臭氧催化氧化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種臭氧催化氧化裝置，其包括濾池池體、進(jìn)水水管以及出水管，還包括接收排入水的進(jìn)水緩沖區(qū)，以及依次設(shè)置的多個(gè)臭氧接觸室，臭氧接觸室包括接觸室以及與其連通的反應(yīng)室，兩室之間通過(guò)隔板底部的過(guò)水口連通，進(jìn)水緩沖區(qū)通過(guò)首個(gè)臭氧接觸室頂部的開(kāi)口連通，每個(gè)臭氧接觸室之間通過(guò)反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，最后一個(gè)臭氧接觸室與出水區(qū)通過(guò)該最后一個(gè)臭氧接觸室的反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，出水區(qū)與出水管連通；臭氧裝置，提供臭氧導(dǎo)入以及分解；自動(dòng)控制裝置，控制本實(shí)用新型的水處理過(guò)程。本實(shí)用新型改進(jìn)臭氧接觸氧化裝置來(lái)增加臭氧的利用率，并且在臭氧接觸氧化裝置中添加催化劑部分的方式來(lái)增加臭氧的處理效率。
【專利說(shuō)明】臭氧催化氧化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及污水處理領(lǐng)域，尤其是指一種用于普通生化處理難于降解的二級(jí)處理，或污水深度處理中使用的臭氧催化氧化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧作為一種清潔的強(qiáng)氧化劑，有極強(qiáng)的氧化能力。從19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，就作為氧化劑沿用至今。20世紀(jì)初就被用作飲用水的消毒處理。由于臭氧不會(huì)在處理過(guò)的水中產(chǎn)生有害的鹵代有機(jī)物，因而日益引起重視。20世紀(jì)70年代開(kāi)始，各國(guó)開(kāi)始把臭氧應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。目前臭氧氧化工藝逐漸被應(yīng)用于污水二級(jí)處理、深度處理等各種污水處理領(lǐng)域。
[0003]臭氧氧化工藝操作方便，可利用空氣就地制取，不產(chǎn)生二次污染，可降解各種難于生化處理的有機(jī)物。缺點(diǎn)是成本較高，臭氧利用率低，可以增加污水的可生化性，但對(duì)有些污染物難以徹底分解。
[0004]下面對(duì)臭氧氧化機(jī)理進(jìn)行說(shuō)明:
[0005]臭氧可以對(duì)大分子有機(jī)物開(kāi)環(huán)、斷鏈，使之成為較小分子有機(jī)物，使難以降解的有機(jī)物變得易于降解，有利于后續(xù)生物降解，同時(shí)臭氧還能直接氧化一些有機(jī)物成為CO2與H2O。
[0006]臭氧在水中的分解過(guò)程是一個(gè)自由基連鎖反應(yīng)(Radical Chain Reaction),在這個(gè)連鎖反應(yīng)中，臭氧分子(O3)與羥基自由基(0H 一)反應(yīng)生成超氧自由基(.02 一)和超氧化氫自由基(HO2.)，超氧自由基(.02—)再與臭氧分子(O3)反應(yīng)并與氫基(H — )結(jié)合生成氫化臭氧自由基(HO3.)，然后由氫化臭氧自由基(HO3.)分解為氧分子(O2)和氫氧自由基(.0Η)。氫氧自由基(.0Η)在臭氧處理過(guò)程中起著重要的作用，一部分氫氧自由基(.0Η)與臭氧分子(O3)結(jié)合成臭氧氫氧自由基(O3OH.)，臭氧氫氧自由基(030Η.)分解出氧分子
(O2)并轉(zhuǎn)化為氧化氫自由基(HO2.)，氧化氫自由基(HO2.)與超氧自由基(.02—)之間有化學(xué)平衡關(guān)系。這樣連鎖反應(yīng)完成一個(gè)循環(huán)，生成的超氧自由基(.02—)再與臭氧分子(O3)作用開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)的連鎖反應(yīng)。氫氧自由基(.0Η)具有比臭氧分子O3更強(qiáng)的氧化能力，可以對(duì)反滲透濃水中的烯烴類化合物，胺類和一些碳氮化合物，碳環(huán)、雜環(huán)的芳香族化合物，硫化物、磷化物等，醇、醛、醚及碳?xì)浠衔镞M(jìn)行氧化，甚至轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。
[0007]研究發(fā)現(xiàn)，在臭氧氧化系統(tǒng)中加入催化劑，可以有效地提高臭氧的氧化能力。
[0008]多相催化劑主要有三種作用。
[0009]一是吸附有機(jī)物，對(duì)那些吸附容量比較大的催化劑，當(dāng)水與催化劑接觸時(shí)，水中的有機(jī)物首先被吸附在這些催化劑表面，形成有親和性的表面螯合物，使臭氧氧化更高效。
[0010]二是催化活化臭氧分子，這類催化劑具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在這類催化劑的作用下易于分解產(chǎn)生如羥基自由基之類有高氧化性的自由基，從而提聞臭氧的氧化效率。
[0011]三是吸附和活化協(xié)同作用，這類催化劑既能高效吸附水中有機(jī)污染物，同時(shí)又能催化活化臭氧分子，產(chǎn)生高氧化性的自由基，在這類催化劑表面，有機(jī)污染物的吸附和氧化劑的活化協(xié)同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果。在多相臭氧催化氧化技術(shù)中涉及的催化劑主要是金屬氧化物(Al203、Ti02、Mn02等)、負(fù)載于載體上的金屬或金屬氧化物(Cu/Ti02、Cu/Al203、Ti02/Al203等)以及具有較大比表面積的孔材料。這些催化劑的催化活性主要表現(xiàn)對(duì)臭氧的催化分解和促進(jìn)羥基自由基的產(chǎn)生。臭氧催化氧化過(guò)程的效率主要取決于催化劑及其表面性質(zhì)、溶液的PH值，這些因素能影響催化劑表面活性位的性質(zhì)和溶液中臭氧分解反應(yīng)。
[0012]多相臭氧催化氧化反應(yīng)機(jī)理
[0013]1.認(rèn)為有機(jī)物被化學(xué)吸附在催化劑的表面，形成具有一定親核性的表面螯合物，然后臭氧或者羥基自由基與之發(fā)生氧化反應(yīng)，形成的中間產(chǎn)物金額能在表面進(jìn)一步被氧化，也可能脫附到溶液中被進(jìn)一步氧化，如圖1所示。一些吸附容量比較大的催化劑的催化氧化體系往往遵循這種機(jī)理。
[0014]2.催化劑不但可以吸附有機(jī)物，而且還直接與臭氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的氧化態(tài)金屬和羥基自由基可以直接氧化有機(jī)物，如圖2所示。
[0015]3.催化劑催化臭氧分解，產(chǎn)生活性更高的氧化劑，從而與非化學(xué)吸附的有機(jī)物分子發(fā)生反應(yīng)。
[0016]基于上述的原理描述，可知催化臭氧化按催化劑的形態(tài)分為均相臭氧催化氧化和多相臭氧催化氧化，在均相臭氧催化氧化技術(shù)中，催化劑分布均勻且催化活性高，作用機(jī)理清楚，易于研究和把握。但是，它的缺點(diǎn)也很明顯，催化劑混溶于水，導(dǎo)致其易流失、不易回收并產(chǎn)生二次污染，運(yùn)行費(fèi)用較高，增加了水處理成本。多相臭氧催化氧化法利用固體催化劑在常壓下加速液相(或氣相)的氧化反應(yīng)，催化劑以固態(tài)存在，易于與水分離，二次污染少，簡(jiǎn)化了處理流程，因而越來(lái)越引起人們的廣泛重視。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0017]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提出一種臭氧催化氧化裝置，改進(jìn)臭氧接觸氧化裝置來(lái)增加臭氧的利用率。并且在臭氧接觸氧化裝置中添加催化劑部分的方式來(lái)增加臭氧的處理效率。
[0018]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0019]一種臭氧催化氧化裝置，包括濾池池體，濾池池體具有進(jìn)水水管以及出水管，還包括:
[0020]進(jìn)水緩沖區(qū)，所述的濾池池體的進(jìn)水水管與池體的進(jìn)水緩沖區(qū)連通；
[0021]所述的濾池池體中至少包括依次設(shè)置多個(gè)臭氧接觸室，所述的臭氧接觸室包括接觸室以及與連通的反應(yīng)室，所述的接觸室與所述的反應(yīng)室之間通過(guò)兩室隔板底部的過(guò)水口連通，所述的進(jìn)水緩沖區(qū)通過(guò)首個(gè)臭氧接觸室頂部的開(kāi)口連通，每個(gè)臭氧接觸室之間通過(guò)所述的反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，最后一個(gè)臭氧接觸室與出水區(qū)通過(guò)該最后一個(gè)臭氧接觸室的反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，所述的出水區(qū)與所述的出水管連通；
[0022]臭氧裝置，所述的臭氧裝置至少由臭氧發(fā)生器和臭氧尾氣破壞器組成，其中所述的臭氧發(fā)生器與每個(gè)所述的臭氧接觸室的接觸室內(nèi)下部的臭氧曝氣盤(pán)連接輸出臭氧，所述臭氧尾氣破壞器與出水區(qū)頂部開(kāi)口連通，分解廢氣中的臭氧；[0023]自動(dòng)控制裝置，所述的自動(dòng)控制裝置至少包括，信號(hào)接收部分，信號(hào)發(fā)射部分，電源控制部分，臭氧控制部分，以及中央處理部分，信號(hào)接收部分接收信號(hào)傳送至中央處理部分，所述中央處理部分根據(jù)接收的信號(hào)將信息指令發(fā)送給所述的電源控制部分或者臭氧控制部分，最終由信號(hào)發(fā)射部分發(fā)出信號(hào)控制電源或者臭氧裝置啟閉。
[0024]其中，所述的臭氧接觸室中的接觸室包括:
[0025]設(shè)置在中下部的承托層，所述的承托層將所述臭氧接觸室分為上部和下部，其中，上部包括在所述承托層上的催化劑層以及設(shè)置在上部低于頂部開(kāi)口的反洗排水管，下部包括與反應(yīng)室連通的過(guò)水口，以及上下設(shè)置的臭氧曝氣組和反洗曝氣盤(pán)，且臭氧曝氣組的位置高于所述過(guò)水口；
[0026]所述承托層上的還設(shè)置有布水布?xì)鈫卧?br> [0027]其中，所述的臭氧裝置與所述的濾池單獨(dú)設(shè)置。
[0028]其中，所述的臭氧裝置發(fā)生器的臭氧投加通過(guò)根據(jù)接觸池水流量和預(yù)先設(shè)定的臭氧投加率由所述的自動(dòng)控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)臭氧投加量。
[0029]其中，所述的布水布?xì)鈫卧啥鄠€(gè)穿透所述承托層的長(zhǎng)柄濾頭構(gòu)成。
[0030]其中，所述的催化劑層為活性炭負(fù)載鐵氧化物，所述的承托層為混凝土濾板或者級(jí)配礫石層。
[0031]其中，所述接觸室中設(shè)置的臭氧曝氣盤(pán)由多個(gè)臭氧曝氣頭組成，布置的臭氧曝氣頭的數(shù)量按照接觸室的先后次序遞減；所述的反洗曝氣盤(pán)由多個(gè)反洗曝氣頭組成，布置的反洗曝氣頭的數(shù)量根據(jù)池體大小確定。
[0032]其中，還包括反洗裝置，反洗裝置至少包括反洗風(fēng)機(jī)以及設(shè)置在臭氧接觸室的接觸室內(nèi)的反洗排水管和反洗進(jìn)水管，反洗風(fēng)機(jī)與所述多個(gè)臭氧接觸室內(nèi)的反洗曝氣盤(pán)連接，將反洗水由設(shè)置在臭氧接觸室內(nèi)的反洗進(jìn)水管排入，所述的反洗曝氣盤(pán)調(diào)整曝氣量來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)水量，反洗水進(jìn)入臭氧接觸室后由反洗排水管排出。
[0033]本實(shí)用新型所述的臭氧催化氧化裝置的結(jié)構(gòu)使其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]1、本實(shí)用新型所述的裝置的實(shí)施例中至少設(shè)置了 3個(gè)臭氧接觸室，每個(gè)接觸室都有接觸區(qū)和反應(yīng)區(qū)，兩接觸室之間用隔板隔開(kāi)，通過(guò)池頂或池底的開(kāi)口交替地將各室連通，氣液傳質(zhì)方式為逆流進(jìn)行。本實(shí)用新型的接觸室可以保證臭氧在水中有盡量大的溶解度，接觸室工藝參數(shù)控制容易，工作穩(wěn)定，安全性好，能耗(攪拌或輸送水、氣所需動(dòng)力)最低，在最小的體積下有最大的生產(chǎn)能力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用料便宜，制造與維修成本低。
[0035]2、另外本實(shí)用新型采用活性炭負(fù)載鐵氧化物作為催化劑層，可以重復(fù)再生實(shí)用，不會(huì)引起二次污染且處理效率高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中吸附容量比較大的催化劑的原理示意圖；
[0037]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中氧化有機(jī)物的原理示意圖；
[0038]圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4為本實(shí)用新型的布?xì)獠妓畣卧慕Y(jié)構(gòu)參考圖。
【具體實(shí)施方式】[0040]本實(shí)用新型提供一種臭氧催化氧化裝置，包括濾池池體，參考圖3所示，濾池池體具有進(jìn)水水管I以及出水管8，還包括:進(jìn)水緩沖區(qū)2，所述的濾池池體的進(jìn)水水管I與池體的進(jìn)水緩沖區(qū)2連通；所述的濾池池體中至少包括依次設(shè)置多個(gè)臭氧接觸室，圖3中的第一臭氧接觸室4、第二臭氧接觸室5以及第三臭氧接觸室，以第一臭氧接觸室4為例，所述的臭氧接觸室4包括接觸室41以及與連通的反應(yīng)室42，所述的接觸室41與所述的反應(yīng)室42之間通過(guò)兩室隔板底部的過(guò)水口 43連通，其他臭氧接觸室與該接觸室結(jié)構(gòu)相同，不再進(jìn)行贅述。所述的進(jìn)水緩沖區(qū)2通過(guò)首個(gè)臭氧接觸室頂部的開(kāi)口連通，即圖中的第一臭氧接觸室4，頂部的開(kāi)口可為圖中的堰板411構(gòu)成,需處理的水溢過(guò)堰板流入臭氧接觸室；每個(gè)臭氧接觸室之間是通過(guò)所述的反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，最后一個(gè)臭氧接觸室與出水區(qū)通過(guò)該最后一個(gè)臭氧接觸室的反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，與緩沖區(qū)同首個(gè)接觸室的連通方式相同；所述的出水區(qū)7與所述的出水管8連通；臭氧裝置，所述的臭氧裝置至少由臭氧發(fā)生器31和臭氧尾氣破壞器31組成，其中所述的臭氧發(fā)生器31與每個(gè)所述的臭氧接觸室的接觸室內(nèi)下部的臭氧曝氣盤(pán)414連接輸出臭氧，所述臭氧尾氣破壞器32與出水區(qū)7頂部開(kāi)口連通，分解廢氣中的臭氧。
[0041]本實(shí)用新型包含的自動(dòng)控制裝置，所述的自動(dòng)控制裝置至少包括，信號(hào)接收部分，信號(hào)發(fā)射部分，電源控制部分，臭氧控制部分，以及中央處理部分，信號(hào)接收部分接收信號(hào)傳送至中央處理部分，所述中央處理部分根據(jù)接收的信號(hào)將信息指令發(fā)送給所述的電源控制部分或者臭氧控制部分，最終由信號(hào)發(fā)射部分發(fā)出信號(hào)控制電源或者臭氧裝置啟閉。本實(shí)用新型中所述的自動(dòng)控制裝置采用現(xiàn)有的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此原理就不再本實(shí)施例中贅述。
[0042]在本實(shí)施例中，所述的臭氧裝置可與所述的濾池單獨(dú)設(shè)置在臭氧發(fā)生間中。
[0043]如圖3所示，本實(shí)用新型所述的臭氧接觸室中的接觸室包括:設(shè)置在中下部的承托層413，所述的承托層413將所述臭氧接觸室分為上部和下部，其中，上部包括在所述承托層413上的催化劑層412以及設(shè)置在上部低于頂部開(kāi)口的反洗排水管102，下部包括與反應(yīng)室連通的過(guò)水口 43，以及上下設(shè)置的臭氧曝氣組414和反洗曝氣盤(pán)415，且臭氧曝氣組414的位置高于所述過(guò)水口 43 ;所述承托層上的還設(shè)置有可以均勻布?xì)獠妓牟妓細(xì)鈫卧?，參考圖4。在本實(shí)施例中，設(shè)置在承托層上的布水布?xì)鈫卧捎扇舾删鶆虿荚O(shè)在承托層上的為長(zhǎng)柄濾頭構(gòu)成，所述的承托層可為現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土濾板或級(jí)配礫石層。
[0044]本實(shí)用新型所述的裝置采用臭氧催化氧化技術(shù)，催化臭氧技術(shù)是基于臭氧的高級(jí)氧化技術(shù)，它將臭氧的強(qiáng)氧化性和催化劑的吸附、催化特性結(jié)合起來(lái)，高效地解決有機(jī)物降解不完全的問(wèn)題。繼續(xù)參考圖3所示，在本實(shí)施例中，至少設(shè)置了 3個(gè)臭氧接觸室，每個(gè)接觸室都有接觸區(qū)和反應(yīng)區(qū)，兩接觸室之間用隔板隔開(kāi)，通過(guò)頂部或底部的開(kāi)口交替地將各室連通，氣液傳質(zhì)方式為逆流進(jìn)行。
[0045]本實(shí)用新型中的接觸室中設(shè)置的催化劑層選擇負(fù)載型催化劑Fe/AC，即活性炭負(fù)載鐵氧化物。由于活性炭本身就能夠?qū)е鲁粞醴纸獠⑸苫钚曰鶊F(tuán)，且本身具有比表面積大，孔隙率高的特點(diǎn)，非常適合作為負(fù)載型催化劑。很多過(guò)渡金屬單質(zhì)及其氧化物、復(fù)合氧化物和鹽類都具有催化臭氧生成強(qiáng)氧化自由基的作用。比如鐵、銅、鋅、鈦、錳、鎳等。在本實(shí)施例中，各接觸室中設(shè)置的催化劑可以為鐵氧化物FexOy作為負(fù)載物，并且可以在本裝置中重復(fù)使用，本實(shí)施例中的催化劑焙燒溫度750°C，這時(shí)催化劑表面孔隙、表面顆粒增多，存在更多的突起和凹穴，使得催化劑層的比表面積有了很大的提高，在本實(shí)施例中，催化劑的最佳活性pH至為6-8。
[0046]在本實(shí)施例中，臭氧供給是通過(guò)臭氧裝置的臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，再通過(guò)圖3中所示的臭氧曝氣盤(pán)414來(lái)調(diào)整曝氣量，臭氧曝氣盤(pán)置于濾板，也就是承托層的下方，采用微孔臭氧曝氣盤(pán)414投加臭氧，臭氧曝氣盤(pán)414安裝在接觸池池底但高于過(guò)水口 43的最低位置，以避免氣泡被引流到反應(yīng)池中，在接觸室中被處理水由上向下流而臭氧氣體由下向上反向流易達(dá)到最好的接觸效果。其中所述的臭氧曝氣盤(pán)414由多個(gè)臭氧曝氣頭組成，布置的臭氧曝氣頭的數(shù)量按照接觸室的先后次序遞減。曝氣盤(pán)數(shù)量第一室布置數(shù)量最多，二室次之，三室最少。臭氧氣量也按照不同比率投入三個(gè)接觸室。投加比例沿水流方向依次為60% (調(diào)節(jié)范圍為40%-80%)、20% (調(diào)節(jié)范圍為10%-30%)、20% (調(diào)節(jié)范圍為10%_30%)，臭氧系統(tǒng)的投加控制通過(guò)根據(jù)接觸池水流量和預(yù)先設(shè)定的臭氧投加率由自動(dòng)控制裝置控制臭氧曝氣頭的曝氣量來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)臭氧投加量。
[0047]在本實(shí)施例中，臭氧發(fā)生裝置包括臭氧發(fā)生器31以及臭氧尾氣破壞器32，臭氧發(fā)生器的臭氧制備原理是間隙放電法，自動(dòng)控制裝置的供電單元提供高壓電場(chǎng)而使流過(guò)發(fā)生器的氧氣在此電場(chǎng)中通過(guò)，然后臭氧發(fā)生器罐體本身和罐體內(nèi)部的發(fā)生室為接地極，高壓電加到絕緣體的金屬電極上，金屬電極外部涂上了特殊的絕緣材料，這樣在絕緣材料層和臭氧發(fā)生器罐體接地極之間形成了高壓電場(chǎng)，氧氣通過(guò)時(shí)通過(guò)高壓電暈放電轉(zhuǎn)化為臭氧。而臭氧尾氣破壞器32的目的是破壞從臭氧接觸室排出的殘余氣體中的臭氧，其原理是尾氣中的臭氧通過(guò)加熱破壞，臭氧接觸室的尾氣進(jìn)入臭氧尾氣破壞器并通過(guò)熱交換器稍微加熱，然后通過(guò)加熱器加熱到350°C后流經(jīng)反應(yīng)室，反應(yīng)時(shí)間2.5秒，臭氧將被徹底分解，排放前通過(guò)風(fēng)機(jī)和與加熱進(jìn)氣的交換器。本實(shí)施例中采用加熱型臭氧尾氣破壞器，其所帶熱能回收裝置的熱回收率> 80%。
[0048]本實(shí)用新型的裝置在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，臭氧投加濃度按中試試驗(yàn)結(jié)果為20?23mg/L，臭氧需要量為135?150kg/h。本實(shí)用新型所述的臭氧發(fā)生裝置由自動(dòng)控制裝置空氣其電源啟閉，以及臭氧發(fā)生器、臭氧尾氣破壞器的啟閉，還有冷卻水的循環(huán)控制等。該臭氧發(fā)生裝置的核心設(shè)備是富氧源臭氧發(fā)生器，其主要原理在此不再贅述，臭氧發(fā)生裝置放置于臭氧發(fā)生間與本實(shí)用新型獨(dú)立設(shè)置。本實(shí)施例的臭氧發(fā)生裝置的冷卻水系統(tǒng)采用“外循環(huán)冷卻+內(nèi)循環(huán)冷卻”相結(jié)合的方式，達(dá)到較好的冷卻效果。
[0049]在本實(shí)施例中，還包括反洗裝置，反洗過(guò)程是指，本裝置在運(yùn)行過(guò)程中，由接觸室中的催化器層吸附水中的懸浮物(SS)，在吸附量過(guò)大時(shí)，整個(gè)裝置的過(guò)水能力降低，此時(shí)由反洗裝置啟動(dòng)，將吸附在催化劑層上的懸浮物SS沖掉，并通過(guò)反洗排水管道排出。本實(shí)施例中，反洗裝置至少包括反洗風(fēng)機(jī)10以及設(shè)置在臭氧接觸室的接觸室內(nèi)的反洗排水管102和反洗進(jìn)水管101，反洗風(fēng)機(jī)10與所述多個(gè)臭氧接觸室內(nèi)的反洗曝氣盤(pán)連接，在啟動(dòng)反洗過(guò)程時(shí)，反洗曝氣盤(pán)根據(jù)需求調(diào)節(jié)曝氣量，將反洗水由設(shè)置在臭氧接觸室內(nèi)的反洗進(jìn)水管排入，沖洗完催化劑層的懸浮物SS后，將水由反洗排水管排出。在進(jìn)行反洗過(guò)程時(shí)，由所述的自動(dòng)控制裝置控制本裝置暫停水處理過(guò)程，在反洗過(guò)程結(jié)束后，再由所述自動(dòng)控制裝置恢復(fù)本裝置水處理過(guò)程。本實(shí)施例所述的裝置，在接觸室底部布設(shè)的微孔反洗曝氣盤(pán)調(diào)整曝氣量后并通過(guò)承托層上的布?xì)獠妓畣卧獙⒎聪此鶆蛏⒉嫉浇佑|室中。所述的反洗曝氣盤(pán)由多個(gè)反洗曝氣頭組成，布置的反洗曝氣頭的數(shù)量根據(jù)池體大小確定，反洗曝氣盤(pán)的數(shù)量根據(jù)池體大小不同數(shù)量也不同，第一室布置數(shù)量最多，二室次之，三室最少。
[0050]在本實(shí)施例中，反洗進(jìn)水可采用反洗水泵(附圖中未標(biāo)出)經(jīng)反洗進(jìn)水管道直接打入承托層下部區(qū)域，通過(guò)布水布?xì)鈫卧M(jìn)入接觸室，反沖洗時(shí)催化劑層有輕微膨脹，在氣水對(duì)催化劑的流體沖刷和濾料間相互摩擦下，被截留的懸浮物SS與催化劑分離，沖洗下來(lái)的懸浮物SS隨反沖洗排水由所述反洗排水管排出濾池，反沖洗排水回流入預(yù)處理系統(tǒng)或反洗廢水收集池。反洗中的廢氣進(jìn)入臭氧尾氣破壞器。
[0051]下面結(jié)合圖3對(duì)本實(shí)用新型所述裝置的工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0052]上一級(jí)預(yù)處理過(guò)的污水由進(jìn)水加壓泵(圖中未示)加壓經(jīng)由進(jìn)水總管I輸送進(jìn)入進(jìn)水緩沖區(qū)2，水位逐漸升高至堰板411 (也就是頂部的開(kāi)口)高度后溢流入第一臭氧接觸室4的第一接觸室41，同時(shí)由臭氧發(fā)生器31產(chǎn)生的臭氧通過(guò)管道由曝氣頭組414打進(jìn)承托層413下部區(qū)域，臭氧向上流動(dòng)，經(jīng)承托層32上的布水布?xì)鈫卧鶆虿忌⒌酱呋瘎?12。在第一接觸室41中污水向下流動(dòng)的過(guò)程中，與向上流動(dòng)的臭氧和催化劑充分接觸,充分反應(yīng)后的污水通過(guò)承托層進(jìn)入承托層413下部區(qū)域，并通過(guò)過(guò)水口 43進(jìn)入第一反應(yīng)室42。由于在這一階段污水中污染物含量較高，因此通過(guò)擴(kuò)大第一接觸室41的面積，使污水在第一接觸室的停留時(shí)間控制在15分鐘左右，同時(shí)臭氧供應(yīng)量在總供應(yīng)量的60%左右(可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)至40%-80%)，就可以大大提高第一接觸室41的污染物去除效率。
[0053]污水在第一反應(yīng)室42內(nèi)停留時(shí)間約為8至10分鐘后，水位升高到堰板411高度并溢流入第二臭氧接觸室5。第二接觸室51及第二反應(yīng)室中52的反應(yīng)過(guò)程及水流過(guò)程與第一接觸室41及第一反應(yīng)室42相同，由于污水在本階段污染物濃度已有所降低，因此控制池體面積控制污水在第二接觸室51和第二反應(yīng)室52的停留時(shí)間在8-10分鐘左右，臭氧供應(yīng)量控制為總供應(yīng)量的20% (調(diào)節(jié)范圍為10%-30%)。
[0054]污水在第三臭氧接觸室6的第三接觸室61及第三反應(yīng)室62中的反應(yīng)過(guò)程及水流過(guò)程與第一接觸室41及第一反應(yīng)室42相同。由于污水在本階段污染物濃度已大大降低。因此控制池體面積控制污水在第三接觸室的停留時(shí)間在8-10分鐘左右。臭氧供應(yīng)量控制為總供應(yīng)量的20%(調(diào)節(jié)范圍為10%-30%)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等，臭氧催化氧化技術(shù)的總反應(yīng)時(shí)間在80分鐘左右時(shí)，有機(jī)物的去除效果最好，超過(guò)80分鐘后有機(jī)物去除率基本不再變化。本階段是為了最大化的去除有機(jī)物，因此需要延長(zhǎng)第三反應(yīng)室61的停留時(shí)間，即延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。方法是擴(kuò)大第三反應(yīng)室面積，停留時(shí)間控制在15-20分鐘左右。
[0055]從第三反應(yīng)室62溢流出的水進(jìn)入出水井，在出水區(qū)入口處設(shè)置臭氧尾氣破壞器，用以破壞水中殘余的臭氧，防止產(chǎn)生二次污染。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，三個(gè)階段的有機(jī)物去除率分別約為 50%，60%，80%。
[0056]本實(shí)用新型所述的臭氧催化氧化裝置反洗為周期運(yùn)行，從開(kāi)始過(guò)濾到反沖洗完畢為一個(gè)完整的周期。參考前序的反洗過(guò)程，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中:
[0057]反洗周期15-30天，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。
[0058]催化氧化反應(yīng)池的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗，反沖洗水為本級(jí)處理出水，反沖洗空氣來(lái)自于濾板下部的反沖洗氣管。反沖洗時(shí)關(guān)閉進(jìn)水和工藝氣體，先單獨(dú)氣沖，然后氣水聯(lián)合沖洗，最后進(jìn)行水漂洗。
[0059]反洗進(jìn)水采用反洗水泵(附圖中未標(biāo)出)經(jīng)反洗進(jìn)水管道直接打入承托層下部區(qū)域，通過(guò)布水布?xì)庋b置進(jìn)入接觸室，反沖洗時(shí)濾料層有輕微膨脹，在氣水對(duì)濾料的流體沖刷和濾料間相互摩擦下，被截留的SS與濾料分離，沖洗下來(lái)的SS隨反沖洗排水經(jīng)反沖洗排水管道排出濾池，反沖洗排水回流入預(yù)處理系統(tǒng)或進(jìn)入反洗廢水收集池后外排處理。
[0060]本實(shí)用新型彌補(bǔ)了常規(guī)臭氧氧化處理效率低，只能用作預(yù)處理或消毒處理等缺
點(diǎn)，在降低臭氧成本的同時(shí)還可以完全降解大部分有機(jī)物，催化劑重復(fù)使用率高，且原料成
本較低。同時(shí)本裝置操作簡(jiǎn)便，通過(guò)自動(dòng)控制裝置可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)控制，擁有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0061]以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)是指對(duì)以上的實(shí)例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種臭氧催化氧化裝置，包括濾池池體，濾池池體具有進(jìn)水水管以及出水管，其特征在于，臭氧催化氧化裝置還包括: 進(jìn)水緩沖區(qū)，所述的濾池池體的進(jìn)水水管與濾池池體的進(jìn)水緩沖區(qū)連通； 所述的濾池池體中至少包括依次設(shè)置多個(gè)臭氧接觸室，所述的臭氧接觸室包括接觸室以及與連通的反應(yīng)室，所述的接觸室與所述的反應(yīng)室之間通過(guò)兩室隔板底部的過(guò)水口連通，所述的進(jìn)水緩沖區(qū)通過(guò)首個(gè)臭氧接觸室頂部的開(kāi)口連通，每個(gè)臭氧接觸室之間通過(guò)所述的反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，最后一個(gè)臭氧接觸室與出水區(qū)通過(guò)該最后一個(gè)臭氧接觸室的反應(yīng)室頂部的開(kāi)口連通，所述的出水區(qū)與所述的出水管連通； 臭氧裝置，所述的臭氧裝置至少由臭氧發(fā)生器和臭氧尾氣破壞器組成，其中所述的臭氧發(fā)生器與每個(gè)所述的臭氧接觸室的接觸室內(nèi)下部的臭氧曝氣盤(pán)連接輸出臭氧，所述臭氧尾氣破壞器與出水區(qū)頂部開(kāi)口連通，分解廢氣中的臭氧； 自動(dòng)控制裝置，所述的自動(dòng)控制裝置至少包括，信號(hào)接收部分，信號(hào)發(fā)射部分，電源控制部分，臭氧控制部分，以及中央處理部分，信號(hào)接收部分接收信號(hào)傳送至中央處理部分，所述中央處理部分根據(jù)接收的信號(hào)將信息指令發(fā)送給所述的電源控制部分或者臭氧控制部分，最終由信號(hào)發(fā)射部分發(fā)出信號(hào)控制電源或者臭氧裝置啟閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于，所述的臭氧接觸室中的接觸室包括: 設(shè)置在中下部的承托層，所述的承托層將所述臭氧接觸室分為上部和下部，其中，上部包括在所述承托層上的催化劑層以及設(shè)置在上部低于頂部開(kāi)口的反洗排水管，下部包括與反應(yīng)室連通的過(guò)水口，以及上下設(shè)置的臭氧曝氣組和反洗曝氣盤(pán)，且臭氧曝氣組的位置高于所述過(guò)水口； 所述承托層上的還設(shè)置有布水布?xì)鈫卧?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于，所述的臭氧裝置與所述的濾池單獨(dú)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于，所述的臭氧裝置發(fā)生器的臭氧投加通過(guò)根據(jù)接觸池水流量和預(yù)先設(shè)定的臭氧投加率由所述的自動(dòng)控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)臭氧投加量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于，所述的布水布?xì)鈫卧啥鄠€(gè)穿透所述承托層的長(zhǎng)柄濾頭構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于，所述的催化劑層為活性炭負(fù)載鐵氧化物，所述的承托層為混凝土濾板或者級(jí)配礫石層。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于，所述接觸室中設(shè)置的臭氧曝氣盤(pán)由多個(gè)臭氧曝氣頭組成，布置的臭氧曝氣頭的數(shù)量按照接觸室的先后次序遞減；所述的反洗曝氣盤(pán)由多個(gè)反洗曝氣頭組成，布置的反洗曝氣頭的數(shù)量根據(jù)池體大小確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧催化氧化裝置，其特征在于，還包括反洗裝置，反洗裝置至少包括反洗風(fēng)機(jī)以及設(shè)置在臭氧接觸室的接觸室內(nèi)的反洗排水管和反洗進(jìn)水管，反洗風(fēng)機(jī)與所述多個(gè)臭氧接觸室內(nèi)的反洗曝氣盤(pán)連接，將反洗水由設(shè)置在臭氧接觸室內(nèi)的所述反洗進(jìn)水管排入，所述的反洗曝氣盤(pán)調(diào)整曝氣量來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)水量，反洗水進(jìn)入臭氧接觸室后由所述的反洗排水管排出。
【文檔編號(hào)】C02F1/78GK203781901SQ201420189458
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】秦麗娟, 杜秋平, 周友剛, 徐磊, 王之峰, 趙生利, 劉洋, 王公甫 申請(qǐng)人:世紀(jì)華揚(yáng)環(huán)境工程有限公司