[发明专利]一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的膜-臭氧反应装置

说明书

本发明涉及一种废水处理设备和方法，尤其涉及一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的反应装置与臭氧化工艺。本发明解决了异相催化臭氧高级氧化技术中催化剂粒度小易流失粒度大效率低的矛盾，具体的将臭氧高级氧化技术与膜分离技术的结合，利用膜分离技术实现各种粒度的固体催化剂在催化臭氧化中的连续高效循环使用，膜的富集作用使氧化更高效，臭氧曝气的冲刷作用和膜表面的高级氧化作用可有效的清理膜表面污染物，延长膜系统运行时间，系统出水稳定。所发明的膜‑臭氧反应器催化剂流失率低、膜系统稳定，寿命长，无二次污染，整个工艺污染物处理高效同时运行成本低，具有极好的应用价值。

背景技术

臭氧水处理技术是利用臭氧及臭氧分解产生的活性自由基氧化水中的污染物，在污水处理方面有很好的应用前景。臭氧本身的强氧化性，能够直接破坏大分子有机物的不饱和键，迅速与蛋白质反应使其变质，还可进入细胞内部分解核酸。早期水处理中主要利用臭氧的杀菌、脱色、除臭性能，在饮用水处理中有较为广泛的应用。臭氧本身的氧化能力很难将有机物彻底降解，研究显示臭氧化处理废水，有机物的平均分子量明显减小，可用于提高污水的可生化性。臭氧高级氧化技术是采用光、电、氧化剂等方法促进臭氧分解生成氧化性更高的羟基自由基(·OH)，它能够无选择的将水中绝大多数有机物彻底矿化。

在催化臭氧化工艺中采用固体催化剂可避免金属离子对水体的污染，常见的固体催化剂有金属氧化物、复合金属氧化物、活性炭、分子筛、石墨烯、颗粒氧化铝/火星他负载型催化剂等。固体催化剂的粒度是影响催化活性一个重要因素，一般情况下，粒度越小，其面体比及暴露的活性中心越多，活性越高。但是粒度过小的固体催化剂易流失，回收再利用工艺难度高。因而粉末催化剂在目前水处理工艺中较少应用，这个问题限制了许多新型催化剂的应用。

发明内容

针对实际臭氧水处理工艺中粉末(小粒度)催化剂易流失，重复性差的难题，本发明专利提供一种复合式的膜-臭氧反应装置，通过膜分离技术与臭氧高级氧化技术的组合，提高体系内催化剂的投加量和催化剂面体比，并将固体催化剂保留在反应罐内，实现持续高效的催化反应，效率更高，成本更低。

为解决以上技术问题，本技术方案如下：提供一种膜-臭氧废水处理系统，该装置主要包括进加药系统、膜系统、曝气装置、臭氧发生系统、臭氧破坏器、在线检测系统、内循环装置。所述的曝气装置装在反应罐体的底部，膜组件安装在曝气装置之上，其特征在于所曝气体喷射与膜表面，从膜组件内穿过。在进水管的另一端连通有用于储存废水的废水调节池，在进水管上安装有便于输送水的进水计量泵；出水管内部接膜组件，外部连同蓄水池，出水管与蓄水池之间安装出水泵。以上所述的加药系统由储药罐、计量泵和布药器组成，布药器为不锈钢或聚四氟乙烯的管道布药装置，管道上均匀分布1～10mm的孔，为保证药剂的均匀性，孔径从进药口开始呈一定梯度逐渐增大，梯度为0.1～1mm/100mm。膜-臭氧污水处理装置，带滤膜的正洗、反洗功能，能够在线清除滤膜上的污染物，以便膜组件长时间工作情况造成的堵塞故障。定时反洗功能在提高处理效果的同时，能够延长膜组件的使用寿命，降低成本。

上述的一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的膜-臭氧反应装置，所述的检测器可测的指标有COD、臭氧、ORP、pH、氨氮、总氮、总磷、总镍、总铜中的一种或几种。

上述的一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的膜-臭氧反应装置，对于以上所述的内循环系统为管道内循环装置，循环管道外部接循环泵，水流循环量、循环方向可调。

上述的一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的膜-臭氧反应装置，所述的臭氧发生器与曝气装置通过臭氧管线连接，臭氧管线上设有压力表和进气阀。

上述的一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的膜-臭氧反应装置，所述的进水管、出水管、加药装置、循环系统的管道上均设有出水阀门。

上述的一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的膜-臭氧反应装置，对于以上所述的膜组件优选耐氧化、耐酸、耐碱的陶瓷膜，主体支架优选304不锈钢。

本装置的有益效果如下：