流形成三相淤浆，臭氧在催化剂作用下产生羟基自由基并与待处理废水中难降解有机物发生催化氧化反应以使待处理废水中的COD被脱除；反应后的废水和气体通过三相分离器实现气液与催化剂的分离。在可选的实施方式中，三相分离器的过滤装置具有自清洗功能。在可选的实施方式中，催化剂在气相作用下悬浮于待处理废水中。在可选的实施方式中，反应器筒体内每小时催化剂的添加量为待处理废水的质量的1-5％。在可选的实施方式中，臭氧与待处理废水的反应时间为0.5-3h，更优为0.5-1h。在可选的实施方式中，臭氧的浓度为5-40mg/L，优选为5-20mg/L。在可选的实施方式中，待处理废水包括含有难以生化降解物质的炼油或化工废水，其中，难以生化降解物质包括胺类、酚类、芳烃类或杂环类物质。在可选的实施方式中，待处理废水包括污水处理厂常规生化池排出的COD不达标废水。在可选的实施方式中，COD不达标废水的COD浓度不超过300mg/L。在可选的实施方式中，催化剂包括炼油行业催化裂化装置卸出的FCC废催化剂或平衡剂。优选地，催化剂包括于催化裂化三级旋风分离器收集的粒径不超过40μm的起催化作用的物质。优选地，起催化作用的物质的粒径为0.04-40μm。在可选的实施方式中，分离后的催化剂在反应器内循环使用。在可选的实施方式中，分离后的尾气通过臭氧分解器分解剩余臭氧后直接排空。在可选的实施方式中，分离后的尾气中臭氧浓度小于1mg/L。在可选的实施方式中，分离后的废水进入后续处理工艺或直接排放。在可选的实施方式中，分离后的废水中COD的浓度小于60mg/L。本申请具有以下有益效果：本申请通过使臭氧经气体分布器从反应器筒体的底部进入反应器筒体与反应器筒体内的催化剂及待处理废水混合形成三相淤浆，臭氧在催化剂作用下产生羟基自由基，与废水发生催化氧化反应使废水中的COD被脱除，反应后的废水、气体和催化剂通过三相分离器实现分离。此装置结构简单，操作方便，利于催化剂与臭氧和废水反应并分离，臭氧传质速率较高。其对应的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化方法，反应时间灵活可控，能有效降低难降解废水中的COD值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为实施例1提供的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置的结构示意图；图2为图1中反应器的结构示意图；图3为图1中三相分离器的结构示意图。附图标记说明：2A-反应器筒体；2B-催化剂加料口；2C-排放口；6-气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，其特征在于，包括反应器、气体分布器以及三相分离器，所述反应器包括反应器筒体，所述反应器筒体的上部具有催化剂加料口，所述反应器筒体的底部具有废水入口以及臭氧入口，所述气体分布器设置于所述反应器筒体内，且所述臭氧入口与所述气体分布器连通，以使臭氧能够经所述气体分布器从所述反应器筒体的底部进入所述反应器筒体与所述反应器筒体内的催化剂及待处理废水混合形成三相淤浆，所述三相分离器设置于所述反应器筒体的顶部并用于分离反应后的所述三相淤浆。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，其特征在于，包括反应器、气体分布器以及三相分离器，所述反应器包括反应器筒体，所述反应器筒体的上部具有催化剂加料口，所述反应器筒体的底部具有废水入口以及臭氧入口，所述气体分布器设置于所述反应器筒体内，且所述臭氧入口与所述气体分布器连通，以使臭氧能够经所述气体分布器从所述反应器筒体的底部进入所述反应器筒体与所述反应器筒体内的催化剂及待处理废水混合形成三相淤浆，所述三相分离器设置于所述反应器筒体的顶部并用于分离反应后的所述三相淤浆。


2.根据权利要求1所述的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述气体分布器为陶瓷过滤器或微孔曝气盘；
优选地，所述气体分布器的孔径为5-50μm。


3.根据权利要求1所述的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述三相分离器包括过滤装置、升气管及集液槽，所述过滤装置沿所述反应器的长度方向设置，所述集液槽设置于所述过滤装置的朝向所述反应器的顶部的一端端口且留有用于连通升气管和所述过滤装置的尾气排出空间；
优选地，所述三相分离器活动连接于所述反应器筒体的内壁；更优地，所述过滤装置活动连接于所述反应器筒体的内壁；
优选地，所述过滤装置为陶瓷过滤器或金属烧结滤芯；
优选地，所述过滤装置的孔径为0.5-10μm。


4.根据权利要求1所述的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器的臭氧出口与所述反应器筒体的所述臭氧入口连接；
优选地，所述臭氧发生器采用高压放电式、紫外线照射式和电解式中的任意一种产生臭氧；
优选地，所述臭氧发生器所用的气体原料包括氧气型或空气型。


5.根据权利要求4所述的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括气体流量计和调节阀，所述气体流量计和所述调节阀设置于所述臭氧发生器及所述臭氧入口之间。


6.根据权利要求1-5任一项所述的三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置，其特征在于，所述三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括尾气臭氧分解器，所述反应器筒体的顶部具有用于排出经所述三相分离器分离后的气体的尾气出口，所述尾气臭氧分解器与所述尾气出口连接；
优选地，所述三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置还包括臭氧分析仪，所述臭氧分析仪与所述尾气臭氧分解器的出气口连接。


7.根据权利要求1-5任一项所述的三相鼓泡淤...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴旭东，李朝恒，陈卫红，涂先红，张凡，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11