[发明专利]一种废水湿式氧化反应系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种废水湿式氧化反应系统，包括反应腔和其内部下方的超细气泡分布器，超细气泡分布器包括气体腔、气液通道和气液混合帽，气体进口连通气体腔，气液通道竖直设置于气体腔内，为贯通气体腔的管道，其侧壁设置有若干连通气体腔的微气孔，气液通道连通反应腔的底部和上方空间，气液混合帽设置于气液通道的上端口，向上依次为混合池和水平挡板，混合池为竖直设置的管道，上端口的直径与水平挡板的宽度相同，混合池的上端口与水平挡板之间以及混合池与气液通道之间均留有空隙。本发明所述的反应系统，具有催化剂流化性能好、气体压降小、气液传质反应面积大、氧气利用率高、反应速度快等优点，节能高效，可有效用于高浓度废水的处理。

技术领域

本发明属于化学工程领域，具体涉及一种废水湿式氧化反应系统及其使用方法，可用于工业废水处理。

背景技术

近些年来，随着工业化的发展，人类赖以生存的水资源受污染程度日益加重。水质恶化一大源头为有机废水的排放，特别是石油、农药、化工等行业的废水，这些废水具有化学成分复杂、难降解、毒性高、COD含量高等特点而不易被除去，因此，对这类废水的净化处理技术使得传统的污水处理工艺受到挑战，该项技术的研究已成为国际上水处理技术的热点话题之一。

目前，对有机废水通常采用生物膜法、好养活性污泥法、臭氧氧化技术等，其中湿式氧化工艺(WAO)发展最为迅速。1944年Zimmermann提出湿式氧化工艺，该工艺在高温、高压的条件下可将废水中的有机物氧化为小分子无机物，具备应用范围广、氧化速率快、二次污染轻微等优点，一跃成为各国科学家关注的热点。

但湿式氧化工艺在工业运用上也存在一些问题，主要有以下几点：

1.湿式氧化设备的投资资本巨大是制约其发展的最大阻碍，主要是因为废水湿式氧化反应器要抗腐蚀、抗压；另外氧气利用率低，氧化效果不佳，需要输送大量的空气至反应器中，反应器中压力升高，同时耗能过高。考虑到以上的因素，湿式氧化工艺中提高氧气利用率迫在眉睫。

2.湿式氧化工艺中研制适应于实际废水湿式氧化处理的高效稳定的催化剂和非均相催化废水湿式氧化反应器十分重要。随着环保要求的不断提高，湿式氧化工艺中某些小分子有机物的降解处理效果差，已不能达到处理标准的要求，提升反应器的性能，研制高活性、高稳定性的催化剂，可有效提高转化效率。

3.能量回收。当湿式氧化工艺中反应热值较大时，直接将处理好的气液相进行冷却，会损耗大部分能量，不符合节能环保的时代主题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够有效地提高湿式氧化效率的反应系统及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种废水湿式氧化反应系统，包括氧化反应器，所述氧化反应器包括反应腔、液体进口、气体进口、残渣出口、液体出口、气体出口和超细气泡分布器，

所述超细气泡分布器设置于所述反应腔内下部，

所述超细气泡分布器包括气体腔、气液通道和气液混合帽，所述气体进口通过管路穿过所述反应腔的壁连通所述气体腔，所述气液通道竖直设置于所述气体腔内，所述气液通道为贯通所述气体腔的管道，所述管道侧壁设置有若干连通所述气体腔的微气孔，所述气液通道连通所述反应腔的底部和所述超细气泡分布器的上方空间，所述气液混合帽设置于所述气液通道的上端口，所述气液混合帽包括水平挡板和混合池，所述气液通道的上端口向上依次为所述混合池和所述水平挡板，所述混合池为竖直设置的管道，所述混合池的上端口的直径与所述水平挡板的宽度相同，所述混合池的上端口与所述水平挡板之间以及所述混合池与所述气液通道之间均留有空隙，所述混合池的下端口的直径大于等于所述气液通道的宽度，