[发明专利]一种高级氧化多级悬浮床反应装置及工艺

说明书

本发明公开了一种用于处理难降解有机废水的高级氧化多级悬浮床反应装置及工艺，该装置主体由多级悬浮床反应单元组成，每一单元包括布水区、催化反应区、固液分离区，最后一级悬浮床反应单元末端设置出水区和出水回流系统；该装置每一悬浮床反应单元催化反应区采用不同催化剂，催化降解有机污染物能力逐级增强；通过该装置处理难降解有机废水时，提升了·OH的整体利用效率，提高了出水效果，减少了催化剂流失，节省了运行费用，并且可实现整体装置的模块化设计及调控。

技术领域

本发明涉及一种处理难降解有机废水的高级氧化多级悬浮床反应装置及工艺，属于废水处理技术领域。

背景技术

随着我国工业的发展，产生了大量的工业废水，这部分废水中一般都含有高浓度的难降解有机污染物，通过传统的生化处理工艺对该废水处理，往往需要大幅提升生化处理单元水力停留时间，且出水效果很难达到日益严格的排放标准。目前，对于含难降解有机污染物的工业废水进行处理，最有效且最常见的方法是Fenton氧化、臭氧催化氧化、电催化氧化、湿式催化氧化等高级氧化技术。这些技术通过催化剂的作用，将引入体系的活性物种转化为活性更高的·OH等强氧化性物种，进而将难降解的大分子有机物完全矿化或分解成易降解的小分子物质。

研究发现，单一高级氧化技术往往只对特定的废水或有机污染物具有较好的去除效果，为了拓展该技术的应用领域，使其对各类工业废水具有普遍适用性，将各类高级氧化技术进行耦合或多级强化已经成为工业废水高级氧化处理技术发展的趋势。中国专利（专利号CN 106882866A）公开了一种双氧水协同臭氧非均相催化氧化处理废水技术，其处理出水效果较单一双氧水催化氧化和臭氧催化氧化均有显著提升，但其体系中双氧水和臭氧利用效率降低。中国专利（专利号CN 107445367A）公开了一种印染废水深度处理的方法，对印染废水深度处理具有很好的处理效果，但其多级高级氧化技术采用简单串联形式，臭氧利用效率不高，前一级反应单元的催化剂或反应产生的废渣流入后一级反应单元，从而降低系统整体效率。中国专利（专利号CN 102115253A）公开了一种高级氧化塔，该反应装置设计紧凑，实现了多项技术在同一反应装置内的协同处理，但由于未针对不同高级氧化技术氧化强度不同的特点设计逐级催化氧化工艺，导致能量利用率低。中国专利（专利号CN107473435A）公开了一种难降解工业有机废水处理的催化氧化方法，但其催化剂采用蜂窝式结构，反应接触面积有限，因此只适用于低浓度有机废水处理。

已有的高级氧化耦合或多级强化工艺，虽然可在一定程度上提升单一高级氧化工艺处理效果，但普遍存在协同效果不佳、能量利用率低、催化剂易流失或损耗等特点，限制了该技术在工业废水处理领域的推广。

发明内容

针对现有的高级氧化耦合或多级强化工艺在技术上存在的不足，本发明的目的是在于提供一种高级氧化多级悬浮床反应装置，该装置能实现反应器内高级氧化反应的逐级强化，减少催化剂的流失，降低运行成本，提高难降解废水处理效果。

本发明的另一个目的是在于提供一种能耗低、药耗低、处理效率高、易实现模块化的难降解有机废水处理方法。

为了解决上述技术问题：本发明提供了一种高级氧化多级悬浮床反应装置，包括多级悬浮床反应装置1、提升泵2、气源3和药剂储罐4，其特征在于，所述的多级悬浮床反应装置1通常由2~5级悬浮床反应单元组成；在每一级悬浮床反应单元中，废水通过布水器进入布水区5，并自下而上进入催化反应区6，经催化处理后废水进入固液分离区7，经固液分离器12分离后的废水通过导流管13进入布水器9，进入下一级悬浮床反应单元；废水在最后一级悬浮床反应单元中依次经过布水区5、催化反应区6、固液分离区7后，进入出水区8；出水区部分废水经过溢流堰16流出，部分废水经过回流管15自上而下回流至悬浮床反应装置底部，与反应装置进水混合。

本发明提供的高级氧化耦合装置还包括以下优选方案：

优选的方案，布水区5中布水器由配水管9和挡流板10组成，废水由配水管流入每一级悬浮床反应单元，并经挡流板10作用形成自下而上的水流通道。