專(zhuān)利名稱(chēng)：催化臭氧處理制漿廢水的裝置及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙廢水的處理，具體涉及催化臭氧處理制漿廢水的裝置及其處
理方法。
背景技術(shù)：
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，氧化還原電位為2. 07，對(duì)大多數(shù)有機(jī)物具有很強(qiáng)的氧化降解能力，且具有反應(yīng)速度快的特點(diǎn)。臭氧既可用于生物處理前對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，提高廢水可被微生物降解的能力，改善廢水的生物處理效果；臭氧也可用于生物處理后對(duì)廢水進(jìn)行深度處理，以降解去除在廢水的生物處理過(guò)程中未能去除的殘余有機(jī)物，以及對(duì)廢水的脫色。已有研究表明，臭氧氧化降解難生物降解有機(jī)物、發(fā)色有機(jī)物和毒性有機(jī)物效果良好。 在利用臭氧處理廢水的過(guò)程中，對(duì)于具有較高色度的廢水，色度的去除率很高，經(jīng)臭氧處理后色度去除率甚至達(dá)到98%以上；但是對(duì)廢水中有機(jī)物的去除率并不高，總有機(jī)碳(TOC) 或化學(xué)需氧量(COD)去除率一般不超過(guò)40%。因此，近年來(lái)，通過(guò)研制和添加催化劑以提高臭氧處理過(guò)程中對(duì)有機(jī)物的降解效果成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。制漿造紙工業(yè)是我國(guó)廢水和污染物排放的重要源頭之一，物化結(jié)合生物處理工藝是制漿造紙工業(yè)廢水處理主要的技術(shù)。但是，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，制漿中段廢水經(jīng)物化結(jié)合生物處理后并不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，因此在排放到環(huán)境水體前必須進(jìn)行深度處理。已有應(yīng)用臭氧來(lái)處理制漿造紙工業(yè)廢水方面的研究，在去除廢水的色度、提高其可生物處理性方面取得了較為明顯的效果，但是臭氧對(duì)制漿廢水中有機(jī)物的去除效果并不理想。另一方面，在臭氧處理廢水過(guò)程中，存在著臭氧利用率較低的問(wèn)題，大量的未參與反應(yīng)的臭氧隨著尾氣排出，使處理成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述相關(guān)技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供催化臭氧處理制漿廢水的裝置及其處理方法，該裝置對(duì)制漿廢水實(shí)行兩級(jí)處理，兩級(jí)反應(yīng)器內(nèi)均承載有活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑，通過(guò)催化臭氧處理制漿造紙廢水，可用于制漿造紙廢水的處理和制漿造紙廢水二級(jí)生物處理出水的深度處理。催化臭氧處理制漿廢水的裝置包括尾氣收集瓶21、第一反應(yīng)器、貯水池和第二反應(yīng)器，其中第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相同(相同的結(jié)構(gòu)部件分別以第一和第二進(jìn)行區(qū)分)。所述第一反應(yīng)器包括反應(yīng)器槽體4及其頂蓋5，槽體4內(nèi)設(shè)置有支撐布?xì)獍?，支撐布?xì)獍?上承載有活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑9，槽體內(nèi)底部設(shè)置有第一曝氣器11 ；槽體上設(shè)置有第一進(jìn)水口 1、第一出水口 7、第一進(jìn)臭氧口 10，頂蓋5上設(shè)置有第一尾氣口 6。第一進(jìn)臭氧口 10與第一曝氣器11通過(guò)管道連接，第一出水口 7與貯水池進(jìn)水口 12通過(guò)管道連接，貯水池出水口 13與第二反應(yīng)器的第二進(jìn)水口 15通過(guò)管道連接，該連接管道上還安裝有泵14 ；第一反應(yīng)器的第一尾氣口 6通過(guò)第一尾氣管22與第二反應(yīng)器上的第二進(jìn)臭氧口 19連接，第二進(jìn)臭氧口 19再通過(guò)管道與第二曝氣器20連接。所述尾氣收集瓶21通過(guò)第二尾氣管23與第二尾氣口 16連接，并且該尾氣收集瓶 21上設(shè)置有通向大氣空間的排氣管M。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，第一反應(yīng)器槽體上設(shè)置有第一取樣口 8。第二反應(yīng)器槽體上設(shè)置有第二取樣口 18。所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器槽體為一體成型或者拼裝成型，拼裝成型時(shí)槽體通過(guò)密封件3進(jìn)行密封。所述活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑9的活性吸附材料為Y-氧化鋁或者活性炭，過(guò)渡金屬氧化物為Mn、Ni, Ti, Zr的氧化物中的一種以上。過(guò)渡金屬氧化物中任一氧化物質(zhì)量均占活性吸附材料的質(zhì)量的2% 15%。上述催化臭氧處理制漿廢水的裝置進(jìn)行廢水處理的方法，步驟如下制漿廢水從第一反應(yīng)器的第一進(jìn)水口 1進(jìn)入第一反應(yīng)器，臭氧從第一進(jìn)臭氧口 10 進(jìn)入第一反應(yīng)器的第一曝氣器11內(nèi)，向第一反應(yīng)器提供臭氧，臭氧與制漿廢水混合、接觸后，形成氣水混合物；氣水混合物通過(guò)支撐布?xì)獍?上承載的活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑9，進(jìn)行催化臭氧協(xié)同處理，當(dāng)氣水混合物到達(dá)第一反應(yīng)器的頂部后產(chǎn)生氣水分離，分離出來(lái)的臭氧從第一尾氣口 6經(jīng)第一尾氣管22流送至第二進(jìn)臭氧口 19，再進(jìn)入第二曝氣器 20，為第二反應(yīng)器提供臭氧；經(jīng)過(guò)第一反應(yīng)器處理后的廢水由第一出水口 7流至貯水池，再通過(guò)泵14經(jīng)第二反應(yīng)器的第二進(jìn)水口 15進(jìn)入第二反應(yīng)器，進(jìn)行與第一反應(yīng)器相同的催化臭氧協(xié)同處理，經(jīng)第二反應(yīng)器處理后的制漿廢水再經(jīng)氣水分離，分離產(chǎn)生的廢水經(jīng)第二出水口 17排出，尾氣則通過(guò)第二尾氣口 16經(jīng)由第二尾氣管23進(jìn)入尾氣收集瓶21，經(jīng)吸收殘余臭氧后經(jīng)排氣管M進(jìn)入大氣環(huán)境。作為優(yōu)選的，所述經(jīng)第二出水口 17排出的廢水回流至貯水池。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所述制漿廢水的pH值為8 12、水溫為20°C 30°C。γ-氧化鋁負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑通過(guò)如下方法制備a)將粒徑為0. 5 6mm的γ -氧化鋁洗滌后干燥；b)將Mn鹽、Ni鹽、Ti鹽或^ 鹽中的一種以上溶于去離子水形成含過(guò)渡金屬的鹽溶液，再與經(jīng)步驟(a)處理得到的Y -氧化鋁混合，在IOOrpm 300rpm的轉(zhuǎn)速、20 30°C 的條件下充分振蕩、接觸混合，得到含有Y-氧化鋁顆粒的鹽溶液；c)將上述含有Y-氧化鋁顆粒的鹽溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中蒸發(fā)至干，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器溫度設(shè)定為50 60°C ；d)將步驟c)得到的固體干燥后，在400 1000°C下焚燒2 6小時(shí)，冷卻、過(guò)20 目篩，即得到Y(jié) -氧化鋁負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑?；钚蕴控?fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑通過(guò)如下方法制備a)將顆?；钚蕴肯礈旌蟾稍?；b)將Mn、Ni、Ti、^ 等鹽的一種以上溶于去離子水，形成含過(guò)渡金屬的鹽溶液，再將其與上述顆?；钚蕴炕旌虾笤贗OOrpm 300rpm的速度下振蕩2小時(shí)，溫度調(diào)節(jié)為19 30 0C ；
c)將經(jīng)步驟(b)處理的含有活性炭顆粒的鹽溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中蒸發(fā)至干得到負(fù)載有過(guò)渡金屬的活性炭顆粒，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器溫度設(shè)定為50 60°C ；d)將步驟(c)所得到的活性炭顆粒干燥后，在400 700°C焚燒2 6小時(shí)并冷卻、過(guò)80目篩，得到活性炭負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，對(duì)多數(shù)有機(jī)物具有氧化降解能力，對(duì)廢水的脫色及增強(qiáng)廢水的可生物降解性具有良好的效果，但是單獨(dú)臭氧處理對(duì)廢水中有機(jī)物的去除率不高，且處理成本較高。在廢水處理過(guò)程中，當(dāng)有活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑存在時(shí)，由于活性吸附材料(如Y-氧化鋁或活性炭)本身具有較強(qiáng)的吸附性能，廢水中的一部分有機(jī)物和溶解在廢水中的臭氧逐漸吸附在其表面上并富集起來(lái)，導(dǎo)致Y-氧化鋁表面或活性炭表面有機(jī)物和臭氧濃度均較高，吸附在Y-氧化鋁表面或活性炭等吸附材料表面上的有機(jī)物與相鄰的吸附態(tài)臭氧發(fā)生反應(yīng)而被氧化降解。由于活性吸附材料表面有機(jī)物濃度較高， 因此反應(yīng)效率較高，速度很快。與此同時(shí)，臭氧分子與該過(guò)渡金屬氧化物發(fā)生了表面催化反應(yīng)，生成了新生態(tài)的自由基(主要是·0Η)，對(duì)廢水中有機(jī)物的降解產(chǎn)生了重要的影響。這些自由基或以溶解態(tài)存在于廢水中，或者吸附在活性吸附材料表面上，有效地氧化降解廢水中及吸附在活性吸附材料表面上的有機(jī)物。因此，可以認(rèn)為，Y-氧化鋁或活性炭負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化臭氧處理制漿廢水不僅利用了臭氧分子的強(qiáng)氧化性和Y-氧化鋁、活性炭的吸附性能，而且臭氧分子與過(guò)渡金屬氧化物發(fā)生表面催化反應(yīng)生成了新生態(tài)的自由基，對(duì)廢水中有機(jī)污染物的氧化降解發(fā)揮了重要作用，有效提高了對(duì)廢水CODct和色度的去除效果。由此可見(jiàn)，本發(fā)明通過(guò)臭氧的氧化性、活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑的吸附性、臭氧與該催化劑發(fā)生表面催化作用產(chǎn)生的自由基的強(qiáng)氧化性的聯(lián)合協(xié)同作用， 有效提高了對(duì)廢水中有機(jī)物的降解去除效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、在臭氧處理廢水過(guò)程中，當(dāng)運(yùn)用曝氣器作為臭氧的擴(kuò)散分布裝置時(shí)，臭氧的一次利用率不超過(guò)25% (包括溶解在水中的臭氧)，大量的未參與反應(yīng)的臭氧隨尾氣排出反應(yīng)系統(tǒng)。本發(fā)明設(shè)計(jì)了兩級(jí)反應(yīng)器，將在第一反應(yīng)器中未參與反應(yīng)的臭氧送到第二反應(yīng)器，再進(jìn)行催化臭氧處理廢水，臭氧的利用率可提高到38%以上，有效提高了對(duì)臭氧的利用率；2、本發(fā)明利用臭氧與負(fù)載在活性吸附材料表面的過(guò)渡金屬氧化物發(fā)生表面催化反應(yīng)生成新生態(tài)的自由基，對(duì)廢水中有機(jī)污染物的氧化降解發(fā)揮了重要作用，有效提高了對(duì)廢水CODct和色度的去除效果，COD去除率在65%以上，廢水色度去除率達(dá)到96%以上；3、本發(fā)明通過(guò)臭氧的氧化性、催化劑的吸附性、臭氧與催化劑發(fā)生表面催化作用產(chǎn)生的自由基的強(qiáng)氧化性的聯(lián)合協(xié)同作用，大大提高了對(duì)廢水中有機(jī)物的降解去除效果；4、本發(fā)明處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用較低、操作維護(hù)方便、投資省。


圖1是本發(fā)明催化臭氧處理制漿廢水的裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍不局限于實(shí)施例表述的內(nèi)容。本發(fā)明各實(shí)施例應(yīng)用如圖1所示的催化臭氧處理制漿廢水的裝置進(jìn)行廢水處理， 該裝置包括尾氣收集瓶21、第一反應(yīng)器、貯水池和第二反應(yīng)器，其中第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相同(相同的結(jié)構(gòu)部件分別以第一和第二進(jìn)行區(qū)分)。所述第一反應(yīng)器包括反應(yīng)器槽體4及其頂蓋5，槽體4內(nèi)設(shè)置有支撐布?xì)獍?，支撐布?xì)獍?上承載有活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑9，槽體內(nèi)底部設(shè)置有第一曝氣器11 ；槽體上設(shè)置有第一進(jìn)水口 1、第一出水口 7、第一進(jìn)臭氧口 10和第一取樣口 8，頂蓋5上設(shè)置有第一尾氣口 6。第一進(jìn)臭氧口 10與第一曝氣器11通過(guò)管道連接，第一出水口 7與貯水池進(jìn)水口 12通過(guò)管道連接，貯水池出水口 13與第二反應(yīng)器的第二進(jìn)水口 15通過(guò)管道連接，該連接管道上還安裝有泵14 ；第一反應(yīng)器的第一尾氣口 6通過(guò)第一尾氣管22與第二反應(yīng)器上的第二進(jìn)臭氧口 19連接，第二進(jìn)臭氧口 19再通過(guò)管道與第二曝氣器20連接。所述尾氣收集瓶21通過(guò)第二尾氣管23與第二尾氣口 16連接，并且該尾氣收集瓶 21上設(shè)置有通向大氣空間的排氣管M。所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器槽體為拼裝成型，槽體通過(guò)密封件3進(jìn)行密封。所述活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑9的活性吸附材料為Y -氧化鋁或者活性炭，過(guò)渡金屬氧化物為Mn、Ni, Ti, Zr的氧化物中的一種以上。過(guò)渡金屬氧化物中任一氧化物質(zhì)量均占活性吸附材料的質(zhì)量的2% 15%。上述催化臭氧處理制漿廢水的裝置進(jìn)行廢水處理的方法，步驟如下制漿廢水從第一反應(yīng)器的第一進(jìn)水口 1進(jìn)入第一反應(yīng)器，臭氧從第一進(jìn)臭氧口 10 進(jìn)入第一反應(yīng)器的第一曝氣器11內(nèi)，向第一反應(yīng)器提供臭氧，臭氧與制漿廢水混合、接觸后，形成氣水混合物；氣水混合物通過(guò)支撐布?xì)獍?上承載的活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑9，進(jìn)行催化臭氧協(xié)同處理，當(dāng)氣水混合物到達(dá)第一反應(yīng)器的頂部后產(chǎn)生氣水分離，分離出來(lái)的臭氧從第一尾氣口 6經(jīng)第一尾氣管22流送至第二進(jìn)臭氧口 19，再進(jìn)入第二曝氣器 20，為第二反應(yīng)器提供臭氧；經(jīng)過(guò)第一反應(yīng)器處理后的廢水由第一出水口 7流至貯水池，再通過(guò)泵14經(jīng)第二反應(yīng)器的第二進(jìn)水口 15進(jìn)入第二反應(yīng)器，進(jìn)行與第一反應(yīng)器相同的催化臭氧協(xié)同處理，經(jīng)第二反應(yīng)器處理后的制漿廢水再經(jīng)氣水分離，分離產(chǎn)生的廢水經(jīng)第二出水口 17排出，尾氣則通過(guò)第二尾氣口 16經(jīng)由第二尾氣管23進(jìn)入尾氣收集瓶21，經(jīng)吸收殘余臭氧后經(jīng)排氣管M進(jìn)入大氣環(huán)境。各實(shí)施例采用Y -氧化鋁負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑，具體通過(guò)如下方法制備a)將粒徑為0. 5 6mm的γ -氧化鋁洗滌后干燥；b)將Mn鹽、Ni鹽、Ti鹽或^ 鹽中的一種以上溶于去離子水形成含過(guò)渡金屬的鹽溶液，再與經(jīng)步驟(a)處理得到的Y -氧化鋁混合，在IOOrpm 300rpm的轉(zhuǎn)速、20 30°C 的條件下充分振蕩、接觸混合，得到含有Y-氧化鋁顆粒的鹽溶液；c)將上述含有Y-氧化鋁顆粒的鹽溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中蒸發(fā)至干，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器溫度設(shè)定為50 60°C ；d)將步驟c)得到的固體干燥后，在400 1000°C下焚燒2 6小時(shí)，冷卻、過(guò)20 目篩，即得到Y(jié) -氧化鋁負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑。實(shí)施例1取制漿中段廢水二級(jí)生物處理出水，水溫20°C，CODcr為320 350mg/L，色度為 470C. U。采用γ -氧化鋁負(fù)載氧化錳為催化劑，Y -氧化鋁粒徑為4 6mm，氧化錳的質(zhì)量為Y-氧化鋁的10% (wt, %)，將乙酸錳溶于去離子水后與Y-氧化鋁混合，在lOOrpm、 20°C的條件下充分振蕩、接觸混合，在50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到的固體干燥后在600°C下焚燒3小時(shí)，冷卻后過(guò)篩，制得催化劑。制漿廢水二級(jí)生物處理出水流量2. 5L/min、pH值為8，第一進(jìn)臭氧口氣體流量為 lL/min，第一進(jìn)臭氧口氣體臭氧濃度為40mg/L，經(jīng)兩級(jí)處理后廢水COD。,去除率為71. 5%, 色度去除率為97%，廢水的COD。,去除率比單獨(dú)臭氧處理提高36. 5%。該單獨(dú)臭氧處理所采用的裝置結(jié)構(gòu)同本發(fā)明所提供的制漿廢水的處理裝置，僅去除了反應(yīng)器槽體內(nèi)內(nèi)置的活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑，以下實(shí)施例同此例。實(shí)施例2取制漿中段廢水二級(jí)生物處理出水，水溫20°C，CODcr為320 350mg/L，色度為 470C. U。采用γ -氧化鋁負(fù)載氧化鎳為催化劑，Y -氧化鋁粒徑為2 3mm，氧化鎳的質(zhì)量為Y-氧化鋁的10% (wt, %)。將硝酸鎳溶液與Y-氧化鋁混合，在300rpm、30°C的條件下充分振蕩、接觸混合，在60°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到的固體干燥后在500°C下焚燒4小時(shí)， 冷卻后過(guò)篩，制得催化劑。制漿廢水二級(jí)生物處理出水流量2. 5L/min、pH值為8，第一進(jìn)臭氧口氣體流量為 lL/min，第一進(jìn)臭氧口氣體臭氧濃度為40mg/L，經(jīng)兩級(jí)處理后廢水COD。,去除率為68. 7%, 色度去除率為96%，廢水的CODra去除率比單獨(dú)臭氧處理提高33. 7%。實(shí)施例3取制漿中段廢水二級(jí)生物處理出水，水溫20°C，CODcr為320 350mg/L，色度為 470C. U.。采用γ -氧化鋁負(fù)載氧化錳和氧化鈦為催化劑，Y -氧化鋁粒徑為0. 5 1mm，氧化錳和氧化鈦的質(zhì)量分別為Y-氧化鋁的10% (wt, % ) ^P 3% (wt, %)。將乙酸錳和硫酸鈦溶于去離子水后，再與Y-氧化鋁混合，于200rpm、25°C的條件下充分振蕩、接觸混合， 在50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到的固體干燥后在400°C下焚燒6小時(shí)，冷卻后過(guò)篩，制得催化劑。制漿廢水二級(jí)生物處理出水流量2. 5L/min、pH值為10，第一進(jìn)臭氧口氣體流量為 lL/min，第一進(jìn)臭氧口氣體臭氧濃度為40mg/L，經(jīng)兩級(jí)處理后廢水COD。,去除率為75. 7%， 色度去除率為98%，廢水的C0D。,去除率比單獨(dú)臭氧處理提高40. 7%。實(shí)施例4取制漿中段廢水二級(jí)生物處理出水，水溫25°C，CODcr為320 350mg/L，色度為 470C. U.。
采用Y-氧化鋁負(fù)載氧化錳、氧化鈦和氧化鋯為催化劑，Y-氧化鋁粒徑為4 6mm，氧化錳、氧化鈦和氧化鋯的質(zhì)量分別為Y-氧化鋁的15%、3%和2% (wt, %)。將乙酸錳、硫酸鈦和硝酸鋯溶于去離子水中，再與Y-氧化鋁混合，在100rpm、30°C的條件下充分振蕩、接觸混合，在50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到的固體干燥后在1000°C下焚燒2小時(shí)，冷卻后過(guò)篩，制得催化劑。制漿廢水二級(jí)生物處理出水流量2. 5L/min、pH值為10，第一進(jìn)臭氧口氣體流量為 lL/min，第一進(jìn)臭氧口氣體臭氧濃度為40mg/L，經(jīng)兩級(jí)處理后廢水COD。,去除率為77. 1%， 色度去除率為99%，廢水的COD。,去除率比單獨(dú)臭氧處理提高42. 1%。實(shí)施例5取制漿中段廢水二級(jí)生物處理出水，水溫30°C，CODcr為320 350mg/L，色度為 470C. U.。采用Y-氧化鋁負(fù)載氧化錳、氧化鎳、氧化鈦和氧化鋯為催化劑，Y-氧化鋁粒徑為4 6mm，氧化錳、氧化鎳、氧化鈦和氧化鋯的質(zhì)量分別為γ-氧化鋁的10%、10%、3%和 2% (wt, % )0將乙酸錳、硝酸鎳、硫酸鈦和硝酸鋯溶于去離子水中，再與Y-氧化鋁混合， 在200rpm、2(TC的條件下充分振蕩、接觸混合，在60°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到的固體干燥后在800°C下焚燒3小時(shí)，冷卻后過(guò)篩，制得催化劑。制漿廢水二級(jí)生物處理出水流量2. 5L/min、pH值為7，第一進(jìn)臭氧口氣體流量為 lL/min，第一進(jìn)臭氧口氣體臭氧濃度為40mg/L，經(jīng)兩級(jí)處理后廢水COD。,去除率為69. 5%， 色度去除率為98%，廢水的COD。,去除率比單獨(dú)臭氧處理提高34. 5%。
權(quán)利要求
1.催化臭氧處理制漿廢水的裝置，其特征在于包括尾氣收集瓶(21)、第一反應(yīng)器、貯水池和第二反應(yīng)器，其中第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相同；所述第一反應(yīng)器包括反應(yīng)器槽體(4)及其頂蓋(5)，槽體內(nèi)設(shè)置有支撐布?xì)獍?O)，支撐布?xì)獍? 上承載有活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑(9)，槽體內(nèi)底部設(shè)置有第一曝氣器(11)；槽體上設(shè)置有第一進(jìn)水口(1)、第一出水口(7)、第一進(jìn)臭氧口 (10)，頂蓋( 上設(shè)置有第一尾氣口(6)；第一進(jìn)臭氧口(10)與第一曝氣器(11)通過(guò)管道連接，第一出水口(7)與貯水池進(jìn)水口(1 通過(guò)管道連接，貯水池出水口(1 與第二反應(yīng)器的第二進(jìn)水口(1 通過(guò)管道連接，該連接管道上還安裝有泵(14)；第一反應(yīng)器的第一尾氣口(6)通過(guò)第一尾氣管02) 與第二反應(yīng)器上的第二進(jìn)臭氧口(19)連接，第二進(jìn)臭氧口(19)再通過(guò)管道與第二曝氣器 (20)連接；所述尾氣收集瓶通過(guò)第二尾氣管與第二尾氣口(16)連接，并且該尾氣收集瓶上設(shè)置有通向大氣空間的排氣管04)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一反應(yīng)器槽體上設(shè)置有第一取樣口⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于第二反應(yīng)器槽體上設(shè)置有第二取樣口 (18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑(9)的活性吸附材料為Y-氧化鋁或者活性炭，過(guò)渡金屬氧化物為Mn、Ni、Ti、Zr的氧化物中的一種以上.
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述過(guò)渡金屬氧化物中任一氧化物質(zhì)量均占活性吸附材料的質(zhì)量的2% 15%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器槽體為一體成型或者拼裝成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器槽體為拼裝成型時(shí)，槽體通過(guò)密封件C3)進(jìn)行密封。
8.權(quán)利要求1至7之一所述催化臭氧處理制漿廢水的裝置進(jìn)行廢水處理的方法，其特征在于步驟如下制漿廢水從第一反應(yīng)器的第一進(jìn)水口(1)進(jìn)入第一反應(yīng)器，臭氧從第一進(jìn)臭氧口(10) 進(jìn)入第一反應(yīng)器的第一曝氣器(11)內(nèi)，向第一反應(yīng)器提供臭氧，臭氧與制漿廢水混合、接觸后，形成氣水混合物；氣水混合物通過(guò)支撐布?xì)獍? 上承載的活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑 (9)，進(jìn)行催化臭氧協(xié)同處理，當(dāng)氣水混合物到達(dá)第一反應(yīng)器的頂部后產(chǎn)生氣水分離，分離出來(lái)的臭氧從第一尾氣口(6)經(jīng)第一尾氣管0 流送至第二進(jìn)臭氧口(19)，再進(jìn)入第二曝氣器(20)，為第二反應(yīng)器提供臭氧；經(jīng)過(guò)第一反應(yīng)器處理后的廢水由第一出水口(7)流至貯水池，再通過(guò)泵(14)經(jīng)第二反應(yīng)器的第二進(jìn)水口(1 進(jìn)入第二反應(yīng)器，進(jìn)行與第一反應(yīng)器相同的催化臭氧協(xié)同處理，經(jīng)第二反應(yīng)器處理后的制漿廢水再經(jīng)氣水分離，分離產(chǎn)生的廢水經(jīng)第二出水口(17)排出，尾氣則通過(guò)第二尾氣口(16)經(jīng)由第二尾氣管進(jìn)入尾氣收集瓶(21)，經(jīng)吸收殘余臭氧后經(jīng)排氣管04)進(jìn)入大氣環(huán)境。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述經(jīng)第二出水口(17)排出的廢水回流至貯水池。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述制漿廢水的pH值為8 12、水溫為 20 30 。
全文摘要
本發(fā)明提供催化臭氧處理制漿廢水的裝置及其處理方法，該裝置包括結(jié)構(gòu)相同的第一和第二反應(yīng)器(相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別以第一和第二進(jìn)行區(qū)分)、貯水池和尾氣收集瓶；槽體內(nèi)支撐布?xì)獍迳铣休d有活性吸附材料負(fù)載過(guò)渡金屬氧化物催化劑，槽體底部設(shè)置有曝氣器，槽體上設(shè)置有進(jìn)出水口、進(jìn)臭氧口及取樣口，頂蓋上設(shè)置有尾氣口。第一進(jìn)臭氧口與第一曝氣器通過(guò)管道連接，第一出水口與貯水池進(jìn)水口、貯水池出水口與泵及第二進(jìn)水口均通過(guò)管道連接；第一尾氣口、第二進(jìn)臭氧口、第二曝氣器依次通過(guò)管道連接；尾氣收集瓶上設(shè)置有排氣管，該尾氣瓶與第二尾氣口連接。本發(fā)明采用兩級(jí)反應(yīng)器及催化臭氧處理廢水，提高臭氧利用率和廢水處理效率，操作維護(hù)方便、投資省。
文檔編號(hào)C02F1/78GK102432125SQ20111035624
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者李友明, 雷利榮 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)