[发明专利]一种高效催化臭氧深度处理污水方法及装置

说明书

本发明属于污水处理领域，公开了一种微纳米臭氧系统耦合非均相催化深度处理污水方法及装置，该方法所用装置中包括臭氧发生器、微纳米曝气装置、混合罐、装填高效催化剂的反应塔，尾破装置，过氧化氢加药泵等设备，利用微纳臭氧混合系统将臭氧和污水在混合罐中混匀，然后根据实际情况加入过氧化氢，进入装填有高效催化剂的反应塔，在塔内气液固三相得到更充分的接触，发生高效的催化臭氧氧化效用；本发明解决了传统臭氧曝气工艺中臭氧溶解效率低，利用率低的缺点，具体的将微纳米臭氧混合系统，高效催化剂催化和过氧化氢增强臭氧技术进行结合，达到臭氧利用率高，处理效率高，环保节能的污水处理效果，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于污水的高级氧化处理技术领域，具体是指一种利用微纳米臭氧系统耦合非均相催化臭氧深度处理污水及装置。

背景技术

近年来，随着印染、煤化工、焦化、石油化工等行业发展，含有各种难降解有机物的废水引发很多生态问题，传统的生物化学技术很难处理这些废水中所含的难降解有机物，臭氧氧化工艺因其效率高、适用范围广、安全、高效、环保且操作简单等优点，近年来，在废水处理领域中得到了广泛的应用

在催化臭氧工艺中，臭氧被催化产生的羟基自由基，其具有氧化性强，广谱性，能够显著的增强污水的处理效果。然而，目前臭氧氧化技术在工程上普遍存在的问题是：(1)臭氧催化剂的催化活性差，催化剂流失严重；(2)臭氧投加量大，投资成本和运行成本偏高；(3)臭氧运行工艺及材料相关研究较少，使得臭氧效率低，催化剂稳定性差；(4)催化剂投加量大，使用寿命短等。

传统的催化臭氧氧化装置一般为简单的塔式结构，布水方式简单，曝气方式也相对单一，多采用砂芯，钛合金曝气头，射流器等，上述方法在工程应用中臭氧利用率极低，导致大量的臭氧通过气态和液态的形式流失而浪费，随之工程运维成本高昂且处理效果不佳。为了解决上述问题，提高臭氧的利用率从而进一步提升催化臭氧氧化系统的处理效果，微纳米曝气技术通过增大气液传质，提升臭氧溶解效果减少气态臭氧的损失，被逐渐运用到水处理市场中。

在众多基于臭氧生成羟基自由基的高级氧化技术中，过臭氧过程在其中也是很有名的，即过氧化氢和与臭氧结合，两者可以高效的生成羟基自由基，从而显著地提高污水的处理效果，已被大量的应用在实际臭氧工程中。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种利用微纳米臭氧系统耦合非均相催化臭氧深度处理污水的及装置。

本发明是通过下述技术方案来实现的：

一种高效催化臭氧深度处理污水方法，其特征在于，处理过程按下述步骤进行：

(1)将待处理污水在混合罐中进行臭氧预氧化，臭氧投加量为30—80mg/L，水的停留时间控制为10—200min；所述臭氧预氧化，是指污水在混合罐中先进行一定时间的预处理，臭氧与易降解的大分子反应，进行断链开环，形成难降解物质，降低后续非均相臭氧催化氧化系统处理负荷；

(2)将预氧化后的污水中加入过氧化氢药剂进行反应，过氧化氢加入量与污水后的体积比控制在0.01％—0.20％；

(3)充分混合过氧化氢的污水再进入反应塔进行催化反应，在反应塔中污水的停留时间控制在10—200min，反应结束后即可得到干净出水。

作为优选，上述一种高效催化臭氧深度处理污水方法的步骤中缓冲反应时，再串联一台微纳米曝气装置，对经臭氧预氧化的污水进行曝气处理。

作为优选，上述一种高效催化臭氧深度处理污水方法的步骤中加入过氧化氢药剂的污水，在反应塔内进行逆流反应，过氧化氢加入量与污水后的体积比控制在0.05％—0.10％。将混合罐中预氧化处理过的水自下而上均匀通入反应塔中，臭氧被特定的催化剂催化形成羟基自由基从而去除难降解污染物质；在预臭氧化后的水在通入反应塔之前通过加药泵加入一定含量的过氧化氢，过氧化氢与臭氧反应形成羟基自由基，有助于污染物质的去除效果；