本实用新型专利技术公开了一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，属于废水处理技术领域，本装置包括臭氧发生器、反应器、循环水泵和尾气破坏器，反应器的内部自上而下依次设有固定床催化剂层、第一曝气盘、第一布水装置、流化床催化剂层、第二曝气盘和第二布水装置，其顶部通过尾气排放管与尾气破坏器连接，其上部设有排水管和循环水管；第二布水装置与进水管连接；循环水管还连接于进水管，其上设有循环水泵；臭氧发生器通过第一臭氧排气管与第一曝气盘连接、第二臭氧排气管与第二曝气盘连接。本装置通过合理的结构布局，兼有流化床传质效果好，处理效率高，固定床出水性能好，催化剂不易流失等特点，还具有臭氧多点投加和适应性好等优点。
An efficient and stable catalytic ozonation device
【技术实现步骤摘要】
一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置
本技术属于废水处理
，具体涉及一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置。
技术介绍
随着国家环保标准的日益提高以及环境要求日趋严格，废水处理的重要性日益凸显，对处理后废水出水水质要求逐步提高。臭氧具有极强的氧化能力，它在水中的氧化还原电位2.07eV。臭氧能氧化大部分无机物和有机物，被用来处理工业废水，能有效去除废水中的有机物，降低废水中的BOD和COD，并对脱色、除臭有显著效果。为提高臭氧利用率以及污水处理效率，目前普遍采用臭氧催化氧化的方式进行污水处理。目前研究和应用的反应器主要为两种，一种是固定床式，催化剂装填在反应器底部，废水/臭氧从反应器底部自下而上通过催化剂床层，发生催化氧化反应；另一种是流化床式，借助外力，催化剂在反应器内流化，与污水/臭氧充分接触，发生催化反应。固定床式臭氧反应器兼有催化和过滤的效果，但催化剂易堵塞和失灵，反冲洗频繁。流化床式反应器传质效果好，反应效率高，需要消耗动力，流化催化剂，能耗高。为解决上述问题，该技术将固定床式与流化床式相结合，既能降低能耗、提高传质效率又能解决催化剂层堵塞问题，同时臭氧又能多点投加。
技术实现思路
有签于此，本技术的目的在于提供一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，用于解决现有臭氧催化氧化反应装置催化剂层堵塞或能耗高的问题。本技术是通过以下技术方案来实现的：本技术提供的一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，包括臭氧发生器、反应器、循环水泵和尾气破坏器，所述反应器的内部自上而下依次设有固定床催化剂层、第一曝气盘、第一布水装置、流化床催化剂层、第二曝气盘和第二布水装置，其顶部通过尾气排放管与尾气破坏器连接，其上部设有排水管和循环水管；所述第二布水装置与进水管连接；所述循环水管还连接于进水管，其上设有循环水泵；所述臭氧发生器通过第一臭氧排气管与第一曝气盘连接、通过第二臭氧排气管与第二曝气盘连接。采用上述方案，该臭氧催化氧化反应装置集固定床和流化床于一体，兼有流化床传质效率高，反应效果好，固定床不易堵塞，催化剂不流失等特点，且能多点投加臭氧，提高总体反应效率。进一步，所述固定床催化剂层的厚度为反应器的1/6～1/4，固定床催化剂层底部距反应器底部的高度为反应器的1/3～1/2。这样，催化剂与臭氧和污染物质传质效率高，提高反应效率，适应性好。进一步，所述流化床催化剂层的厚度为反应器的1/6～1/4，催化剂膨胀率30％～100％。这样，催化剂与臭氧和污染物质传质效率高，提高反应效率，适应性好。进一步，所述固定床催化剂层和流化床催化剂层内的催化剂选用石英砂、砖渣、钢渣、活性炭、分子筛或氧化铝中的一种或多种组合，其内活性成分选用Mn、Fe、Cu过渡金属氧化物中的一种或几种组合。这样，孔径为2～8mm的分催化剂比较面积大，提高臭氧与催化剂的接触面积，能够发挥催化剂的最佳催化效果。进一步，所述第一曝气盘在固定床催化剂层底部均匀分布，所述第二曝气盘在流化床催化剂层底部均匀分布，且第一曝气盘和第二曝气盘均采用微孔曝气盘或微纳米发生器。这样，曝气盘均匀分布在催化剂层底部，起到将曝气盘扩散出的臭氧均匀分散的作用。臭氧与水接触时，气泡直径小，微型气泡能够均匀的分散在水中，且停留时间较长，臭氧利用率高。进一步，所述第一布水装置和第二布水装置采用长柄滤头、短柄滤头或穿孔布水板中的一种。这样，有助于废水均匀从下至上进入反应器本体。进一步，所述固定床催化剂层下方设有反冲洗布水装置，所述反冲洗布水装置上连接有与循环水管连接的反冲洗入水管，所述排水管兼作反冲洗出水管；所述反冲洗布水装置采用长柄滤头、短柄滤头或穿孔管中的一种。这样，反冲洗布水装置起到布水均匀，均匀清洗固定床催化剂的效果。本技术的优点在于：1、本技术的臭氧催化氧化反应装置，通过设置合理的结构布局，使得固定床与流化床充分结合，降低固定床反冲洗频率和催化剂失灵率，减少流化床流化所需动力，降低能耗，提高传质效率，提高反应效果。2、本技术的臭氧催化氧化反应装置，设计合理，臭氧发生器产生的臭氧分两次加入至反应器本体中，充分利用曝气盘分散出的臭氧，臭氧以直径5～50um的微气泡进入反应器本体中，提高臭氧在废水中的停留时间；废水经过催化剂层，催化剂比表面积较大，溶于废水中的微气泡臭氧在催化剂的催化作用下，生成更多的氧化性物质降解废水中的污染物。本反应器可以用于污水的深度处理、污水回收利用以及高浓度难生化污水预处理等领域。本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步的详细描述，其中：图1为本技术臭氧催化氧化反应器的结构示意图；元件标号说明：臭氧发生器1、第一臭氧排气管2、第二臭氧排气管3、第二布水装置4、第二曝气盘5、循环水泵6、第一布水装置7、反冲洗布水装置8、第一曝气盘9、固定床催化剂层10、反应器11、排水管12、循环水管13、尾气排放管14、尾气破坏器15、流化床催化剂层16、进水管17、反冲洗入水管18；第一臭氧阀a、第二臭氧阀b、进水阀c、第一循环水阀d、反冲洗入水阀e、第二循环水阀f、排水阀g、反冲洗出水阀h。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本实施例中的高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，用于解决现有臭氧催化氧化反应装置催化剂层堵塞或能耗高的问题。本反应装置从左到右依次包括有用管道连接的臭氧发生器1、反应器11、尾气破坏器15和循环水泵6，反应器11内部从上到下依次设置有固定床催化剂层10、第一曝气盘9、第一布水装置7、反冲洗布水装置8，流化床催化剂层16、第二曝气盘5和第二布水装置4。该反应器11为密闭的容器。臭氧发生器1与反应器11内的第一曝气盘9之间连接有带第一臭氧阀a的第一臭氧排气管2、第二曝气盘5之间连接有带第二臭氧阀b的第二臭氧排气管3，反应器11上部连接有带排水阀g、反冲洗出水阀h的排水管12及带有第一循环水阀d和第二循环水阀f的循环水管13，第二布水装置4与进水管17连接，循环水管13还连接于进水管17，其上设有循环水泵6；反应器11顶部连接有尾气排放管14，尾气排放管14的端部连接有尾气破坏器15。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，包括臭氧发生器(1)、反应器(11)、循环水泵(6)和尾气破坏器(15)，其特征在于，所述反应器的内部自上而下依次设有固定床催化剂层(10)、第一曝气盘(9)、第一布水装置(7)、流化床催化剂层(16)、第二曝气盘(5)和第二布水装置(4)，其顶部通过尾气排放管(14)与尾气破坏器连接，其上部设有排水管(12)和循环水管(13)；所述第二布水装置与进水管(17)连接；所述循环水管还连接于进水管，其上设有循环水泵；所述臭氧发生器通过第一臭氧排气管(2)与第一曝气盘连接、通过第二臭氧排气管(3)与第二曝气盘连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，包括臭氧发生器(1)、反应器(11)、循环水泵(6)和尾气破坏器(15)，其特征在于，所述反应器的内部自上而下依次设有固定床催化剂层(10)、第一曝气盘(9)、第一布水装置(7)、流化床催化剂层(16)、第二曝气盘(5)和第二布水装置(4)，其顶部通过尾气排放管(14)与尾气破坏器连接，其上部设有排水管(12)和循环水管(13)；所述第二布水装置与进水管(17)连接；所述循环水管还连接于进水管，其上设有循环水泵；所述臭氧发生器通过第一臭氧排气管(2)与第一曝气盘连接、通过第二臭氧排气管(3)与第二曝气盘连接。
2.根据权利要求1所述的高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，所述固定床催化剂层的厚度为反应器的1/6～1/4，固定床催化剂层底部距反应器底部的高度为反应器的1/3～1/2。
3.根据权利要求1所述的高效稳定的臭氧催化氧化反应装置，其特征在于，所述流化床催化剂层的厚度为反应器的1/6～1/4，催化剂膨胀率30％～100％。
【专利技术属性】
技术研发人员：赵二华，杨建峡，余云飞，杨世辉，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50
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