CN210085058U - 新型三相臭氧催化硫化塔 - Google Patents
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Abstract
一种新型三相臭氧催化硫化塔，它包括塔体，以及设置在塔体下端的进水管和上端的出水管，其特征在于所述进水管上依次设有管道混合器、增压回流泵和射流曝气器，所述进水管与塔体底部布水布气区一端的布水布气主管相连接，并在布水布气主管内横插有均匀分布的布水布气支管，另一端设有排空口，所述底部布水布气区上层设有鹅卵石层，并在鹅卵石层底部设有与布水布气区相连通的短柄滤头，该新型三相臭氧催化流化塔是一种高科技多学科的组合工艺形式，无二次污染，有效地解决了含难降解有机物废水治理的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置，一种新型三相臭氧催化流化塔，主要用于吸附与分解水中的难降解有机物，应用于印染、造纸、电镀、化工等行业废水深度处理领域，也可应用于给水处理中反渗透、离子交换软化除盐***的前级预处理工序。
背景技术
目前，大多工业废水排水中依然含有一定量的COD，此部分贡献COD的有机物生化性极差，并且其量值也超出了新标准许可的排放限值。而现阶段，废水处理领域对于低浓度难降解有机物的处理技术还没有一项非常高效的工艺方法，常用的有活性炭吸附法、化学氧化法、臭氧氧化法等。
活性炭吸附法操作简单，见效快，设备投资省；但活性炭需定期更换，劳动强度大，运行成本高（吸附量约为0.08kgCOD/kg）。而且活性炭的再生方法中，以传统的高温活化法恢复率最高，其它常温或低温方法效果均不理想，是制约活性炭吸附工艺应用的较大障碍。
化学氧化法的优点是去除彻底，既可矿化有机物亦可提高出水的可生化性；缺点是工艺控制复杂，设备材质要求高，污泥产生量大，后续需要配置沉淀池。
臭氧氧化法的优点是脱色效果好，***设备自动化程度高，无污泥产生；缺点是***能耗较高，投资大。单纯的臭氧氧化工艺中，传统为空塔射流混合或者鼓泡塔的形式应用，臭氧利用率低，而且此种方法多为臭氧杀菌消毒工艺中应用，不适合应用在以降解有机物为目的的工艺过程中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：通过臭氧催化反应器结构的合理设计、曝气方式优化、载体材质结构（粒径、密度、多孔特性、表面形状、机械强度、亲有机分子性）的优选及操作参数的优化控制等方面减小流化动力，节省投资，使有机基质-氧化基（∙O2 -+HO2∙+∙OH）接触均匀、触点多、传质速度快、分解彻底、处理效果好。
本发明所采用的技术方案：一种新型三相臭氧催化硫化塔，它包括塔体，以及设置在塔体下端的进水管和上端的出水管，所述进水管上依次设有管道混合器、增压回流泵和射流曝气器，所述进水管与塔体底部布水布气区一端的布水布气主管相连接，并在布水布气主管内横插有均匀分布的布水布气支管，另一端设有排空口，所述底部布水布气区上层设有鹅卵石层，并在鹅卵石层底部设有与布水布气区相连通的短柄滤头，所述鹅卵石层上设有一层活性催化载体室，内设有活性催化载体，所述活性催化载体室的上层设有清液区，所述清液区上层设有出水堰槽，所述出水堰槽与出水管相连，并在出水管上设有出水调节阀。
作为优选：所述清液区的一侧设有回流孔，所述回流孔连接回流管与底部的进水管相连，并在回流管上设置一个控制水流量的回流调节阀，所述回流管、进水管和塔体之间形成一个水循环。
作为优选：所述塔体一外侧边位于活性催化载体室处设有一观察视镜，所示另一外侧的活性催化载体室和清液区分别设有可供人进入室内更换活性催化载体或清洗清液区的人入孔。
作为优选：所述管道混合器由进水口，出水口，混合腔和加药口组成，所述加药口位于离进水口处5CM的管道顶部，并设有密封盖板。
作为优选：所述射流曝气器一端设有射流进水口，所述射流进水口连接至混合腔，所述混合腔内设有导流涡轮，并在顶部开设有总吸气口，所述射流曝气器另一端设有扩散室。
本发明通过结构优化合理设计，使气-固-液三相混合液在塔体活性催化载体区剧烈混合，在循环回流外管相对滞留接触反应，在两区之间做不断的循环、相对流动，从而造成相界面和活性接触点的连续更新和充分接触，依次推动反应进程。同时射流曝气和布水布气***将气-液-固三相的运动规范为近似UP-CSTR和DOWN-PF流型，流动阻力小，使起始流化容易，能耗降低。
在本发明装置中，升流区气-液-固混合十分剧烈，大量的液体在升流区和回流区间不断的循环流动，使其具有极大的稀释扩散能力，从而具有很强的抗冲击负荷能力。
该新型三相臭氧催化流化塔是一种高科技多学科的组合工艺形式，无二次污染，有效地解决了含难降解有机物废水治理的难题。
附图说明
图1是本发明结构的主视剖面示意图。
图2是本发明A-A剖视图
图3是本发明射流曝气器结构剖面示意图。
图4是本发明管道混合器结构剖面示意图。
图5是本发明结构的工艺流程框图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的技术内容进行进一步描述如图1-3所示的一种新型三相臭氧催化硫化塔，它包括塔体23，以及设置在塔体23下端的进水管15和上端的出水管11，所述进水管15上依次设有管道混合器16、增压回流泵17和射流曝气器18，所述进水管15与塔体23底部布水布气区22一端的布水布气主管24相连接，并在布水布气主管24内横插有均匀分布的布水布气支管25，另一端设有排空口1，所述底部布水布气区22上层设有鹅卵石层3，并在鹅卵石层3底部设有与布水布气区22相连通的短柄滤头2，所述鹅卵石层3上设有一层活性催化载体室26，内设有活性催化载体21，所述活性催化载体室26的上层设有清液区20，所述清液区20上层设有出水堰槽8，所述出水堰槽8与出水管11相连，并在出水管11上设有出水调节阀10；所述清液区20的一侧设有回流孔14，所述回流孔14连接回流管12与底部的进水管15相连，并在回流管14上设置一个控制水流量的回流调节阀13，所述回流管14、进水管15和塔体23之间形成一个水循环；所述塔体23一外侧边位于活性催化载体室26处设有一观察视镜19，所示另一外侧的活性催化载体室26和清液区20分别设有可供人进入室内更换活性催化载体或清洗清液区的人入孔7；所述管道混合器16由进水口27，出水口28，混合腔29和加药口30组成，所述加药口30位于离进水口27处5CM的管道顶部，并设有密封盖板31；所述射流曝气器18一端设有射流进水口32，所述射流进水口32连接至混合腔33，所述混合腔33内设有导流涡轮34，并在顶部开设有总吸气口35，所述射流曝气器18另一端设有扩散室36。
本发明所要解决的技术问题：通过臭氧催化反应器结构的合理设计、曝气方式优化、载体材质结构（粒径、密度、多孔特性、表面形状、机械强度、亲有机分子性）的优选及操作参数的优化控制等方面减小流化动力，节省投资，使有机基质-氧化基（∙O2 -+HO2∙+∙OH）接触均匀、触点多、传质速度快、分解彻底、处理效果好。
本发明所采用的技术方案：采用臭氧催化氧化流化塔工艺，并辅以H2O2协同作用的AOPs（O3/H2O2）高级氧化技术，利用负载氧化物/金属催化剂的臭氧专有催化剂作为催化氧化载体，在臭氧专有催化剂表面吸附有机物分子和臭氧产物·OH自由基，有效提高臭氧利用率和反应速率。在反应过程中活性载体是一种加速臭氧分解并形成·OH自由基的促进剂，促进O3+OH-→∙O2-+HO2∙+∙OH链反应，·OH自由基作为最主要的有机物氧化剂参与反应。本工艺的特点：
（1）用AOPs（O3/H2O2）技术，加速臭氧分解，提高有机物反应速率；（2）采用射流混合技术，增加顶部回流管，使臭氧利用率在90％以上；（3）采用流化塔技术，使催化载体在过流过程中避免压实，降低运行阻力；（4）臭氧专有催化剂的有效流化，使反应器内的活性催化载体均匀接触臭氧，提高臭氧专有催化剂催化活性；（5）采用负载氧化物/金属催化剂活性载体作为催化载体，提高自由基和有机物分子反应接触机率。
如图4所示具体流程为：一种新型三相臭氧催化流化塔，分射流曝气、布水布气区、催化反应室、回流***和清液室五部分。由进水管、增压回流泵、射流曝气器、塔体、布水布气***、短柄滤头、活性催化载体、出水口、出水管、回流管、气体回流管、出水堰槽、视镜、人孔组成。含难降解有机物废水由进水管经管道混合器投加H2O2，经增压回流泵增压后进入射流曝气器，经喷嘴、混合腔与通过吸气室被压入的O3气充分接触混合后进进入设置于塔体底部的布水布气***，在喷射动能、气体裹夹挟带提升（因含气率的增高而导致的密度减小）的协同作用下，水-气两相混合液充分混合，向上流动，到达水-气两相混合液在布水布气区，经短柄滤头均匀进入塔体活性催化载体区，水-气-载体三相混合液充分接触反应后进入过滤清液室的清液通过出水口出流，部分经出水管排放，部分经回流管回流至增压回流泵前端再次提压后参与二次循环反应。
本发明通过结构优化合理设计，使气-固-液三相混合液在塔体活性催化载体区剧烈混合，在循环回流外管相对滞留接触反应，在两区之间做不断的循环、相对流动，从而造成相界面和活性接触点的连续更新和充分接触，依次推动反应进程。同时射流曝气和布水布气***将气-液-固三相的运动规范为近似UP-CSTR和DOWN-PF流型，流动阻力小，使起始流化容易，能耗降低。
在本发明装置中，升流区气-液-固混合十分剧烈，大量的液体在升流区和回流区间不断的循环流动，使其具有极大的稀释扩散能力，从而具有很强的抗冲击负荷能力。
该新型三相臭氧催化流化塔是一种高科技多学科的组合工艺形式，无二次污染，有效地解决了含难降解有机物废水治理的难题。
Claims (5)
1.一种新型三相臭氧催化硫化塔，它包括塔体，以及设置在塔体下端的进水管和上端的出水管，其特征在于所述进水管上依次设有管道混合器、增压回流泵和射流曝气器，所述进水管与塔体底部布水布气区一端的布水布气主管相连接，并在布水布气主管内横插有均匀分布的布水布气支管，另一端设有排空口，所述底部布水布气区上层设有鹅卵石层，并在鹅卵石层底部设有与布水布气区相连通的短柄滤头，所述鹅卵石层上设有一层活性催化载体室，内设有活性催化载体，所述活性催化载体室的上层设有清液区，所述清液区上层设有出水堰槽，所述出水堰槽与出水管相连，并在出水管上设有出水调节阀。
2.根据权利要求1所述新型三相臭氧催化硫化塔，其特征在于所述清液区的一侧设有回流孔，所述回流孔连接回流管与底部的进水管相连，并在回流管上设置一个控制水流量的回流调节阀，所述回流管、进水管和塔体之间形成一个水循环。
3.根据权利要求2所述新型三相臭氧催化硫化塔，其特征在于所述塔体一外侧边位于活性催化载体室处设有一观察视镜，所示另一外侧的活性催化载体室和清液区分别设有可供人进入室内更换活性催化载体或清洗清液区的人入孔。
4.根据权利要求1所述新型三相臭氧催化硫化塔，其特征在于所述管道混合器由进水口，出水口，混合腔和加药口组成，所述加药口位于离进水口处5CM的管道顶部，并设有密封盖板。
5.根据权利要求1所述新型三相臭氧催化硫化塔，其特征在于所述射流曝气器一端设有射流进水口，所述射流进水口连接至混合腔，所述混合腔内设有导流涡轮，并在顶部开设有总吸气口，所述射流曝气器另一端设有扩散室。
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| CN109987695A (zh) * | 2019-04-05 | 2019-07-09 | 杭州司迈特水处理工程有限公司 | 一种新型三相臭氧催化硫化塔 |
| CN111943348A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-17 | 上海中耀环保实业有限公司 | 一种污水臭氧催化氧化处理***及其方法 |
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