申请日2017.04.26
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F1/32; C02F1/78
摘要
本发明提供一种三相催化氧化污水处理方法及反应器，向待处理污水中添加臭氧，紫外光照条件下，待处理污水与固体催化剂接触并带动其在附着微气泡浮力和中心筒进水液流共同作用下以流化态形式呈向上运动发生反应，臭氧被有机污染物消耗，固体催化剂沉降，难生化有机物被有效去除。反应器内设置有导流反应筒，其不完全与壳体底部接触且其高度低于壳体高度，壳体内腔内围绕导流反应筒外侧设置有多个紫外发生器。本发明通过使用臭氧溶气形成含有大量臭氧微气泡的溶气污水，溶气污水与载有TiO2等催化成分的活性炭固体催化剂接触反应，辅以紫外光照射催化，实现固、液、气三相同时充分接触，提高氧化反应效率。
摘要附图
权利要求书
1.一种三相催化氧化污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤，
向待处理污水中通入臭氧，形成臭氧微气泡，
紫外光照条件下，含有臭氧微气泡的待处理污水与固体催化剂接触，并带动固体催化剂循环使用，同时待处理污水经处理后排出。
2.如权利要求1所述处理方法，其特征在于，含有臭氧微气泡的待处理污水带动固体催化剂以流化态形式呈向上运动发生反应后，固体催化剂沉降循环使用。
3.如权利要求1所述处理方法，其特征在于，含有臭氧微气泡的待处理污水以1.5m/h-3m/h的过流线速度与固体催化剂接触。
4.如权利要求1所述处理方法，其特征在于，向待处理污水中通入臭氧后，污水中有效臭氧量为待处理污水COD值的2.5-4倍。
5.如权利要求1所述处理方法，其特征在于，待处理污水与固体催化剂接触，水力停留时间不小于40min。
6.一种反应器，包括柱状的壳体(1)，壳体(1)下部设置有进水口(2)，壳体(1)上部设置有出水口(3)，其特征在于，壳体(1)内腔设置有一个柱状的上下开口的导流反应筒(4)，导流反应筒(4)的下部开口与进水口(2)对应，导流反应筒(4)不完全与壳体(1)底部接触且导流反应筒(4)的高度低于壳体(1)高度，壳体(1)的内腔内围绕导流反应筒(4)外侧设置有多个紫外发生器(5)。
7.如权利要求6所述反应器，其特征在于，所述壳体(1)顶部加工有泄压孔(6)。
8.如权利要求6所述反应器，其特征在于，所述紫外发生器(5)包括紫外灯管，发光波长包括254nm或365nm。
9.如权利要求6所述反应器，其特征在于，所述导流反应筒(4)的高度为壳体(1)高度的1/3，导流反应筒(4)外径与壳体(1)外径比值为1:6，导流反应筒(4)外径与进水口(2)外径比值为2:1。
10.如权利要求6所述反应器，其特征在于，所述壳体(1)的进水口(2)和出水口(3)处均设置有不锈钢孔板(7)，所述不锈钢孔板(7)厚度为1mm，开孔直径为1mm，开孔中心间距为3mm。
说明书
一种三相催化氧化污水处理方法及反应器
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种三相催化氧化污水处理方法及基于此方法的反应器。
背景技术
臭氧是一种强氧化剂，能把水中有机物和还原性无机物氧化分解，同时利用生物化学氧化反应杀灭细菌和病毒，但单纯用臭氧其分解有毒有害物质能力有限，特别是那些复杂的大分子、环状结构污染物。故人们常常引入含过渡金属及其氧化物如TiO2的臭氧氧化催化剂来加速反应，能把污染物氧化分解成CO2、H2O等无毒无害物质。
但是目前的现有技术，紫外光处理工艺与臭氧发生器反应阶段相互独立，分步进行，虽然部分工艺中使用了催化单元，但催化单元造价昂贵。并且现有的设备受参与反应物物态限值，三相不能同步产生或是无法充分接触，反应效率低，造成氧化剂浪费，即提高了处理工艺成本又造成大量剩余氧化剂排放，造成二次污染。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种三相催化氧化污水处理方法及反应器，三相充分接触，高效处理污染水体。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种三相催化氧化污水处理方法，包括如下步骤，
向待处理污水中通入臭氧，形成臭氧微气泡，
紫外光照条件下，含有臭氧微气泡的待处理污水与固体催化剂接触，并带动固体催化剂循环使用，同时待处理污水经处理后排出。
含有臭氧微气泡的待处理污水带动固体催化剂以流化态形式呈向上运动发生反应后，固体催化剂沉降循环使用。
含有臭氧微气泡的待处理污水以1.5m/h-3m/h的过流线速度与固体催化剂接触。
向待处理污水中通入臭氧后，污水中有效臭氧量为待处理污水COD值的2.5-4倍。
待处理污水与固体催化剂接触，水力停留时间不小于40min。
本发明还提供一种反应器，包括柱状的壳体，壳体下部设置有进水口，壳体上部设置有出水口，壳体内腔设置有一个柱状的导流反应筒，其下部开口与进水口对应，导流反应筒不完全与壳体底部接触且导流反应筒的高度低于壳体高度，壳体的内腔内围绕导流反应筒外侧设置有多个紫外发生器。
所述壳体顶部加工有泄压孔。
所述紫外发生器包括紫外灯管。优选的，所述紫外发生器的紫外线发光波长包括254nm或365nm。
进一步，所述中心反应筒的高度为壳体高度的1/3，导流反应筒外径与壳体外径比值为1:6，导流反应筒外径与进水口外径比值为2:1。
所述壳体的进水口和出水口处均设置有不锈钢孔板。所述不锈钢孔板厚度为1mm，开孔直径为1mm，开孔中心间距为3mm。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
1、本发明通过使用臭氧溶气形成含有大量臭氧微气泡的溶气污水，溶气污水与载有TiO2等催化成分的活性炭固体催化剂接触反应，辅以紫外光照射催化，实现固、液、气三相同时充分接触，提高氧化反应效率。
2、本发明的固体催化剂活性碳颗粒在附着微气泡浮力和中心筒进水液流共同作用下以流化态形式呈向上运动发生反应后，固体催化剂沉降，在导流反应筒作用下可以实现短程循环接触催化，同时待处理污水经处理后排出，达到去除污水中难生化有机物的目的。
3、本发明的反应器尤其适用于低悬浮物、低生物耗氧量、高化学耗氧量污水，处理效率高、氧化剂利用充分、无需人工投加药剂、自动化程度高、无废渣污泥、不会造成二次污染。
4、本发明可作为难生化废水的最终处理方法，亦可作为其它处理工艺的高级氧化单元使用。
5、本发明处理后的水可再与原污水混合进行循环处理，COD去除率可达80.39%或更高(通过进一步提高臭氧量及延长水力停留时间)。
