一种内环流臭氧催化氧化反应器及其处理废水的方法技术

本发明专利技术提供一种内环流臭氧催化氧化反应器，属于污水处理设备领域，包括反应器罐体，反应器罐体为嵌套结构，反应器罐体内置环行腔，反应器罐体中央设置内腔；反应器罐体内设有催化剂床层，催化剂床层分为流化床床层和固定床床层，流化床床层在环形腔中，固定床床层嵌套在内腔中；还包括进水管、出水管、臭氧进气管，进水管连通在环形腔底部，出水管通过筛网连通在内腔底部；臭氧进气管设置在环形腔底部，臭氧进气管末端设有臭氧曝气口，臭氧曝气口位于流化床床层下方。本发明专利技术将流化床和固定床耦合在一个反应器内，流化床和固定床使用不同催化剂，固定床反应器可利用流化床出水中的溶解臭氧进一步氧化，提高臭氧利用率，COD去除率得到显著提高。显著提高。显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种内环流臭氧催化氧化反应器及其处理废水的方法


[0001]本专利技术涉及水处理设备
，具体是一种内环流臭氧催化氧化反应器及其处理废水的方法。

技术介绍

[0002]臭氧催化氧化技术作为高级氧化法的一种，因其具有较强的氧化能力、绿色无二次污染、操作管理方便和易于回收等优势，在废水的深度处理工艺上有着广泛的应用。然而，由于臭氧的生产需要通过液氧电解，成本较高，在最大程度上提高臭氧利用率是一大难题。
[0003]传统的臭氧催化氧化反应器主要包括流化床反应器和固定床反应器。流化床反应器能实现固相催化剂、气相臭氧和液相污水的充分接触，受臭氧发生器出口气压及反应器高度影响，流化床反应器气液接触时间短，导致处理效率不高。污水中的大分子有机物易吸附在固定床催化剂表面，占据催化剂的活性位，影响催化效率。
[0004]为此，我们提出一种内环流臭氧催化氧化反应器及其处理废水的方法。

技术实现思路

[0005]针对现有的技术方案存在的问题。本专利技术的目的在于提供一种内环流臭氧催化氧化反应器及其处理废水的方法。将流化床和固定床耦合在一个反应器内，流化床和固定床使用不同催化剂，污水先与臭氧流化床接触，将污水中的大分子有机物预氧化，固定床反应器可利用流化床出水中的溶解臭氧进一步氧化，提高臭氧利用率，解决以上技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种内环流臭氧催化氧化反应器，包括：反应器罐体，其内部通过隔板分割为独立的环行腔和内腔；反应器罐体为嵌套结构，环行腔内置于反应器罐体内侧，内腔放置于反应器罐体中央；所述反应器罐体内设有催化剂床层，所述催化剂床层分为流化床床层和固定床床层，流化床床层催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或分子筛基臭氧催化剂；固定床床层催化剂为活性炭基催化剂或三氧化二铝基臭氧催化剂；所述流化床床层在反应器罐体环形腔中，固定床床层嵌套在反应器罐体内腔中，催化剂床层底部设有导流部件；所述臭氧催化氧化反应器还包括：进水管，其连通在环形腔底部内壁；出水管，其通过筛网连通在内腔底部；反洗进水管，反洗进水口和出水管互为旁路，反洗出水口在内腔上部，且低于内腔上部设置的溢流口；臭氧进气管，其设置在反应器罐体环形腔底部，所述臭氧进气管末端设有臭氧曝气口，所述臭氧曝气口位于所述流化床床层下方，所述臭氧曝气口和进水管汇集于臭氧水共混区。
[0007]进一步的，所述臭氧曝气口以中心角α为15
o
‑
90
o
环行均布于流化床床层下方，优选为45 o
。所述臭氧曝气口在流化床床层下方以单个或多个组合为一组。
[0008]进一步的，所述环行腔内部设有折型板将环行腔分割成两个区域，所述折型板底部开设催化剂过流通道；过流通道直径2cm
‑
15cm。
[0009]进一步的，所述过流通道直径优选4cm。
[0010]进一步的，折型板顶部倾斜角度为水平向下30
o
‑
60
o
。
[0011]进一步的，折型板顶部倾斜角度优选为水平向下45 o
。
[0012]进一步的，流化床床层和固定床床层在顶部通过溢流口连通。
[0013]进一步的，反应器罐体顶部设有排气管，反应器罐体内环形腔顶部为实心挡板，内腔顶部为开口结构。
[0014]进一步的，出水管上设有出水管阀门，反洗进水管上设有反洗进水管阀门，反洗出水口的管路上设有反洗出水管阀门，反洗水出口水平位置低于溢流口距离为10
‑
30cm，优选为15cm。
[0015]本专利技术进一步的公开了一种内环流臭氧催化氧化反应器处理废水的方法，包括如下步骤：1)将废水通过进水管进入内环流臭氧催化氧化反应器环形腔，臭氧进气管将臭氧输送至流化床床层中，流化床床层催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或者分子筛基臭氧催化剂；2)经流化床床层处理后的废水经溢流口进入内腔的固定床床层中，固定床床层催化剂为活性炭基催化剂或者三氧化二铝基臭氧催化剂；3)经固定床床层处理后的废水经筛网进入出水管排出。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将流化床和固定床耦合在一个反应器内，流化床和固定床使用不同催化剂，流化床床层催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或者分子筛基；固定床床层催化剂为活性炭基催化剂或三氧化二铝基臭氧催化剂，污水先与臭氧流化床接触，将污水中的大分子有机物预氧化，固定床反应器可利用流化床出水中的溶解臭氧进一步氧化，提高臭氧利用率，选取含有特征污染物环丙沙星（CIP）和某化工园区二沉池出水为初始废水，未经本专利技术处理的废水COD去除率为19%
‑
25%，经本专利技术处理后的废水COD去除率为50%
‑
68%，具有很好的处理效果。
附图说明
[0017]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0018]图1是本专利技术反应器罐体整体结构示意图；图2是本专利技术反应器罐体剖视截面结构示意图；图3是本专利技术实施例1和比较例1、2的实验结果对比图；图4是本专利技术实施例2和比较例3、4的实验结果对比图。
[0019]图中标注，反应器罐体
‑
1；出水管
‑
2；出水管阀门
‑
3；反洗进水管
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4；反洗进水管阀门
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5；臭氧进气管
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6；进水管
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7；臭氧水共混区
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8；臭氧曝气口
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9；过流通道
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10；环形腔
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11；折型板
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12；流化床床层
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13；固定床床层
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14；溢流口
‑
15；排气管
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16；反洗出水口
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17；内腔
‑
18；导流部件
‑
19；实心挡板
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20；反洗出水管阀门
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21；筛网
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22。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]如图1
‑
2所示，一种内环流臭氧催化氧化反应器，包括反应器罐体1，其内部通过隔板分割为独立的环行腔11和内腔18；反应器罐体1为嵌套结构，环行腔11内置于反应器罐体内侧，内腔18放置于反应器罐体中央；所述反应器罐体1内设有催化剂床层，所述催化剂床层分为流化床床层13和固定床床层14，流化床床层13催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或者分子筛基臭氧催化剂；固定床床层14催化剂为活性炭基催化剂或三氧化二铝基臭氧催化剂；所述流化床床层13在反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，包括：反应器罐体（1），其内部通过隔板分割为独立的环行腔（11）和内腔（18）；反应器罐体（1）为嵌套结构，环行腔（11）内置于反应器罐体内侧，内腔（18）放置于反应器罐体中央；所述反应器罐体（1）内设有催化剂床层，所述催化剂床层分为流化床床层（13）和固定床床层（14），流化床床层（13）催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或分子筛催化剂；固定床床层（14）催化剂为活性炭基催化剂或三氧化二铝基臭氧催化剂；所述流化床床层（13）在反应器罐体环形腔（11）中，固定床床层（14）嵌套在反应器罐体内腔（18）中，催化剂床层底部设有导流部件（19）；所述臭氧催化氧化反应器还包括：进水管（7），其连通在环形腔（11）底部内壁；出水管（2），其通过筛网（22）连通在内腔（18）底部；反洗进水管（4），反洗进水口和出水管（2）互为旁路，反洗出水口（17）在内腔（18）上部，且低于内腔（18）上部设置的溢流口（15）；臭氧进气管（6），其设置在反应器罐体环形腔（11）底部，所述臭氧进气管（6）末端设有臭氧曝气口（9），所述臭氧曝气口（9）位于所述流化床床层（13）下方，所述臭氧曝气口（9）和进水管（7）汇集于臭氧水共混区（8）。2.根据权利要求1所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述臭氧曝气口（9）以中心角α为15
o
‑
90
o
环行均布于流化床床层（13）下方，所述臭氧曝气口（9）在流化床床层（13）下方以单个或多个组合为一组。3.根据权利要求1所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述环行腔（11）内部设有折型板（12）将环行腔（11）分割成两个区域，所述折型板（12）底部开设催化剂过流通道（10）；过流通道（10）直径2 cm
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【专利技术属性】
技术研发人员：喻文韬，姜勇，钱军，贾金洁，钱俊，喻军，
申请(专利权)人：东华工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：