專利名稱：臭氧催化氧化水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種臭氧催化氧化水處理方法，特別是處理水中的難降解有機(jī)污染物。
背景技術(shù)：
臭氧氧化是一種傳統(tǒng)的水處理技術(shù)，最早于1893年在荷蘭水廠應(yīng)用，目前在國外已被廣泛用于水處理領(lǐng)域，國內(nèi)也有臭氧應(yīng)用于生產(chǎn)的實(shí)例。臭氧氧化技術(shù)是利用臭氧的氧化性氧化分解水中的部分易氧化物質(zhì)達(dá)到除污染目的的。但近年來，由于水源水水質(zhì)惡化，大量難降解的有毒有害的有機(jī)污染物進(jìn)入水體，其中較典型的如農(nóng)藥、藻毒素、除草劑、腐殖質(zhì)、苯系化合物、塑料增塑劑等。這些物質(zhì)部分已經(jīng)被證明屬于危害人體健康三致物質(zhì)，而且近年來的研究表明其中有相當(dāng)大部分屬于環(huán)境激素類物質(zhì)，可以通過飲用或使用對(duì)人體生理系統(tǒng)產(chǎn)生長期的、不可修復(fù)的危害。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)報(bào)道，這部分有機(jī)污染物在常規(guī)的水處理工藝中幾乎不能被去除，而且常規(guī)水處理工藝中的氯化消毒工藝會(huì)增加水中有機(jī)污染物的毒性作用。另一方面，隨工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，含有各種難降解有機(jī)污染物的污水產(chǎn)量逐年升高，污染物質(zhì)種類逐年增加，直接將污水排入水體將造成更嚴(yán)重的污染，因此對(duì)該類污水必須進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的臭氧氧化工藝由于受臭氧的氧化能力和投量的限制，無法對(duì)水中這類難降解，有毒有害的污染物進(jìn)行有效的去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種可以提高臭氧氧化水中難降解有機(jī)物的處理方法，即在臭氧氧化反應(yīng)中加入催化劑來提高臭氧氧化能力，并降低水處理成本。本發(fā)明的方法為，投加新型催化劑到臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器中，利用臭氧催化氧化工藝處理各種水質(zhì)的原水；工藝中臭氧尾氣回收利用或集中收集后經(jīng)臭氧尾氣破壞器進(jìn)行處理；所述催化劑為液體催化劑液體催化劑采用如下藥劑中的一種或幾種復(fù)合而成Fe(II)，F(xiàn)e(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H2O2，NaOH，Al(III)。該發(fā)明——催化臭氧化水處理技術(shù)能夠單獨(dú)使用進(jìn)行給水或污水處理，也可與其它水處理工藝聯(lián)合使用。由于有催化劑參與臭氧氧化有機(jī)物，該方法能夠有效去除水中的有機(jī)污染物、異味、色濁及細(xì)菌、病毒、重金屬等其他污染物，它具有很高的除污染效率，能夠全面提高處理后水質(zhì)。其對(duì)難降解，高穩(wěn)定性污染物去除能力全面超過傳統(tǒng)的常規(guī)水處理技術(shù)及臭氧處理技術(shù)，而且與傳統(tǒng)的臭氧處理技術(shù)相比由于處理單位量的水本發(fā)明所需的臭氧量低于類似的臭氧工藝的需臭氧量而能夠大幅度降低水處理成本。本發(fā)明適用于各種水質(zhì)原水的處理。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的處理工藝是通過一套催化臭氧化接觸反應(yīng)器來完成的，具體的工藝流程是臭氧由接觸反應(yīng)器中下部或周邊特制的配氣裝置進(jìn)入接觸反應(yīng)器，使水與臭氧、專用的催化劑在該反應(yīng)器內(nèi)充分接觸，利用催化劑來催化臭氧對(duì)水中污染物的氧化，提高其氧化除污染能力，使水中污染物被氧化去除；該反應(yīng)器將反應(yīng)后的臭氧尾氣集中收集，臭氧尾氣可用于安全消毒或原水預(yù)處理，以提高整體的水處理效率，在不使用臭氧尾氣的情況下，通過特定的臭氧尾氣破壞器處理臭氧尾氣，防止其進(jìn)入周圍環(huán)境。
催化臭氧化接觸反應(yīng)器根據(jù)進(jìn)水方向分為順流式(原水由下方進(jìn)水上方出水)催化臭氧化接觸反應(yīng)器和逆流式(原水由上方進(jìn)水下方出水)催化臭氧化接觸反應(yīng)器以及混合流式(原水由反應(yīng)器中部進(jìn)水，由反應(yīng)器兩側(cè)分別出水)三種，可根據(jù)水處理現(xiàn)場條件選擇。
該催化臭氧化反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)參數(shù)如下臭氧與水接觸時(shí)間15～60分鐘；催化劑與水、臭氧接觸時(shí)間10～50分鐘；液體催化劑投量，臭氧∶催化劑＝1∶0.01～0.5(當(dāng)量比)；反應(yīng)器中臭氧投加量0.5～6.5毫克/升水，水流速度2～15米/小時(shí)。催化臭氧化反應(yīng)器由臭氧布?xì)庀到y(tǒng)，臭氧尾氣收集系統(tǒng)，進(jìn)水系統(tǒng)，出水系統(tǒng)，液體催化劑布水系統(tǒng)組成。反應(yīng)器以不銹鋼加工制作或以其他材料制成而內(nèi)襯耐氧化防腐涂層。
反應(yīng)器中臭氧布?xì)獠捎免伆逦⒖灼貧馄?、立管曝氣器、周邊均勻進(jìn)氣一種或幾種相結(jié)合的方式完成，采用上部拱頂結(jié)構(gòu)結(jié)合排氣閥收集臭氧尾氣，臭氧投加能力為1～7毫克/升水。
用本發(fā)明方法產(chǎn)生的尾氣可以進(jìn)行收集，尾氣收集后能夠用于水處理工藝中的原水預(yù)氧化處理及臭氧消毒。
或者催化臭氧化水處理工藝中臭氧尾氣處理采用尾氣破壞器進(jìn)行處理，采用熱分解處理與催化分解結(jié)合的方式或其中的一種方式進(jìn)行處理。前段熱處理是將臭氧尾氣通過100℃～400℃的熱處理室，尾氣停留時(shí)間15～40分鐘；后段催化處理是使臭氧尾氣通過裝有能夠破壞臭氧的催化劑，催化接觸時(shí)間15～40分鐘。尾氣經(jīng)過破壞器處理后直接排出。
處理工藝中液體催化劑采用如下藥劑中的一種或幾種復(fù)合而成Fe(II)，F(xiàn)e(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H2O2，NaOH，Al(III)。將藥劑溶解于水中，均勻攪拌后投加，配制催化劑溶液當(dāng)量濃度為0.01～0.2摩/升。液體催化劑投加采用在催化臭氧化反應(yīng)器內(nèi)布設(shè)布水管方式進(jìn)行，具體操作方法為在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)1～3層液體催化劑布水系統(tǒng)投加。
權(quán)利要求
1.一種臭氧催化氧化水處理方法，其特征在于投加新型催化劑到臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器中，利用臭氧催化氧化工藝處理各種水質(zhì)的原水；工藝中臭氧尾氣回收利用或集中收集后經(jīng)臭氧尾氣破壞器進(jìn)行處理；所述催化劑為液體催化劑液體催化劑采用如下藥劑中的一種或幾種復(fù)合而成Fe(II)，F(xiàn)e(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H2O2，NaOH，Al(III)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化水處理方法，其特征在于臭氧催化氧化液體催化劑的配制方法為將所選藥劑溶解于水中即可，配制成催化劑溶液的當(dāng)量濃度為0.01～0.2摩/升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的臭氧催化氧化水處理方法，其特征在于液體催化劑的投加方式是在臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器內(nèi)布設(shè)布水管方式進(jìn)行在臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器內(nèi)設(shè)1～3層液體催化劑布水系統(tǒng)，然后投加液體催化劑，催化劑總投加量是臭氧∶催化劑的當(dāng)量比＝1∶(0.01～0.5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的臭氧催化氧化水處理方法，其特征在于所述臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器由臭氧布?xì)庀到y(tǒng)、臭氧尾氣收集系統(tǒng)、進(jìn)水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、液體催化劑布水系統(tǒng)組成，該臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器由不銹鋼材質(zhì)加工而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的臭氧催化氧化水處理方法，其特征在于工藝中的臭氧尾氣采用尾氣破壞器進(jìn)行處理，其方法為熱分解處理和/或催化分解的方式進(jìn)行處理熱分解處理是將臭氧尾氣通過100℃～400℃的熱處理室，尾氣停留時(shí)間15～40分鐘；催化分解處理是使臭氧尾氣通過裝有能夠破壞臭氧的催化劑，催化接觸時(shí)間15～40分鐘，尾氣經(jīng)過尾氣破壞器處理后直接排出。
全文摘要
一種臭氧催化氧化水處理方法，涉及一種臭氧催化氧化水處理方法，特別是處理水中的難降解有機(jī)污染物的方法。本發(fā)明特征在于投加新型催化劑到臭氧催化氧化接觸反應(yīng)器中，利用催化臭氧化工藝處理各種水質(zhì)原水；所述催化劑為液體催化劑，液體催化劑采用如下藥劑中的一種或幾種復(fù)合而成Fe(II)，F(xiàn)e(III)，Cu(II)，Cu(III)，Mn(IV)，Mn(II)，Co(II)，Co(IV)，H
文檔編號(hào)C02F1/78GK1565987SQ200410070610
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2002年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月13日
發(fā)明者馬軍, 翟學(xué)東, 隋銘?zhàn)? 劉增賀 申請(qǐng)人:馬軍, 翟學(xué)東, 隋銘?zhàn)? 劉增賀