[发明专利]臭氧催化氧化处理系统及催化氧化方法和应用

权利要求书

1.一种臭氧催化氧化系统，其包括催化臭氧氧化反应罐(6)，该催化臭氧氧化反应罐(6)底部设置有射流释放器(16)，高浓度臭氧水(15)经过射流释放器(16)进入催化臭氧氧化反应罐(6)，形成细微气泡；经过预处理的废水(18)进入催化臭氧氧化反应罐(6)，与细微气泡形式的高浓度臭氧水(15)混合；催化臭氧氧化反应罐(6)中填充有矿物垫层（4）和催化剂(17)；催化臭氧氧化反应罐(6)上层设有涡流产生器（22）；所述高浓度臭氧水（15）中含有高浓度臭氧和过饱和溶解氧，溶解性臭氧浓度为50~500 mg/L，过饱和溶解氧浓度为200~1000 mg/L；矿物垫层(4)含有选自绿脱石、伊利石、针铁矿、纤铁矿和绿铁矿中的一种或几种矿物，催化剂(17)是载体为γ-Al₂O₃，其上负载锰和铈活性组分。

2.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化系统，其还包括无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)，无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)内设置有曝气头(21)，含臭氧气体(10)通过安装在旋转轴上的曝气头(21)进入无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)，与进入无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)的水形成高浓度臭氧水(15)供给催化臭氧氧化反应罐(6)。

3.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化系统，其还包括无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)，其内设置有曝气头固定装置（20），含臭氧气体(10)通过毛细管（23）经末端曝气头（24）进入无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)，与进入无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)的水形成高浓度臭氧水(15)供给催化臭氧氧化反应罐(6)；毛细管（23）末端曝气头（24）被固定在曝气头固定装置（20）上，在含臭氧气体(10)进入无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)时使内部水形成环流搅拌。

4.根据权利要求2或3所述的臭氧催化氧化系统，其还包括臭氧发生器(3)、液氧储罐(1)和低能耗制冷装置(2)，其中，液氧储罐(1)、低能耗制冷装置(2)和臭氧发生器(3)依次相连；液氧储罐(1)中液氧(12)通过低能耗制冷装置(2)气化为纯氧气(13)作为臭氧发生器(3)的气源。

5.根据权利要求4所述的臭氧催化氧化系统，其中，低能耗制冷装置(2)的结构是双换热管外侧加装星形翅片结构，内管为含臭氧气体(10)或回流水(11)通道，外管为液氧(12)通道；低能耗制冷装置(2)利用气化液氧（12）的冷能同时将臭氧发生器(3)产生的含臭氧气体(10)和来自催化臭氧氧化反应罐(6)上部的回流水(11)降温冷却，所述回流水(11)为进入无气泡高浓度臭氧水制备装置(5)以形成高浓度臭氧水(15)的回流水。

6.根据权利要求1-3任一项所述的臭氧催化氧化系统，其中，催化臭氧氧化反应罐(6)的结构是从底向上依次为布水布气区、矿物垫层和催化剂填充区、涡旋反应区、缓冲区、集水外排区以及尾气收集区。

7.根据权利要求4所述的臭氧催化氧化系统，其中，催化臭氧氧化反应罐(6)的结构是从底向上依次为布水布气区、矿物垫层和催化剂填充区、涡旋反应区、缓冲区、集水外排区以及尾气收集区。

8.根据权利要求5所述的臭氧催化氧化系统，其中，催化臭氧氧化反应罐(6)的结构是从底向上依次为布水布气区、矿物垫层和催化剂填充区、涡旋反应区、缓冲区、集水外排区以及尾气收集区。

9.根据权利要求6所述的臭氧催化氧化系统，其中，所述催化臭氧氧化反应罐(6)的总高度为6m~9m，布水布气区的高度控制在1m以内。

10.根据权利要求6所述的臭氧催化氧化系统，其中，催化臭氧氧化反应罐(6)内的涡旋反应区内设置有多组涡旋装置，每组由多个圆形涡旋产生器(22)串联在轴上。