公布日：2022.07.01
申请日：2022.04.15
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/78(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N
摘要
本发明提供一种内环流臭氧催化氧化反应器，属于污水处理设备领域，包括反应器罐体，反应器罐体为嵌套结构，反应器罐体内置环行腔，反应器罐体中央设置内腔；反应器罐体内设有催化剂床层，催化剂床层分为流化床床层和固定床床层，流化床床层在环形腔中，固定床床层嵌套在内腔中；还包括进水管、出水管、臭氧进气管，进水管连通在环形腔底部，出水管通过筛网连通在内腔底部；臭氧进气管设置在环形腔底部，臭氧进气管末端设有臭氧曝气口，臭氧曝气口位于流化床床层下方。本发明将流化床和固定床耦合在一个反应器内，流化床和固定床使用不同催化剂，固定床反应器可利用流化床出水中的溶解臭氧进一步氧化，提高臭氧利用率，COD去除率得到显著提高。
权利要求书
1.一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，包括：反应器罐体（1），其内部通过隔板分割为独立的环行腔（11）和内腔（18）；反应器罐体（1）为嵌套结构，环行腔（11）内置于反应器罐体内侧，内腔（18）放置于反应器罐体中央；所述反应器罐体（1）内设有催化剂床层，所述催化剂床层分为流化床床层（13）和固定床床层（14），流化床床层（13）催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或分子筛催化剂；固定床床层（14）催化剂为活性炭基催化剂或三氧化二铝基臭氧催化剂；所述流化床床层（13）在反应器罐体环形腔（11）中，固定床床层（14）嵌套在反应器罐体内腔（18）中，催化剂床层底部设有导流部件（19）；所述臭氧催化氧化反应器还包括：进水管（7），其连通在环形腔（11）底部内壁；出水管（2），其通过筛网（22）连通在内腔（18）底部；反洗进水管（4），反洗进水口和出水管（2）互为旁路，反洗出水口（17）在内腔（18）上部，且低于内腔（18）上部设置的溢流口（15）；臭氧进气管（6），其设置在反应器罐体环形腔（11）底部，所述臭氧进气管（6）末端设有臭氧曝气口（9），所述臭氧曝气口（9）位于所述流化床床层（13）下方，所述臭氧曝气口（9）和进水管（7）汇集于臭氧水共混区（8）。
2.根据权利要求1所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述臭氧曝气口（9）以中心角α为15o-90o环行均布于流化床床层（13）下方，所述臭氧曝气口（9）在流化床床层（13）下方以单个或多个组合为一组。
3.根据权利要求1所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述环行腔（11）内部设有折型板（12）将环行腔（11）分割成两个区域，所述折型板（12）底部开设催化剂过流通道（10）；过流通道（10）直径2cm-15cm。
4.根据权利要求3所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述过流通道（10）直径优选4cm。
5.根据权利要求3所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，折型板（12）顶部倾斜角度为水平向下30o-60o。
6.根据权利要求5所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，折型板（12）顶部倾斜角度为水平向下45o。
7.根据权利要求1所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，流化床床层（13）和固定床床层（14）在顶部通过溢流口（15）连通。
8.根据权利要求1所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，反应器罐体（1）顶部设有排气管（16），反应器罐体内环形腔（11）顶部为实心挡板（20），内腔（18）顶部为开口结构。
9.根据权利要求1所述的一种内环流臭氧催化氧化反应器，其特征在于，出水管（2）上设有出水管阀门（3），反洗进水管（4）上设有反洗进水管阀门（5），反洗出水口（17）的管路上设有反洗出水管阀门（21），反洗水出口（17）水平位置低于溢流口（15）距离为10-30cm。10.一种内环流臭氧催化氧化反应器处理废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将废水通过进水管（7）进入内环流臭氧催化氧化反应器环形腔（11），臭氧进气管（6）将臭氧输送至流化床床层（13）中，流化床床层（13）催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或分子筛基臭氧催化剂；2)经流化床床层（13）处理后的废水经溢流口（15）进入内腔（18）的固定床床层（14）中，固定床床层（14）催化剂为活性炭基催化剂或者三氧化二铝基臭氧催化剂；3)经固定床床层（14）处理后的废水经筛网（22）进入出水管（2）排出。
发明内容
针对现有的技术方案存在的问题。本发明的目的在于提供一种内环流臭氧催化氧化反应器及其处理废水的方法。将流化床和固定床耦合在一个反应器内，流化床和固定床使用不同催化剂，污水先与臭氧流化床接触，将污水中的大分子有机物预氧化，固定床反应器可利用流化床出水中的溶解臭氧进一步氧化，提高臭氧利用率，解决以上技术问题。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种内环流臭氧催化氧化反应器，包括：反应器罐体，其内部通过隔板分割为独立的环行腔和内腔；反应器罐体为嵌套结构，环行腔内置于反应器罐体内侧，内腔放置于反应器罐体中央；所述反应器罐体内设有催化剂床层，所述催化剂床层分为流化床床层和固定床床层，流化床床层催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或分子筛基臭氧催化剂；固定床床层催化剂为活性炭基催化剂或三氧化二铝基臭氧催化剂；所述流化床床层在反应器罐体环形腔中，固定床床层嵌套在反应器罐体内腔中，催化剂床层底部设有导流部件；所述臭氧催化氧化反应器还包括：进水管，其连通在环形腔底部内壁；出水管，其通过筛网连通在内腔底部；反洗进水管，反洗进水口和出水管互为旁路，反洗出水口在内腔上部，且低于内腔上部设置的溢流口；臭氧进气管，其设置在反应器罐体环形腔底部，所述臭氧进气管末端设有臭氧曝气口，所述臭氧曝气口位于所述流化床床层下方，所述臭氧曝气口和进水管汇集于臭氧水共混区。
进一步的，所述臭氧曝气口以中心角α为15o-90o环行均布于流化床床层下方，优选为45o。所述臭氧曝气口在流化床床层下方以单个或多个组合为一组。
进一步的，所述环行腔内部设有折型板将环行腔分割成两个区域，所述折型板底部开设催化剂过流通道；过流通道直径2cm-15cm。
进一步的，所述过流通道直径优选4cm。
进一步的，折型板顶部倾斜角度为水平向下30o-60o。
进一步的，折型板顶部倾斜角度优选为水平向下45o。
进一步的，流化床床层和固定床床层在顶部通过溢流口连通。
进一步的，反应器罐体顶部设有排气管，反应器罐体内环形腔顶部为实心挡板，内腔顶部为开口结构。
进一步的，出水管上设有出水管阀门，反洗进水管上设有反洗进水管阀门，反洗出水口的管路上设有反洗出水管阀门，反洗水出口水平位置低于溢流口距离为10-30cm，优选为15cm。
本发明进一步的公开了一种内环流臭氧催化氧化反应器处理废水的方法，包括如下步骤：1)将废水通过进水管进入内环流臭氧催化氧化反应器环形腔，臭氧进气管将臭氧输送至流化床床层中，流化床床层催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或者分子筛基臭氧催化剂；2)经流化床床层处理后的废水经溢流口进入内腔的固定床床层中，固定床床层催化剂为活性炭基催化剂或者三氧化二铝基臭氧催化剂；3)经固定床床层处理后的废水经筛网进入出水管排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将流化床和固定床耦合在一个反应器内，流化床和固定床使用不同催化剂，流化床床层催化剂为三氧化二铝基臭氧催化剂或者分子筛基；固定床床层催化剂为活性炭基催化剂或三氧化二铝基臭氧催化剂，污水先与臭氧流化床接触，将污水中的大分子有机物预氧化，固定床反应器可利用流化床出水中的溶解臭氧进一步氧化，提高臭氧利用率，选取含有特征污染物环丙沙星（CIP）和某化工园区二沉池出水为初始废水，未经本发明处理的废水COD去除率为19%-25%，经本发明处理后的废水COD去除率为50%-68%，具有很好的处理效果。
（发明人：喻文韬;姜勇;钱军;贾金洁;钱俊;喻军）
