[发明专利]用于水处理的催化氧化装置、其制作方法及水处理工艺

说明书

本发明涉及一种用于水处理的催化氧化装置、其制作方法及水处理工艺。本发明的目的是解决现有水处理技术难以除去污染水源中的有机污染物以及净水效率低的技术问题。本发明利用活性炭和石英砂混合碱化活化形成具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，并且吸附容量大、速度快的催化氧化装置；本发明的水处理工艺包括多介质过滤‑膜分离‑催化氧化等环节，催化氧化环节利用活性炭与石英砂载铁和碱化活化过程中形成表面聚硅酸结构和聚铁结构，对多种难降解有机物的催化作用；本发明适用于应急条件下对非标地表水、地下水等应急水源水进行快速、安全处理，使之达到饮用水标准；也可以用于难降解有机污废水的深度处理、回用等领域。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种用于水处理的催化氧化装置、其制作方法及水处理工艺。

背景技术

水污染及突发性水污染事故时有发生。地震、洪水等天灾，战争、事故等人为因素造成的供水困难，对居民生活、生产影响极大，危害严重。突发性污染及灾害条件下饮用水供给技术研究受到世界各国的普遍关注。美国、日本、以色列、德国等发达国家十分重视应对突发性污染事故的用水安全保障的技术研究。我国近年来对应急水处理系统技术展开了大量研究。

有机污染物的有效控制是水处理所面临的关键问题之一。特别是水源受到突发性污染，其中的一些人工合成有机化合物由于化学结构十分稳定，更难于被常规的处理工艺去除。而污废水中的有毒有机污染物由于其化学结构的稳定性，毒性大，处理难度高，残留率高，容易出现在非标准的临时水源(地表水或地下水)中。对其应用常规处理技术，如物化法、生化法及其组合的方法，很难达到满意的处理效果，至今仍缺乏经济有效的实用技术。

催化氧化技术通过添加催化剂引发高活性羟基自由基(OH·)的产生，利用OH·的强氧化能力以及与绝大多数有机化合物都可以快速反应的特性来氧化分解水中有机污染物。该技术在饮用水除有机微污染及废水中难降解有机物方面显示出巨大的应用潜力。过氧化氢(双氧水)作为清洁、安全的氧化剂具有适度的氧化能力，在一定条件下可能形成自由基，对多种水中的杂质具备极强的去除能力，具备良好的、独特的催化氧化特性，且反应产物为H₂O和O₂，较为安全。过氧化氢较臭氧成本低，易于控制，药剂稳定，传质效率好。由此，过氧化氢作为催化氧化药剂的优点非常突出。

发明内容

本发明的目的是解决现有水处理技术难以除去污染水源中的有机污染物以及净水效率低的技术问题，提供一种用于水处理的催化氧化装置、其制作方法及水处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于应急水处理的催化氧化装置，由反应器的壳体、填充在壳体内的催化氧化填料、填充在壳体上部的活性炭吸附层、不锈钢网、盖板和止水阀组成；所述壳体为圆柱形筒体，壳体的下端设有排空口，壳体的下部两侧分别设有进水口和过氧化氢进口，壳体的上部一侧设有出水口，所述催化氧化填料的上下端分别设有不锈钢网，所述壳体的上端设有盖板，所述进水口、过氧化氢进口和排空口上分别设有一个止水阀，所述催化氧化填料由活性炭和石英砂以2～5:1的比例组成。

进一步地，所述壳体的材质为有机玻璃或不锈钢。

一种上述用于应急水处理的催化氧化装置的制作方法，包括以下步骤：

1)选取圆柱形管材作为反应器的壳体，在壳体的下端设置排空口，在壳体的下部两侧分别设置进水口和过氧化氢进口，在壳体的上部一侧设置出水口，在进水口、过氧化氢进口和排空口上分别安装止水阀；

2)筛选粒度为0.6-2.5mm活性炭以及粒度为0.6-1.2mm石英砂；

3)在壳体底部安装第一个不锈钢网，将上述活性炭和石英砂以2～5:1的比例混匀作为催化氧化填料进行装柱，装柱高度为壳体有效高度的1/3～1/2，且装柱高度大于15cm，装柱完成后在催化氧化填料的上端再安装第二个不锈钢网；