CN209024379U - 一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置 - Google Patents

一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型实施例提供了一种臭氧催化氧化‑生物滤池一体化反应装置,包括依次通过管路连接的进水池、进水泵、氧化塔Ⅰ、氧化塔Ⅱ、曝气生物滤池、出水池,以及臭氧发生器和尾气破坏装置;氧化塔Ⅰ和氧化塔Ⅱ的顶部分别设置有出气口Ⅰ和出气口Ⅱ,底部分别设置有曝气装置Ⅰ和曝气装置Ⅱ,内部均设置有催化剂层;曝气生物滤池的顶部侧壁设置有出气口Ⅲ,底部侧壁设置有出水口Ⅲ,底部还设置有布气装置;布气装置的进气口与尾气破坏装置的出气口通过管路连接。本实用新型实施例能够实现资源的二次利用,具有节约资源以及降低企业生产成本的效果。

Description

一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域,特别是涉及一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置。
背景技术
臭氧作为一种高效的强氧化剂,可选择性地降解废水中的污染物,进一步地,通过催化剂促进臭氧分解产生羟基自由基(·OH),可无选择地降解废水中难降解污染物,从而提高废水的可生化性。
目前用于降解废水中污染物的臭氧催化氧化装置,通常是将臭氧和氧气的混合物通入氧化塔,经催化氧化反应后,绝大部分的臭氧分解为氧气,剩余的臭氧经转化为氧气后直接排入大气。但是,臭氧分解转化后的氧气如果直接排入大气,由于这部分氧气没有被有效利用,容易造成资源浪费。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置,以进一步提高臭氧尾气的资源利用程度。具体技术方案如下:
一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置,包括:进水池、进水泵、氧化塔Ⅰ、氧化塔Ⅱ、曝气生物滤池、出水池、臭氧发生器以及尾气破坏装置;其中,所述进水池、进水泵、氧化塔Ⅰ、氧化塔Ⅱ、曝气生物滤池和出水池依次通过管路连接;
所述氧化塔Ⅰ和氧化塔Ⅱ的顶部分别设置有出气口Ⅰ和出气口Ⅱ,所述出气口Ⅰ和出气口Ⅱ均通过管路与所述尾气破坏装置连接;所述氧化塔Ⅰ和氧化塔Ⅱ的底部分别设置有曝气装置Ⅰ和曝气装置Ⅱ,所述曝气装置Ⅰ通过管路Ⅰ与所述臭氧发生器连接,所述曝气装置Ⅱ通过管路Ⅱ与所述臭氧发生器连接;所述氧化塔Ⅰ和所述氧化塔Ⅱ的内部均设置有催化剂层;
所述曝气生物滤池的顶部侧壁设置有出气口Ⅲ,所述曝气生物滤池的底部侧壁设置有出水口Ⅲ,所述曝气生物滤池的底部还设置有布气装置,所述布气装置的进气口与所述尾气破坏装置的出气口通过管路连接。
优选地,所述氧化塔Ⅰ和所述氧化塔Ⅱ的底部侧壁均设置有进水口,所述氧化塔Ⅰ和所述氧化塔Ⅱ的顶部侧壁均设置有出水口,其中,所述氧化塔Ⅰ的进水口与所述进水池的出水口通过管道连接,所述氧化塔Ⅰ的出水口与所述氧化塔Ⅱ的进水口通过管道连接,所述氧化塔Ⅱ的出水口与所述曝气生物滤池的进水口连接。
优选地,所述管路Ⅰ上设置有臭氧流量计Ⅰ,所述管路Ⅱ上设置有臭氧流量计Ⅱ。
优选地,所述尾气破坏装置与所述布气装置之间的管路上设置有气泵。
优选地,所述氧化塔Ⅰ和所述氧化塔Ⅱ的内部还设置有隔板;所述催化剂层承托于所述隔板之上。
优选地,所述曝气生物滤池的内部设置有生物菌剂层。
优选地,所述布气装置的进气口通过管道连接有反洗空压机。
优选地,所述出水口Ⅲ与所述出水池之间的管路上设置有阀门Ⅰ。
优选地,所述出水口Ⅲ与所述出水池之间还设置有反冲洗管路,所述反冲洗管路上设置有反冲洗泵和阀门Ⅱ。
优选地,所述出水池与所述进水池之间连接有反洗废水回收管路。
本实用新型实施例提供的臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置,通过氧化塔Ⅰ和氧化塔Ⅱ能够高效降解废水中难处理污染物,废水从氧化塔Ⅱ流出后,能够靠重力自然流入曝气生物滤池,不需要额外动力,达到降低装置运行能耗的效果;通过尾气破坏装置,能够将氧化塔反应后剩余的臭氧转化为氧气,从而将氧气通入曝气生物滤池用作曝气生物滤池的气源,实现资源的二次利用,达到节约资源以及降低企业生产成本的效果。当然,实施本实用新型的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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的附图。
图1为本实用新型实施例提供的臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置的一种结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置的另一种结构示意图。
图中,1.进水池,2.进水泵,3.氧化塔Ⅰ,4.氧化塔Ⅱ,5.曝气装置Ⅰ,6.隔板,7.曝气装置Ⅱ,8.曝气生物滤池,9.生物菌剂层,10.布气装置,11.出气口Ⅲ,12.出水池,13.反冲洗泵,14.反洗空压机,15.臭氧发生器,16.臭氧流量计Ⅰ,17.臭氧流量计Ⅱ,18.尾气破坏装置,19.气泵,20.出气口Ⅰ,21.出气口Ⅱ,22.管路Ⅰ,23.管路Ⅱ,24.催化剂层,25.出水口Ⅲ,26.阀门Ⅰ,27.反冲洗管路,28.阀门Ⅱ,29.反洗废水回收管路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
现有的用于降解废水中污染物的臭氧催化氧化装置,可以利用臭氧和生化耦合来去除废水中有机污染物,其原理是臭氧催化氧化反应后的气/水混合物在压力作用下从臭氧催化氧化反应器顶部流出,由底部进入生化反应器,生化处理过程中无曝气,但是,其缺陷是尾气中仍存在臭氧,会将生化反应器内的微生物杀死。另外,常规的曝气生物滤池的应用形式大多为上向流态,因此其曝气成本较高,另外从滤料上脱离的生物膜容易造成曝气装置的污堵。
有鉴于此,如图1所示,本实用新型实施例提供了一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置,该装置包括:
进水池1、进水泵2、氧化塔Ⅰ3、氧化塔Ⅱ4、曝气生物滤池8、出水池12、臭氧发生器15以及尾气破坏装置18;其中,进水池1、进水泵2、氧化塔Ⅰ3、氧化塔Ⅱ4、曝气生物滤池8和出水池12依次通过管路连接。需要说明的是,臭氧发生器15的相关技术已经非常成熟,本实用新型实施例对其结构不再赘述。
其中,氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4的顶部分别设置有出气口Ⅰ20和出气口Ⅱ21,出气口Ⅰ20和出气口Ⅱ21均通过管路与尾气破坏装置18连接;氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4的底部分别设置有曝气装置Ⅰ5和曝气装置Ⅱ7,曝气装置Ⅰ5通过管路Ⅰ22与臭氧发生器15连接,曝气装置Ⅱ7通过管路Ⅱ23与臭氧发生器15连接。由于氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4分别通过管路Ⅰ22和管路Ⅱ23独立供气,因此相互间供气不收影响,更有利于氧化塔的稳定运行。
其中,氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4用于对废水进行降解处理,废水经进水泵2从进水池1提升后,依次流经氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4,然后流入出水池12。
其中,氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4中均设置有催化剂层24,催化剂层24由催化剂装填而成,具体地,催化剂的装填形式可以为固定床或流化床形式;催化剂可以包括:氧化铝小球、陶粒、活性炭、沸石等负载型催化剂中的至少一种。
其中,曝气生物滤池8的顶部侧壁设置有出气口Ⅲ11,用于排出反应后的气体;曝气生物滤池8的底部侧壁设置有出水口Ⅲ25,用于将出水通过管道输送至出水池12;曝气生物滤池8的底部还设置有布气装置10,布气装置10的进气口与尾气破坏装置18的出气口通过管路连接,这样,剩余臭氧经尾气破坏装置18转化为氧气后,将氧气通入曝气生物滤池8用作曝气生物滤池8的气源,实现资源的二次利用,达到节约资源以及降低企业生产成本的技术效果。需要说明的是,上述尾气破坏装置18可以为现有的加热式臭氧尾气破坏装置、催化分解式臭氧尾气破坏装置、吸附式臭氧尾气破坏装置。可选地,布气装置10可以由一条盘旋的管道组成,管道上每隔一段距离开有小孔用于出氧。
作为本实用新型实施例一种具体的实施方式,氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4的底部侧壁均设置有进水口,氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4的顶部侧壁均设置有出水口,其中,氧化塔Ⅰ3的进水口与进水池1的出水口通过管道连接,氧化塔Ⅰ3的出水口与氧化塔Ⅱ4的进水口通过管道连接,氧化塔Ⅱ4的出水口与曝气生物滤池8的进水口连接,从而使废水能够从氧化塔Ⅰ3的底部侧壁流入,经降解后,再从氧化塔Ⅰ3的顶部侧壁流出,然后再从氧化塔Ⅱ4的底部侧壁流入,经进一步降解后,再从氧化塔Ⅱ4的顶部侧壁流出,然后再从曝气生物滤池8的进水口流入曝气生物滤池8。这样,通过自然重力依次流经氧化塔Ⅰ3、氧化塔Ⅱ4、曝气生物滤池8,不需要在增加额外动力,达到降低装置运行能耗的技术效果。
作为本实用新型实施例一种优选的实施方式,管路Ⅰ22上设置有臭氧流量计Ⅰ16,管路Ⅱ23上也设置有臭氧流量计Ⅱ17,这样可以对述氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4的臭氧进气量分别精确控制。由于能够更加精确地控制氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4各自的臭氧进气量,因此,当废水处于氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4中时,可以根据各氧化塔中废水中的COD(ChemicalOxygen Demand,化学需氧量)值调整臭氧进气量,达到更佳的催化降解效果。
作为本实用新型实施例一种优选的实施方式,尾气破坏装置18与布气装置10之间的管路上设置有气泵19,气泵19用于将尾气破坏装置18中的氧气泵入布气装置10,使布气装置10产生更多气泡,提高曝气量。
作为本实用新型实施例一种优选的实施方式,氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4的内部还设置有隔板6,隔板6上开有若干通孔,能够使废水通过。催化剂层24承托于隔板6之上,因此,隔板一方面起到防止催化剂掉落至曝气装置,避免曝气装置堵塞的作用,另一方面起到承载催化剂的作用。
作为本实用新型实施例一种具体的实施方式,曝气生物滤池8的内部设置有生物菌剂层9,生物菌剂层9由生物菌剂装填而成,其装填形式可以为固定床或流化床,生物菌剂种类可以包括:COD降解菌、氨氮降解菌、除磷菌的至少一种。
作为本实用新型实施例一种优选的实施方式,布气装置10的进气口通过管道连接有反洗空压机14,出水口Ⅲ25与出水池12之间的管路上设置有阀门26,出水口Ⅲ25与出水池12之间还设置有反冲洗管路Ⅰ27,反冲洗管路27上设置有反冲洗泵13和阀门Ⅱ28。上述反洗空压机14用于在反冲洗时为液体流动提供动力。
作为本实用新型实施例一种优选的实施方式,出水池12还可以通过反洗废水回收管路29与进水池1连通,从而使反洗后废水通过反洗废水回收管路29返回进水池1循环处理,能够对反洗后的废水进行处理,避免废水未经处理排放,达到保护环境的效果。
本实用新型实施例提供的臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置,其工艺流程为:进水池1内的废水由进水泵2送入氧化塔Ⅰ3中,与氧化塔Ⅰ3内催化剂层24的催化剂充分接触反应,随着液位上升到一定高度时,废水经氧化塔Ⅰ3出水口进入氧化塔Ⅱ4内,废水进一步与氧化塔Ⅱ4内催化剂层24的催化剂充分接触反应,随着液位上升到一定高度时,废水由氧化塔Ⅱ4出水口流入曝气生物滤池8,在废水与曝气生物滤池8中的生物菌剂充分接触反应后,废水经曝气生物滤池的出水口25流入出水池12。臭氧发生器15产生的臭氧气体经臭氧流量计Ⅰ16和臭氧流量计Ⅱ17调节后,分别通过管路Ⅰ22和管路Ⅱ23,再分别经曝气装置Ⅰ5和曝气装置Ⅱ7进入氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4内,臭氧气体被曝气装置分解为纳米气泡的状态,扩大臭氧气体和废水及催化剂的接触面积,提高臭氧与废水中难降解污染物发生反应效率。剩余臭氧分别通过氧化塔Ⅰ3和氧化塔Ⅱ4顶部的出气口Ⅰ20和出气口Ⅱ21进入尾气破坏装置18,在尾气破坏装置18中臭氧尾气被分解为氧气。经气泵19提升,尾气进入曝气生物滤池8内的布气装置10,经均匀布气后,在成为生物菌剂氧源的同时,通过搅动废水,增加废水中污染物与生物菌剂的接触几率,然后尾气由曝气生物滤池8的出气口Ⅲ11排入大气。
本实用新型实施例提供的臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置运行一段时间后,为使装置处理后的出水达到预设的水质指标,可以对曝气生物滤池8进行反冲洗。反冲洗过程为:关闭出水管路上的阀门Ⅰ26,打开反洗管路27上的阀门Ⅱ28,运行反冲洗泵13和反洗空压机14,出水池12中的水从反洗管路27流入曝气生物滤池8,实现对曝气生物滤池的反洗。
反洗用水使用的是处理合格的出水,作为本实用新型实施例一种可选的实施方式,如图2所示,反洗后废水可通过反洗废水回收管路29返回进水池1循环处理。
本实用新型实施例提供的臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置,通过氧化塔Ⅰ和氧化塔Ⅱ能够高效降解废水中难处理污染物,废水从氧化塔Ⅱ流出后,能够靠重力自然流入曝气生物滤池进一步去除废水中污染物,不需要额外动力,达到降低装置运行能耗的效果;通过尾气破坏装置,能够将氧化塔反应后剩余的臭氧转化为氧气,从而将氧气通入曝气生物滤池用作曝气生物滤池的气源,实现资源的二次利用,达到节约资源以及降低企业生产成本的效果。同时具有结构设计合理,处理效率高,操作简便,运行费用低。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种臭氧催化氧化-生物滤池一体化反应装置,其特征在于,包括:进水池(1)、进水泵(2)、氧化塔Ⅰ(3)、氧化塔Ⅱ(4)、曝气生物滤池(8)、出水池(12)、臭氧发生器(15)以及尾气破坏装置(18);其中,所述进水池(1)、进水泵(2)、氧化塔Ⅰ(3)、氧化塔Ⅱ(4)、曝气生物滤池(8)和出水池(12)依次通过管路连接;
所述氧化塔Ⅰ(3)和氧化塔Ⅱ(4)的顶部分别设置有出气口Ⅰ(20)和出气口Ⅱ(21),所述出气口Ⅰ(20)和出气口Ⅱ(21)均通过管路与所述尾气破坏装置(18)连接;所述氧化塔Ⅰ(3)和氧化塔Ⅱ(4)的底部分别设置有曝气装置Ⅰ(5)和曝气装置Ⅱ(7),所述曝气装置Ⅰ(5)通过管路Ⅰ(22)与所述臭氧发生器(15)连接,所述曝气装置Ⅱ(7)通过管路Ⅱ(23)与所述臭氧发生器(15)连接;所述氧化塔Ⅰ(3)和所述氧化塔Ⅱ(4)的内部均设置有催化剂层(24);
所述曝气生物滤池(8)的顶部侧壁设置有出气口Ⅲ(11),所述曝气生物滤池(8)的底部侧壁设置有出水口Ⅲ(25),所述曝气生物滤池(8)的底部还设置有布气装置(10),所述布气装置(10)的进气口与所述尾气破坏装置(18)的出气口通过管路连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述氧化塔Ⅰ(3)和所述氧化塔Ⅱ(4)的底部侧壁均设置有进水口,所述氧化塔Ⅰ(3)和所述氧化塔Ⅱ(4)的顶部侧壁均设置有出水口,其中,所述氧化塔Ⅰ(3)的进水口与所述进水池(1)的出水口通过管道连接,所述氧化塔Ⅰ(3)的出水口与所述氧化塔Ⅱ(4)的进水口通过管道连接,所述氧化塔Ⅱ(4)的出水口与所述曝气生物滤池(8)的进水口连接。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述管路Ⅰ(22)上设置有臭氧流量计Ⅰ(16),所述管路Ⅱ(23)上设置有臭氧流量计Ⅱ(17)。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述尾气破坏装置(18)与所述布气装置(10)之间的管路上设置有气泵(19)。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述氧化塔Ⅰ(3)和所述氧化塔Ⅱ(4)的内部还设置有隔板(6);所述催化剂层(24)承托于所述隔板(6)之上。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述曝气生物滤池(8)的内部设置有生物菌剂层(9)。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述布气装置(10)的进气口通过管道连接有反洗空压机(14)。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述出水口Ⅲ(25)与所述出水池(12)之间的管路上设置有阀门Ⅰ(26)。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述出水口Ⅲ(25)与所述出水池(12)之间还设置有反冲洗管路(27),所述反冲洗管路(27)上设置有反冲洗泵(13)和阀门Ⅱ(28)。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述出水池(12)与所述进水池(1)之间连接有反洗废水回收管路(29)。
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