[发明专利]一种用于催化氧化降解有机污染物的装置

说明书

本发明公开了一种用于催化氧化降解有机污染物的装置，包括反应器和臭氧微气泡发生器，反应器内由隔板将反应器分隔成左、右两个腔室，左腔室的侧壁上设置出水口，右腔室的侧壁上设置进气口和进水口，臭氧微气泡发生器与进气口连通，进水口通过阀门、蠕动泵和废水储水池连通；左腔室内自上而下依次设置催化材料层、催化剂垫层和催化剂支撑格栅，反应器顶部设置出气口。通过合理的结构布局和和部件设置，使臭氧微气泡化，使废水和臭氧自下而上混合，增大二者接触面积和接触时间，提高传质效率、降解质量。通过蠕动泵的设置，使废水流量可调节，并能控制废水在反应柱中的停留时间。本发明装置用于废水处理的方法工艺简洁，容易操作，过程可控。

技术领域

本发明属于有机化工废水处理领域，具体涉及一种用于催化氧化降解水中有机污染物的装置。

背景技术

在处理水中微量难降解的有机污染物方面，臭氧氧化技术表现出一定的优势。然而,由于臭氧直接氧化技术，气液传质效果差，导致氧化技术能耗大、成本高昂，限制其进一步的推广和应用。相比之下，臭氧催化氧化工艺的利用率较单独臭氧氧化有较大提升。

催化氧化工艺是指在高级氧化工艺中采用催化剂来提高氧化效率，降低反应的活化能，使氧化反应在常温常压下即可取得令人满意的效果。通过设计添加了催化剂的反应器，发生催化氧化反应，可以极大的提高反应速率和臭氧利用率。

催化臭氧氧化方法主要分为均相催化和非均相催化两大类，其中均相催化臭氧是利用过渡金属离子与臭氧进行反应促进自由基生成，或是与有机物反应形成更易被臭氧降解的络合物。非均相催化臭氧利用催化剂表面的活性基团，促进臭氧在表面的吸附分解行为实现催化过程，常见的非均相催化剂有矿物类催化剂、活性炭催化剂、过渡金属氧化物催化剂等。由于均相催化存在催化剂易流失、回收困难、使用寿命短、能耗高、易造成二次污染等缺点，因此在工业废水处理领域更倾向于使用更稳定耐用的非均相催化剂，其中负载型催化剂是非均相催化技术的主要研究方向。

专利CN110803758A公开了废水处理臭氧催化氧化反应器。该反应器采用水射器负压抽吸臭氧并与废水混合，存在氧化速率不高、无法调节废水流量、均相催化剂不稳定的问题。

如何提高传质效率、定量调节废水浓度、采用稳定耐用的催化材料已成为目前研究的重点和热点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种新型的用于催化氧化降解有机污染物的装置，以解决传质效率低、废水浓度不可控、催化效率不高等问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种用于催化氧化降解有机污染物的装置，包括反应器和臭氧微气泡发生器，反应器内由隔板将反应器分隔成左、右两个腔室，左腔室的侧壁上设置出水口，右腔室的侧壁上设置进气口和进水口，臭氧微气泡发生器与进气口连通，进水口通过阀门、蠕动泵和废水储水池连通；左腔室内自上而下依次设置催化材料层、催化剂垫层和催化剂支撑格栅，反应器顶部设置出气口。

反应器是催化氧化反应发生的容器。臭氧微气泡发生器与反应器进气口连接；废水储水池通过蠕动泵与反应器进水口连接，通过蠕动泵和阀门调节废水流量。反应器内部装填的催化材料，由催化剂垫层和催化剂支撑格栅作为支撑，以整体柱状结构的形式填充。

将反应器内部分隔开，废水和臭氧由反应器右腔室底部自下而上同向流动，增大二者的接触时间，充分混合，有效提高氧化效率。隔板还用于防止气液混合物溢出，提高反应效率。

优选地，所述臭氧微气泡发生器可将臭氧微气泡化后送入进气口，微气泡直径小于50μm，有效增大臭氧与废水的接触面积。

优选地，所述蠕动泵具有耐用、输送流量稳定、流量可连续调节、输送物质不与外界接触、有效防止污染的特点。且所述的蠕动泵具有触控屏，可以精确控制输出的废水流量，通过与阀门开合面积的配合，来间接控制废水在反应器的催化材料中的停留时间。