一種內嵌式兩級臭氧催化裝置的制造方法

專利名稱:一種內嵌式兩級臭氧催化裝置的制造方法
【專利摘要】一種內嵌式兩級臭氧催化裝置，采用內外筒組合反應模式，內筒功能為一級臭氧催化氧化反應區，外筒為二級臭氧催化反應區，同時外筒還兼具剩余臭氧再利用和污水達標把關的功能。其運行狀態為：污水首先進入內筒，由上至下在一級催化反應區與由下至上的臭氧充分接觸，氧化分解污染物，污水到達裝置底部后折返至裝置外筒中，即二級催化反應區，在二級反應區內與臭氧和大比表面積的催化劑進一步反應，同時利用一級中剩余的溶解態臭氧和未反應的羥基自由基，以保證出水水質穩定。
【專利說明】
一種內嵌式兩級臭氧催化裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種污水處理方法，主要涉及污水深度處理和膜前預處理的處理方法，屬于污水處理技術領域。
【背景技術】
[0002]在污水深度處理工藝中臭氧催化氧化使用越來越廣泛，其原理為在氧化體系內加入某些金屬離子或其氧化物，能夠對臭氧氧化產生明顯的催化效果，可以催化臭氧在水中的自分解，增加水中產生的.0H濃度，從而提高臭氧氧化效果。目前，催化臭氧工藝分為兩種類型:均相臭氧氧化和非均相臭氧氧化。目前主要應用為非均相臭氧氧化是指在水中加入一些非溶解性的催化劑載體顆粒以達到催化臭氧氧化的效果。
[0003]對于難降解廢水深度處理來說，污水經過除油、生化等工藝處理后，仍然含有大量的單環、多環及雜環等污染物，只靠簡單的物理方法和生物法很難達到處理要求，因此需要增設高級氧化單元。
[0004]現有的處理方法處理污水采用的處理方式，其特征是臭氧發生器產生的臭氧經曝氣盤釋放出臭氧與進水接觸反應，與塔中的填料接觸在其作用下反應，從而氧化水中的有機污染物。
[0005]實踐證明，現行的處理工藝存在以下缺點:
[0006]單獨采用一級臭氧催化氧化很難保證水質達標，尤其是當來水水質波動較大或收到事故沖擊時很難保證最終出水穩定。
[0007]現有的裝置流態不穩定，易產生溝流、短流，從而使得污水與臭氧、填料接觸不充分，反應不徹底，出水不穩定。
[0008]針對不同水質的廢水通常一種催化劑不能穩定的達到處理的要求，因此，常采用兩種催化劑，現行兩級臭氧催化氧化裝置通常采用雙罐組合模式或催化劑混填型式，首先采用雙罐模式建造成本高，占地面積大;采用混填型式會由于催化劑載體不同或催化劑不同互相磨損影響其使用壽命，受到施工周期等因素影響。
[0009]該設計臭氧曝氣采用穿孔管布氣，該設計較常規的鈦盤曝氣具有不易污堵，造價低，維護量小等優點。針對高含鹽廢水時該設計更具有優勢，可以高效防止鹽結垢。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，設計一種新型的污水臭氧催化氧化處理裝置，不僅能夠提高污水處理的穩定性，而且可以裝置化，因此，可以減少工程建設周期、維護管理容易，延長催化劑使用壽命。
[0011]為實現這樣的目的，本實用新型提供的污水處理裝置，采用內外套筒的結構型式，連續供臭氧，污水內部自折返流態的處理方式。
[0012]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現:
[0013]—種內嵌式兩級臭氧催化裝置為反應塔結構，采用內外筒組合結構，內筒為一級臭氧催化氧化反應區，外筒為二級臭氧催化反應區，塔的高度5.2-9.6米，塔底部設置0.55-
0.75米的空間供進氣裝置布置，其內設有臭氧進氣口和空氣反洗進氣口，裝置內兩者共用一根穿孔曝氣管，裝置頂部設有尾氣排放口、人孔/裝料口、呼吸閥接口、排氣口，均由閥門控制，反應塔的上部具有內筒進水口，進水口通過管道和內筒連接，管道在內筒的上部具有喇叭口進行布水，在外筒上也具有外筒進水口，在內筒的底部具有內筒卸料口，并且內筒卸料口穿過外筒，在外筒的底部具有外筒卸料口。
[0014]作為進一步優選，反應塔采用不銹鋼、玻璃鋼或內襯防腐材質的碳鋼材質。
[0015]作為進一步優選，外筒的外側具有爬梯和護欄。
[0016]上部為裝有催化劑填料的反應區，其內桶為大顆粒催化劑反應區其填充率為65%-81%，外筒為大比表面積的催化劑填料反應區其填充率為40%-65%，內外筒截面積比在0.35-2.3之間。出水經堰槽流出，整個反應裝置處于密封狀態。整體裝置可連續運行實現無人看管模式。
[0017]首先來水經栗提升或者重力流入進水口，進入裝置內筒，通過喇叭口布水，與此同時，臭氧由進氣口進入通過穿孔管的布氣后均勻分布在整個裝置底部，來水通過內筒時在一級催化劑表面與臭氧接觸，通過臭氧催化產生的羥基自由基將污水中的污染物降解，污水在重力作用下，由下至上折流至外筒，外筒內裝填有2?3mm的催化劑，污水中經過一級催化降級后剩余的污染物主要為難降解污染物，通過外筒時首先由2?3_的吸附至其表面后再在催化劑和臭氧的存在下進一步降解，同時，還再次利用了一級臭氧催化剩余的溶解的臭氧。處理后的污水通過外筒的溢流口流出裝置外。
[0018]一級催化劑優選為Μη0/Α1203等，催化劑為3?5mm直徑球體；
[0019]二級催化劑優選為C11O/AI2O3等，催化劑為2?3mm球體催化劑。
[0020]當出現事故時，污水由泄空口放出，進行塔體的檢修。
[0021 ]填料由塔頂的進料口裝填，當出現催化劑失效后由卸料口卸除。
[0022 ]整體裝置采用不銹鋼、玻璃鋼或內襯防腐材質的碳鋼材質。
[0023]當發現催化劑填料污堵時，開啟反洗空氣進行擦洗。
[0024]通過本發明方法的實施，可以減少外部循環設備的建設及其電耗費用，系統投資節約12-20%左右，它與常規臭氧催化氧化裝置相比具有如下的優勢:
[0025]在內筒與外筒之間形成自動折返流動，這使污水連續經過兩級填料層持續與臭氧接觸反應，充分發揮兩級催化劑性能，增強處理效果，防止常規裝置因填料接觸不充分導致的處理效果下降，較常規反應裝置而言，在保證處理效果的前提下，由于內外筒的設計可以在保證內外筒中污水與催化劑填充比例時可以減少整體裝置催化劑的填料量，因此可以節省約10%_20%的投資費用。
[0026]由于二級小直徑大表面積催化劑既有催化活性又有較強吸附功能，當吸附污染物后在臭氧及一級催化劑殘余的羥基自由基將其氧化分解，以此達到平衡，不至于較短時間內更換催化劑，同時即便更換的話，由于在外筒更換也較為方便。
[0027]如果污水處理量較大時，可以將該裝置的外筒撤掉，設計成多個內筒放于同一池體之中，池體中填充2?3_的催化劑，因此，該設計同時滿足規模較大的園區處理及改造項目中原池體的利舊。該設計較為靈活適用于大小規模的污水處理。
【附圖說明】

[0028]下面根據附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0029]圖1是本實用新型內嵌式兩級臭氧催化裝置為反應塔結構圖。
【具體實施方式】
[0030]為更為詳細的闡述本實用新型，該本實用新型實施例如下:
[0031]實施例1
[0032]如圖1所示，一種內嵌式兩級臭氧催化裝置為反應塔結構，采用內外筒組合結構，內筒為一級臭氧催化氧化反應區，外筒為二級臭氧催化反應區，塔的高度5.2-9.6米，塔底部設置0.55-0.75米的空間供進氣裝置布置，其內設有臭氧進氣口 I和空氣反洗進氣口，裝置內兩者共用一根穿孔曝氣管，裝置頂部設有排氣口 2、臭氧尾氣出口3、人孔/裝料口4、呼吸閥接口 5，均由閥門控制，反應塔的上部具有內筒進水口 6，進水口通過管道和內筒連接，管道在內筒的上部具有喇叭口 7進行布水，在外筒上也具有外筒進水口 8，在內筒的底部具有內筒卸料口 9，并且內筒卸料口穿過外筒，在外筒的底部具有外筒卸料口 10。
[0033 ]整體裝置采用不銹鋼、玻璃鋼或內襯防腐材質的碳鋼材質。
[0034]外筒的外側具有爬梯11和護欄12。
[0035]塔底部還具有泄空口 13。
[0036]本發明的方法用于處理某煉化企業的苯胺裝置廢水，并與常規臭氧催化氧化裝置進行對比。苯胺廢水COD在140?220mg/L，經臭氧催化氧化后要求COD降至50mg/L以下，對比參數為臭氧投加量100mg/L和30min及50min反應時間下取樣檢測，兩種反應裝置的出水效果來看來水COD為140?177mg/L時，平均值為160mg/L。反應30min時的效果本發明新型裝置的出水COD平均在67mg/L，常規裝置的出水COD平均在86mg/L;反應50min時的效果本發明裝置的出水COD平均在34mg/L，常規裝置的出水COD平均在52mg/L;
[0037]本設計用于處理某化工園區污水以至達標排放，該園區主要以石油化工、精細化工、生物制藥為主要支柱產業。園區污水經常規生化處理后的出水⑶D為140?260mg/L左右，pH 7.2?8.3,TDS 6300?8700，該園區⑶D排放標準為50mg/L。經所述兩級臭氧催化氧化廢水處理后，當生化出水⑶D為180mg/L，TDS為8850mg/L，pH為7.3時，反應211后的臭氧催化氧化出水COD在44mg/L左右。同時監測到使用半年后的催化劑填料的抗壓性能和活性組分未發生明顯變化，催化效果穩定，且曝氣系統沒有明顯的結垢污堵。
[0038]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上做任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種內嵌式兩級臭氧催化裝置為反應塔結構，采用內外筒組合結構，內筒為一級臭氧催化氧化反應區，外筒為二級臭氧催化反應區，塔的高度5.2-9.6米，塔底部設置0.55-0.75米的空間供進氣裝置布置，其內設有臭氧進氣口和空氣反洗進氣口，裝置內兩者共用一根穿孔曝氣管，裝置頂部設有排氣口、臭氧尾氣出口、人孔/裝料口、呼吸閥接口、排氣口，均由閥門控制，反應塔的上部具有內筒進水口，進水口通過管道和內筒連接，管道在內筒的上部具有喇叭口進行布水，在外筒上也具有外筒進水口，在內筒的底部具有內筒卸料口，并且內筒卸料口穿過外筒，在外筒的底部具有外筒卸料口。2.根據權利要求1所述的內嵌式兩級臭氧催化裝置為反應塔結構，其特征在于:整體裝置采用不銹鋼、玻璃鋼或內襯防腐材質的碳鋼材質。3.根據權利要求1所述的內嵌式兩級臭氧催化裝置為反應塔結構，其特征在于:外筒的外側具有爬梯和護欄。
【文檔編號】C02F1/78GK205710047SQ201620341049
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】薛通, 王正勇, 黃曉亮
【申請人】清水源（上海）環保科技有限公司