公布日：2022.07.01
申請日：2022.04.15
分類(lèi)號：C02F9/04(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/78(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，屬于污水處理設備領(lǐng)域，包括反應器罐體，反應器罐體為嵌套結構，反應器罐體內置環(huán)行腔，反應器罐體中央設置內腔；反應器罐體內設有催化劑床層，催化劑床層分為流化床床層和固定床床層，流化床床層在環(huán)形腔中，固定床床層嵌套在內腔中；還包括進(jìn)水管、出水管、臭氧進(jìn)氣管，進(jìn)水管連通在環(huán)形腔底部，出水管通過(guò)篩網(wǎng)連通在內腔底部；臭氧進(jìn)氣管設置在環(huán)形腔底部，臭氧進(jìn)氣管末端設有臭氧曝氣口，臭氧曝氣口位于流化床床層下方。本發(fā)明將流化床和固定床耦合在一個(gè)反應器內，流化床和固定床使用不同催化劑，固定床反應器可利用流化床出水中的溶解臭氧進(jìn)一步氧化，提高臭氧利用率，COD去除率得到顯著(zhù)提高。
權利要求書(shū)
1.一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，包括：反應器罐體（1），其內部通過(guò)隔板分割為獨立的環(huán)行腔（11）和內腔（18）；反應器罐體（1）為嵌套結構，環(huán)行腔（11）內置于反應器罐體內側，內腔（18）放置于反應器罐體中央；所述反應器罐體（1）內設有催化劑床層，所述催化劑床層分為流化床床層（13）和固定床床層（14），流化床床層（13）催化劑為三氧化二鋁基臭氧催化劑或分子篩催化劑；固定床床層（14）催化劑為活性炭基催化劑或三氧化二鋁基臭氧催化劑；所述流化床床層（13）在反應器罐體環(huán)形腔（11）中，固定床床層（14）嵌套在反應器罐體內腔（18）中，催化劑床層底部設有導流部件（19）；所述臭氧催化氧化反應器還包括：進(jìn)水管（7），其連通在環(huán)形腔（11）底部?jì)缺�；出水管�?），其通過(guò)篩網(wǎng)（22）連通在內腔（18）底部；反洗進(jìn)水管（4），反洗進(jìn)水口和出水管（2）互為旁路，反洗出水口（17）在內腔（18）上部，且低于內腔（18）上部設置的溢流口（15）；臭氧進(jìn)氣管（6），其設置在反應器罐體環(huán)形腔（11）底部，所述臭氧進(jìn)氣管（6）末端設有臭氧曝氣口（9），所述臭氧曝氣口（9）位于所述流化床床層（13）下方，所述臭氧曝氣口（9）和進(jìn)水管（7）匯集于臭氧水共混區（8）。
2.根據權利要求1所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，所述臭氧曝氣口（9）以中心角α為15o-90o環(huán)行均布于流化床床層（13）下方，所述臭氧曝氣口（9）在流化床床層（13）下方以單個(gè)或多個(gè)組合為一組。
3.根據權利要求1所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，所述環(huán)行腔（11）內部設有折型板（12）將環(huán)行腔（11）分割成兩個(gè)區域，所述折型板（12）底部開(kāi)設催化劑過(guò)流通道（10）；過(guò)流通道（10）直徑2cm-15cm。
4.根據權利要求3所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，所述過(guò)流通道（10）直徑優(yōu)選4cm。
5.根據權利要求3所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，折型板（12）頂部?jì)A斜角度為水平向下30o-60o。
6.根據權利要求5所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，折型板（12）頂部?jì)A斜角度為水平向下45o。
7.根據權利要求1所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，流化床床層（13）和固定床床層（14）在頂部通過(guò)溢流口（15）連通。
8.根據權利要求1所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，反應器罐體（1）頂部設有排氣管（16），反應器罐體內環(huán)形腔（11）頂部為實(shí)心擋板（20），內腔（18）頂部為開(kāi)口結構。
9.根據權利要求1所述的一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，其特征在于，出水管（2）上設有出水管閥門(mén)（3），反洗進(jìn)水管（4）上設有反洗進(jìn)水管閥門(mén)（5），反洗出水口（17）的管路上設有反洗出水管閥門(mén)（21），反洗水出口（17）水平位置低于溢流口（15）距離為10-30cm。10.一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器處理廢水的方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將廢水通過(guò)進(jìn)水管（7）進(jìn)入內環(huán)流臭氧催化氧化反應器環(huán)形腔（11），臭氧進(jìn)氣管（6）將臭氧輸送至流化床床層（13）中，流化床床層（13）催化劑為三氧化二鋁基臭氧催化劑或分子篩基臭氧催化劑；2)經(jīng)流化床床層（13）處理后的廢水經(jīng)溢流口（15）進(jìn)入內腔（18）的固定床床層（14）中，固定床床層（14）催化劑為活性炭基催化劑或者三氧化二鋁基臭氧催化劑；3)經(jīng)固定床床層（14）處理后的廢水經(jīng)篩網(wǎng)（22）進(jìn)入出水管（2）排出。
發(fā)明內容
針對現有的技術(shù)方案存在的問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器及其處理廢水的方法。將流化床和固定床耦合在一個(gè)反應器內，流化床和固定床使用不同催化劑，污水先與臭氧流化床接觸，將污水中的大分子有機物預氧化，固定床反應器可利用流化床出水中的溶解臭氧進(jìn)一步氧化，提高臭氧利用率，解決以上技術(shù)問(wèn)題。
為實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器，包括：反應器罐體，其內部通過(guò)隔板分割為獨立的環(huán)行腔和內腔；反應器罐體為嵌套結構，環(huán)行腔內置于反應器罐體內側，內腔放置于反應器罐體中央；所述反應器罐體內設有催化劑床層，所述催化劑床層分為流化床床層和固定床床層，流化床床層催化劑為三氧化二鋁基臭氧催化劑或分子篩基臭氧催化劑；固定床床層催化劑為活性炭基催化劑或三氧化二鋁基臭氧催化劑；所述流化床床層在反應器罐體環(huán)形腔中，固定床床層嵌套在反應器罐體內腔中，催化劑床層底部設有導流部件；所述臭氧催化氧化反應器還包括：進(jìn)水管，其連通在環(huán)形腔底部?jì)缺�；出水管，其通過(guò)篩網(wǎng)連通在內腔底部；反洗進(jìn)水管，反洗進(jìn)水口和出水管互為旁路，反洗出水口在內腔上部，且低于內腔上部設置的溢流口；臭氧進(jìn)氣管，其設置在反應器罐體環(huán)形腔底部，所述臭氧進(jìn)氣管末端設有臭氧曝氣口，所述臭氧曝氣口位于所述流化床床層下方，所述臭氧曝氣口和進(jìn)水管匯集于臭氧水共混區。
進(jìn)一步的，所述臭氧曝氣口以中心角α為15o-90o環(huán)行均布于流化床床層下方，優(yōu)選為45o。所述臭氧曝氣口在流化床床層下方以單個(gè)或多個(gè)組合為一組。
進(jìn)一步的，所述環(huán)行腔內部設有折型板將環(huán)行腔分割成兩個(gè)區域，所述折型板底部開(kāi)設催化劑過(guò)流通道；過(guò)流通道直徑2cm-15cm。
進(jìn)一步的，所述過(guò)流通道直徑優(yōu)選4cm。
進(jìn)一步的，折型板頂部?jì)A斜角度為水平向下30o-60o。
進(jìn)一步的，折型板頂部?jì)A斜角度優(yōu)選為水平向下45o。
進(jìn)一步的，流化床床層和固定床床層在頂部通過(guò)溢流口連通。
進(jìn)一步的，反應器罐體頂部設有排氣管，反應器罐體內環(huán)形腔頂部為實(shí)心擋板，內腔頂部為開(kāi)口結構。
進(jìn)一步的，出水管上設有出水管閥門(mén)，反洗進(jìn)水管上設有反洗進(jìn)水管閥門(mén)，反洗出水口的管路上設有反洗出水管閥門(mén)，反洗水出口水平位置低于溢流口距離為10-30cm，優(yōu)選為15cm。
本發(fā)明進(jìn)一步的公開(kāi)了一種內環(huán)流臭氧催化氧化反應器處理廢水的方法，包括如下步驟：1)將廢水通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入內環(huán)流臭氧催化氧化反應器環(huán)形腔，臭氧進(jìn)氣管將臭氧輸送至流化床床層中，流化床床層催化劑為三氧化二鋁基臭氧催化劑或者分子篩基臭氧催化劑；2)經(jīng)流化床床層處理后的廢水經(jīng)溢流口進(jìn)入內腔的固定床床層中，固定床床層催化劑為活性炭基催化劑或者三氧化二鋁基臭氧催化劑；3)經(jīng)固定床床層處理后的廢水經(jīng)篩網(wǎng)進(jìn)入出水管排出。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將流化床和固定床耦合在一個(gè)反應器內，流化床和固定床使用不同催化劑，流化床床層催化劑為三氧化二鋁基臭氧催化劑或者分子篩基；固定床床層催化劑為活性炭基催化劑或三氧化二鋁基臭氧催化劑，污水先與臭氧流化床接觸，將污水中的大分子有機物預氧化，固定床反應器可利用流化床出水中的溶解臭氧進(jìn)一步氧化，提高臭氧利用率，選取含有特征污染物環(huán)丙沙星（CIP）和某化工園區二沉池出水為初始廢水，未經(jīng)本發(fā)明處理的廢水COD去除率為19%-25%，經(jīng)本發(fā)明處理后的廢水COD去除率為50%-68%，具有很好的處理效果。
（發(fā)明人：喻文韜;姜勇;錢(qián)軍;賈金潔;錢(qián)俊;喻軍）
