一種臭氧催化氧化深度處理頭孢制藥廢水系統的制作方法

本實用新型涉及環保技術領域，尤其涉及一種臭氧催化氧化深度處理頭孢制藥廢水系統。

背景技術：

在眾多的工業廢水中，制藥廢水因其污水排放量大，污水中所含有機污染物種類復雜，可生物降解性差等特點成為人們亟待解決的污染對象。相對于一般的工業廢水，制藥廢水的種類更加繁多，根據其主要來源可以分為合成藥物生產廢水、生物制藥生產發酵廢水、中成藥生產廢水和各類制劑生產過程中產生的洗涂水和沖洗水。因藥制品的生產工藝比較特殊且相對復雜，制藥廢水具有水質成分復雜、沖擊負荷大、廢水中有機污染物含量高、有毒有害物質多、可生化性差等特點。

頭孢類抗生素生產中大多使用化工原料，生產過程反應步驟多、原料利用率低，剩余原料大多隨廢水排放，這是造成廢水中污染物質高的主要原因。頭孢廢水中有機物含量高且對微生物有毒害，例如鹵素化合物、硝基化合物、有機氮化合物等具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等，這些有機污染物在生物處理中對微生物的生長有抑制作用，更降低了廢水的可生化性，不易生物降解的成分所占的比重大，也成為這類高濃度有機制藥廢水難處理的原因。

針對制藥廢水的有機物濃度高、不易生物降解等特點，國內外學者開展了大量的工作，現階段主要的處理方法為物化處理、化學處理和生化處理。物化處理主要包括吸附、氣浮、混凝沉淀和膜分離等方法。化學處理主要包括化學氧化還原法、鐵碳法、Fenton試劑法以及各種深度氧化技術等。生化處理法主要包括好氧生物處理、厭氧生物處理、好氧-厭氧生物復合處理，生化處理加深度處理(高級氧化法)是制藥廢水中常用的處理方法。

臭氧與目標污染物的反應主要分為兩種，一種是臭氧直接與目標物直接反應，另一種是臭氧被分解成經基自由基與目標物發生反應。高級氧化法就是利用某種途徑產生輕基自由基，輕基自由基具有極強的活性，可以將廢水中的大分子有機物氧化小分子有機物或者二氧化碳和水。

單獨臭氧氧化技術嚴格來說并不屬于高級氧化法，由于其并不主要產生很多的輕基自由基，而催化臭氧氧化技術由于在單獨臭氧氧化的基礎上投加了適量的催化劑，激發產生輕基自由基屬于高級氧化法的范疇。有研究表明，將單獨臭氧氧化多種有機物和催化臭氧氧化多種有機物的效果相比較發現，單獨臭氧氧化有機物具有選擇性，只對某些特定的有機物種類具有很好的氧化效果，而催化臭氧氧化技術的氧化范圍更加廣泛，這是由于臭氧分子氧化有機物具有選擇性，而經基自由基氧化有機物則沒有選擇性，同時后者的反應速率要比前者快很多。臭氧氧化技術因為其強氧化性可以有效的將廢水中難生物降解的大分子有機物直接氧化或者氧化變成更容易生物降解的小分子有機物進而提高廢水的可生化性。而加入催化劑催化臭氧氧化可以產生羥基自由基這種對有機物沒有選擇性的氧化劑，增大了臭氧氧化技術的應用范圍。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種操作簡單、運行穩定、反應迅速的一種臭氧催化氧化深度處理頭孢制藥廢水系統。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：

一種臭氧催化氧化深度處理頭孢制藥廢水系統，包括頂部設有排氣口、底部設有進水口和上部設有凈化水出口的催化氧化室；其特征在于:所述催化氧化室內部凈化水出口下方設有臭氧催化劑填料層；所述催化氧化室的進水口連接有三通管，其中一管口連接微納米氣泡發生裝置，另一管口為排空口；所述微納米氣泡發生裝置的進氣口連接臭氧發生器，微納米氣泡發生裝置的進水口連接頭孢制藥廢水源；所述微納米氣泡發生裝置與頭孢制藥廢水源連接的管道上設有動力裝置；所述催化氧化室的排氣口連接尾氣凈化裝置；所述催化氧化室的凈化水出口連接排水裝置。

進一步的技術方案在于：所述微納米氣泡發生裝置的壓力為0.09～0.10MPa。

進一步的技術方案在于：所述尾氣凈化裝置為臭氧分解器。

進一步的技術方案在于：所述臭氧催化劑填料層的高度為120～180cm。

進一步的技術方案在于：所述凈化水出口與臭氧催化劑填料層上端面的距離為35～65cm，凈化水出口與排氣口之間的距離為35～65cm。

進一步的技術方案在于：催化氧化室所述催化氧化室為中空塔體形狀。

進一步的技術方案在于：所述臭氧催化劑填料層的橫截面與催化氧化室內腔橫截面相同。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

主要通過催化臭氧氧化的技術進行廢水處理，廢水經水泵進入催化氧化室，利用臭氧在催化劑作用下產生強氧化能力的羥基自由基，氧化分解水中有機污染物，能夠克服單純臭氧氧化有機污染物時具有選擇性、不完全礦化的缺陷，處理后達標出水；微納米氣泡發生裝置能使臭氧氣體形成納米級別的微細氣泡，增大了臭氧分子與污染物分子的接觸面積，同時能使臭氧分子進入臭氧催化劑的微孔結構，大大提高了整體反應的效率。本實用新型廢水處理效果好、效率高且其運行費用較低、有利于推廣普及。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖。

其中：1-動力裝置，2-微納米氣泡發生裝置，3-臭氧發生器，4-進水口，5-排空口，6-催化氧化室，7-臭氧催化劑填料層，8-凈化水出口，9-排氣口，10-尾氣凈化裝置。

具體實施方式

下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。

如圖1所示，一種臭氧催化氧化深度處理頭孢制藥廢水系統，包括頂部設有排氣口9、底部設有進水口4和上部設有凈化水出口8的催化氧化室6；所述催化氧化室6內部凈化水出口8下方的臭氧催化劑填料層7填裝有臭氧催化劑；所述催化氧化室6的進水口4連接有三通管，其中一管口連接微納米氣泡發生裝置2，另一管口為排空口；所述微納米氣泡發生裝置2的進氣口連接臭氧發生器3，微納米氣泡發生裝置2的進水口連接頭孢制藥廢水源；所述微納米氣泡發生裝置2與頭孢制藥廢水源連接的管道上設有動力裝置1；所述催化氧化室6的排氣口9連接尾氣凈化裝置10；所述催化氧化室6的凈化水出口8連接排水裝置。

頭孢制藥廢水經動力裝置1(例如水泵)進入微納米氣泡發生裝置2，臭氧發生器3提供臭氧，臭氧發生器3采用了新型電子模塊組成的變頻變壓(VVVF)電源電路、脈沖寬度調制(PWM)控制、數字DSP處理器控制等一系列新工藝，通過調節控制系統使臭氧流量穩定為0.5～3L/min，濃度為20～100mg/L，臭氧通入微納米氣泡發生裝置2，微納米氣泡發生裝置2的壓力為0.09～0.10MPa，臭氧氣泡粒徑在200nm～4μm之間，氣泡含率84％～90％，水氣充分混合后進入催化氧化室6；在催化氧化室6中，廢水自下而上通過臭氧催化劑填料層7，臭氧催化劑填料層7的厚度為120～180cm，最優值為150cm，既使反應充分，又不浪費原料其中一實施例的臭氧催化劑為一種負載貴金屬及金屬氧化物的活性炭催化劑，催化反應使臭氧產生大量羥基自由基，去除廢水中污染物質；處理達標的廢水進入凈化水出口8，通過排水裝置排放；系統產生的尾氣經排氣口9進入尾氣凈化裝置10，經處理后無害排放，其中一實施例的尾氣凈化裝置10為臭氧分解器。頭孢制藥廢水的COD值由開始的200～300mg/L，經反應0.5～1小時后，處理后的出水COD＜50mg/L，廢水處理效果好、效率高。

優選的，所述凈化水出口8與臭氧催化劑填料層7上端面的距離和凈化水出口8與排氣口9之間的距離均為35～65cm，最優值為50cm。控制進水流量，使催化氧化室6內水面在凈化水出口8之上，排氣口9之下，凈化后水均勻的從凈化水出口8流出，控制進出水平衡，水不會從排氣口9溢出。

另外，所述催化氧化室6為中空塔體形狀，臭氧催化劑填料層7的橫截面與催化氧化室6內腔橫截面相同。

本實用新型主要通過催化臭氧氧化的技術進行廢水處理，廢水經水泵進入催化氧化室，利用臭氧在催化劑作用下產生強氧化能力的羥基自由基，氧化分解水中有機污染物，能夠克服單純臭氧氧化有機污染物時具有選擇性、不完全礦化的缺陷，處理后達標出水；微納米氣泡發生裝置能使臭氧氣體形成納米級別的微細氣泡，增大了臭氧分子與污染物分子的接觸面積，同時能使臭氧分子進入臭氧催化劑的微孔結構，大大提高了整體反應的效率。本實用新型廢水處理效果好、效率高且其運行費用較低、有利于推廣普及。

以上僅是本實用新型的較佳實施例，任何人根據本實用新型的內容對本實用新型作出的些許的簡單修改、變形及等同替換均落入本實用新型的保護范圍。