[发明专利]负压臭氧-污泥基活性炭催化氧化污水处理装置及其处理工艺

说明书

本发明提供一种负压臭氧‑污泥基活性炭催化氧化污水处理装置及其处理工艺，包括处理罐、负压臭氧处理系统、内循环系统、过滤系统、给排水系统以及取样装置，负压臭氧处理系统包括臭氧发生器、臭氧储罐、气压表、负压泵、进气管、臭氧破坏器以及曝气盘，臭氧发生器通过输气管连通臭氧储罐内腔，臭氧储罐连接进气管的一端，进气管另一端通入罐体内并设有曝气盘，负压泵的负压口通过第一气压力管与罐体顶部连通，负压泵的出气口通过第二气压力管连接臭氧破坏器，负压泵的排气口与臭氧储罐的内腔通过循环气压管相连通，该装置及工艺可以解决现有污水处理设备的臭氧利用率低、催化氧化效率低以及对滤料进行更换的便捷性和安全性低的技术问题。

技术领域

本发明涉及城镇污水处理设备技术领域，尤其涉及一种负压臭氧-污泥基活性炭催化氧化污水处理装置及其处理工艺。

背景技术

城镇污水经二级处理以后，虽然绝大多数悬浮颗粒和有机物被去除，但还是残留有难以降解有机物表面活性剂、酚类、丹宁、木质素、黑腐酸、醚类、多环芳烃、联苯胺、卤代甲烷、甲基蓝活性物质(MBAS)或染料、除草剂(草甘膦)和杀虫剂(滴滴畏)等，给下游城市或水源产生臭味和颜色，并与下游水厂消毒剂反应，形成新的污染物，受纳水体产生生物污泥絮体和泡沫，影响水环境生态景观，残留于水体水草、鱼类等生物，对生物链具有重大威胁和破坏。对于污水二级处理以后很多难以进行有机物的吸收和去除。目前从实际上的经济合理和技术可行两个方面进一步考虑，利用臭氧催化进行氧化处理是最恰当的处理方式，臭氧在水中可以形成一种具有较强氧化作用的基团--羟自由基，这种基团可快速除去废水中的有机污染物，并且比表面积以及官能团是产生羟基自由基从而影响活性炭催化臭氧分解污染物的主要因素。

虽然臭氧催化氧化技术能够有效的去除二级处理以后的有机物，但是其存在成本较高、臭氧利用率低、催化氧化效率低等问题，需要进一步的优化以提升其反应效率，降低运行成本。而且臭氧催化氧化虽然能够有效的氧化水中多种难降解有机物，但是这些有机物并不能够通过臭氧催化氧化分解为CO₂和H₂O，经过臭氧催化氧化后的产物常常为羧酸类易于生物降解的有机物，所以臭氧催化氧化更适宜于和其它净化技术如活性炭配合使用来达到最终的废水处理目标。

相关研究揭示用主要原料污泥制备活性炭的活化过程中，原料中氧、氨与边缘区域中的碳元素通过化学键方式结合，从而在活性炭表面形成各种高含量的有机官能团，这些官能团具有较好的氧化还原能力，有利于提高催化性能。污泥富含种类多样的金属元素(如铜、铁、锰等)，在制备活性炭的过程中会在其表面形成金属氧化物，从而有利于提高污泥基活性炭的催化性能。

污泥基活性炭作为污泥固废处置产品，价格仅为普通活性炭的五分之一，具有疏水性和吸附性，比表面积大且容易改性，具有表面活性基团等优势，适合作为臭氧催化氧化的催化剂和衍生物的吸附剂。

目前相关已公开的发明装置与工艺未充分考虑活性炭的饱和吸附极限能力和滤料的更换周期。且目前市场上或相关文献中涉及的活性炭过滤装置均未对滤料的更换便捷性和安全性予以深入研究，对于滤料采用小口径管排放，并未采取相关的辅助措施解决塞管堵孔的情况，并且人工入罐清理滤料存在重大安全隐患，活性炭过滤装置以及滤料更换方法亟需改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种负压臭氧-污泥基活性炭催化氧化污水处理装置，以解决现有污水处理设备的臭氧利用率低、催化氧化效率低以及对滤料进行更换的便捷性和安全性低的技术问题。

本申请所解决的另一个技术问是：提供一种负压臭氧-污泥基活性炭催化氧化污水处理装置的污水处理工艺。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种负压臭氧-污泥基活性炭催化氧化污水处理装置，包括处理罐、负压臭氧处理系统、内循环系统、过滤系统、给排水系统以及取样装置，

所述处理罐包括罐体，所述罐体内上部为催化氧化循环区且下部为过滤区；