[实用新型]一种耦合催化臭氧反应器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种耦合催化臭氧反应器，特别是一种利用催化臭氧氧化法处理难生物降解废水的新一代深度处理反应器，属于污水处理技术领域。

背景技术：

臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，是氯气氧化能力的2倍，其强氧化性一方面是分解时产生初生态氧，更主要的原因是臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的，因此具有很强的氧化性，对除臭、脱色、杀菌、去除有机物和无机物都有显著效果，又因其氧化反应速度快，反应时间短，经处理后的臭氧自行分解成氧气，产物毒性较低不产生二次污染，后处理简单，因此在水处理中广泛应用。

在0℃下压力为1.02kgf/cm²的纯气体，臭氧的吸收系数为0.65，是纯氧的13.3倍。在实际应用中，1～20gO₃/m³气的浓度范围内，臭氧溶于水时遵循“亨利定律”，这意味着一定温度下，臭氧的溶解度与其分压成正比。除分压外，液相的温度也影响着臭氧在水中的溶解度。温度越低，臭氧的溶解度越高。

臭氧作为一种氧化剂，来源方便、处理成本低、工艺过程相对简单。然而单独使用臭氧氧化工艺存在溶解度低、利用率低、氧化能力不足且选择范围狭窄的问题。影响臭氧氧化效率的因素包括气液相传质时的效率和臭氧与有机物反应的动力学因素。合理的催化剂可促进水中臭氧的分解，加快有机物氧化速率，同时，臭氧催化氧化反应器的设计可提高气液传质效率，从而提高臭氧的溶解效率。

传统的气泡式臭氧接触反应器受制于产生气泡的大小对气水混合效果的影响作用：在气泡较小时，气水接触面积较大，但是对液体的搅动作用较小，反之，在气泡较大时，虽然液体搅动相对剧烈，但是气液接触面积较小，因此在这一工艺中，液体的搅动程度大小和气液接触面积的大小相互制约，造成了其最佳反应点的控制需要通过实验进行确定。

其他臭氧接触方式还有多孔扩散器、管道混合器、喷射器及涡轮混合器。这一类接触方式多是配合接触器一起使用，以提高臭氧溶解效率，减少能耗及臭氧分解率，适合短暂液体滞留，受传质限制的反应。

因此，需要克服现有的方法存在的缺点改进臭氧接触反应效率。

实用新型内容：

本实用新型提供一种耦合催化臭氧反应器，不仅缩短臭氧化反应时间，提高臭氧利用率，且减少臭氧投加量，降低设备投资和运行费用，达到有效提高难处理污水的可生化性和处理效率的目的。

本实用新型提供一种臭氧反应器，包括加压反应罐、供电装置；加压反应罐包括臭氧进口、总进水口、罐体、水射器、装料口、卸料口以及设置在罐体底部的第一出水口；所述总进水口通过管道连接有两个分支，分别为双氧水进口、第一废水进水口。通过流加双氧水，能够促进臭氧分解成羟基自由基(·OH)，从而提高臭氧利用效率，快速氧化废水中的难降解有机物，提高废水生化性。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，为加压反应罐，连接了压力表和安全阀。通过控制反应罐的压力，提高了臭氧的溶解度，从而提高臭氧利用效率。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其总进水口的管道上连接了压力表。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其总进水口的管道与罐体之间通过连接法兰固定，罐体内的水射器通过法兰与进水管连接。

所述水射器是由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成。在喉部流速增大，动能提高而压能下降，以至压力下降至低于大气压而产生抽吸作用，将臭氧抽入同废水混合，使得臭氧溶入水中。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其第一出水口通过管道延伸到加压反应罐的上部，其臭氧进口通过管道延伸到加压反应罐的底部，有利于延长废水与臭氧的反应时间，提高装置的反应效率。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其双氧水进口与计量泵连接。

本实用新型还对加压反应罐进行了改进。所述加压反应罐，在一种实施方式中，其底部还设置有第二出水口，所述第二出水口通过管道与总进水口连接，成为总进水口的第三个分支。通过第二出水口与总进水口的连接，在加压反应罐内形成废水处理的内循环，从而提高臭氧利用率、减少臭氧投加量、有效提高反应效率。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，还包括罐体支撑装置。

本实用新型还对上述臭氧反应器进行了改进，提供了一种耦合催化臭氧反应器，其还包括一个普通反应罐。

所述普通反应罐，在一种实施方式中，其第二进水口通过管道与加压反应罐的第一出水口连接。从加压反应罐流出的废水可以在普通反应罐继续反应，延长了臭氧与废水的接触时间，有利于提高臭氧利用率、减少臭氧投加量、提高废水处理效果。