一种湍流催化臭氧氧化废水的处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种湍流催化臭氧氧化废水的处理系统及方法

【技术实现步骤摘要】
一种湍流催化臭氧氧化废水的处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种湍流催化臭氧氧化废水的处理系统，同时也涉及相应的处理方法，属于工业废水治理

。

技术介绍

[0002]在污水处理方面，臭氧具有处理效率高
、
氧化彻底且无二次污染等优点，特别是处理工业废水中有相当广泛的应用
。
由于单一利用臭氧技术处理工业废水，存在臭氧利用率低，废水处理效果有限等问题
。
开发臭氧催化氧化技术可显著提高臭氧的利用率和废水处理效果，能够更加高效绿色的处理废水
。
所以，臭氧催化氧化工业废水也是近年来水处理领域的研究热点
。
[0003]铁在环境化学中发挥着重要作用
。
在各种环境治理手段中，铁的催化作用
(Fe(II)/Fe(III)
循环活化过硫酸盐
、
芬顿处理
、
铁碳微电解等
)
在污染物去除中发挥着不可替代的作用
。
零价铁凭借其优异的给电子能力
、
丰富的表面羟基
、
表面金属氧化还原循环在催化臭氧方面具有得天独厚的优势
。
但是，由于零价铁密度大，往往只能用于渗透固定床反应器中
。
随着反应发生和时间延续，零价铁反应后的腐蚀产物不断在原地堆积，导致该固定床失去渗透性，甚至堵塞管道，造成运行系统的崩溃
。
[0004]现有技术中，非均相催化臭氧氧化过程为气
‑
液
‑
固三相反应
。
在此反应过程中，臭氧利用率及氧化效率受传质的影响较大
。
因此，提高气
‑
液
‑
固三相之间的传质效率，可以有效提高非均相臭氧催氧化的氧化效率
。
为了提高气
‑
液
‑
固三相之间的传质效率，现有技术采用的悬浮填料的水处理系统，其关键技术手段主要包括：
[0005](1)
浮选工艺，去除废水中密度相对较小的悬浮粗颗粒物；
[0006](2)
在设备运行时，加入适量的药剂，使杂质颗粒或有机物与气泡黏附一起，能实现小密度颗粒物的分离去除；
[0007](3)
通过外部的机械搅拌和废水回流辅助等手段，搅动氧化反应器的内部水流，进而实现催化剂的流化，从而实现催化臭氧
。
[0008]但是，上述技术手段的效果有限
。
为了解决臭氧催化氧化废水的效率低下的问题，充分发挥臭氧催化剂的催化性能，在反应过程中悬浮零价铁是一个可能的解决方案
。
在此背景下，开发配套反应设备对于提升催化剂的催化性能和促进零价铁的工业化应用非常有必要
。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种湍流催化臭氧氧化废水的处理系统
。
[0010]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种湍流催化臭氧氧化废水的处理方法
。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用下述的技术方案：
[0012]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种湍流催化臭氧氧化废水的处理系统，包括支撑架
、
反应塔和水动力形成部分；其中，
[0013]所述反应塔包括催化剂填充管
、
倒锥形扩径承接管
、
塔体
、
倒锥形分离筒
、
沉淀桶
、
固定框
、
导流筒和折流管，均同轴连接；其中，
[0014]所述催化剂填充管的上端连接所述锥形扩径承接管的小直径端，所述倒锥形扩径承接管的大直径端连接所述塔体的下端，所述塔体的上端连接所述倒锥形分离筒的小直径端，所述倒锥形分离筒的大直径端连接所述沉淀桶的开口端，所述沉淀桶的另一端为封闭端，其上设有出气口；所述沉淀桶的侧面设有上出水口，所述塔体的下端设有下出水口；
[0015]所述塔体的下端的内侧连接所述固定框的外缘，所述固定框的內缘连接所述导流筒的下端，所述导流筒的下端开口延伸到所述倒锥形扩径承接管，所述导流筒的上端开口延伸到所述沉淀桶内；
[0016]所述折流管的上端连接所述沉淀桶的封闭端，所述折流管的下端延伸到所述塔体的上端；所述折流管的直径大于所述导流筒的直径，小于所述塔体的直径；所述折流管的管壁位于所述导流筒和所述塔体之间；
[0017]所述支撑架与所述塔体的下端连接，支撑固定所述塔体；
[0018]所述水动力形成部分包括锥形水力旋流设备
、
循环水泵
、
计量泵
、
原水箱
、
射流器
、
气体流量计
、
臭氧发生器；其中，
[0019]所述锥形水力旋流设备的上端连接所述催化剂填充管的下端，所述锥形水力旋流设备的下端连接所述射流器的输出端，所述射流器的气体输入端连接所述气体流量计的输出端，所述气体流量计的输入端，连接所述臭氧发生器的输出端；
[0020]所述射流器的输入端连接所述循环水泵的输出端，所述循环水泵的输入端连接所述塔体的下出水口
、
所述计量泵的输出端和所述原水箱，所述计量泵的输入端连接所述原水箱
。
[0021]其中较优地，所述锥形水力旋流设备包括圆锥体；其中，所述锥形水力旋流设备为直径大于高的圆柱体，底部同轴设置所述圆锥体
。
[0022]其中较优地，所述圆锥体的高小于其底直径，且其底直径小于所述锥形水力旋流设备的直径；
[0023]所述圆锥体上设有多个倾斜导孔，贯通所述圆锥体的底面和锥面；所述倾斜导孔均为斜圆柱形通孔，多个所述倾斜导孔的孔口中心共面，相邻孔口中心的连线构成正多边形；圆锥体的中心轴穿过所述正多边形的中心，并垂直于所述正多边形所在的平面
。
[0024]其中较优地，所述催化剂填充管为圆柱体，并与所述锥形水力旋流设备同轴连接；所述倒锥形扩径承接管为锥台形，大直径端呈圆柱体；所述塔体为圆柱形；所述倒锥形分离筒为锥台形；沉淀桶为圆桶形；
[0025]所述催化剂填充管的内部区域为升流区Ⅰ；所述导流筒的内部区域为导流区Ⅱ；所述导流筒与所述塔体之间的区域是降流区Ⅲ；所述倒锥形分离筒和所述折流管之间的区域为锥形分离区Ⅳ；所述沉淀桶和所述折流管之间的区域为沉淀区
Ⅴ
。
[0026]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种湍流催化臭氧氧化废水的处理方法，包括以下步骤：
[0027]S1
：气体流量计计量后的臭氧和计量泵计量后的原水，在射流器中混流，输入锥形
水力旋流设备；
[0028]S2
：射流器输出的混流液，经过锥形水力旋流设备的多个倾斜导孔，在催化剂填充管内冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种湍流催化臭氧氧化废水的处理系统，其特征在于包括支撑架
、
反应塔和水动力形成部分；其中，所述反应塔包括催化剂填充管
、
倒锥形扩径承接管
、
塔体
、
倒锥形分离筒
、
沉淀桶
、
固定框
、
导流筒和折流管，均同轴连接；其中，所述催化剂填充管的上端连接所述锥形扩径承接管的小直径端，所述倒锥形扩径承接管的大直径端连接所述塔体的下端，所述塔体的上端连接所述倒锥形分离筒的小直径端，所述倒锥形分离筒的大直径端连接所述沉淀桶的开口端，所述沉淀桶的另一端为封闭端，其上设有出气口；所述沉淀桶的侧面设有上出水口，所述塔体的下端设有下出水口；所述塔体的下端的内侧连接所述固定框的外缘，所述固定框的內缘连接所述导流筒的下端，所述导流筒的下端开口延伸到所述倒锥形扩径承接管，所述导流筒的上端开口延伸到所述沉淀桶内；所述折流管的上端连接所述沉淀桶的封闭端，所述折流管的下端延伸到所述塔体的上端；所述折流管的直径大于所述导流筒的直径，小于所述塔体的直径；所述折流管的管壁位于所述导流筒和所述塔体之间；所述支撑架与所述塔体的下端连接，支撑固定所述塔体；所述水动力形成部分包括锥形水力旋流设备
、
循环水泵
、
计量泵
、
原水箱
、
射流器
、
气体流量计
、
臭氧发生器；其中，所述锥形水力旋流设备的上端连接所述催化剂填充管的下端，所述锥形水力旋流设备的下端连接所述射流器的输出端，所述射流器的气体输入端连接所述气体流量计的输出端，所述气体流量计的输入端，连接所述臭氧发生器的输出端；所述射流器的输入端连接所述循环水泵的输出端，所述循环水泵的输入端连接所述塔体的下出水口
、
所述计量泵的输出端和所述原水箱，所述计量泵的输入端连接所述原水箱
。2.
如权利要求1所述的处理系统，其特征在于所述锥形水力旋流设备包括圆锥体；其中，所述锥形水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张礼知，祖军宁，贾法龙，张暖钦，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：