一种用于废水处理的新型臭氧催化氧化塔制造技术

一种用于废水处理的新型臭氧催化氧化塔，为立式塔体结构，塔体顶端部设有尾气排放口，底端部设有废水进料口。氧化塔采用分级氧化设计理念，分为塔体下部臭氧催化氧化区和塔体上部臭氧氧化区。塔体内部从上至下分别设有除雾器，液体喷淋装置，填料床层，二级催化剂床层，二级臭氧化气进气管（配有布气盘），一级催化剂床层，一级臭氧化气进气管（配有布气盘）。塔体上部另设有液体内循环系统，液体通过循环泵接入至喷淋装置，塔体中上部设有废水排出口。本发明专利技术可有效提高臭氧利用率，增加对废水中有机物降解去除效率，显著降低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于废水处理的新型臭氧催化氧化塔
：本专利技术涉及一种废水处理技术，尤其是一种去除废水中有机物的技术，具体地说是一种用于废水处理的新型臭氧催化氧化塔。
技术介绍
：现代工业的发展使含有高浓度难降解有机污染物和高含盐量的工业废水日益增多，该类废水的治理是水处理领域面临的重大问题。它主要来源于化工产品的制造及煤炭、石油和天然气的采集加工等过程。除含有Na+，Cl-，SO42-等无机离子外，还具有高有机物、高色度、高粘度、高生物毒性、难降解等特征。常规的物理、化学、生物方法难以满足净化处理在技术和经济上的要求。若处理不达标直接排放，会严重破坏水体环境，影响工农业正常生产和人类健康。因此，对该类废水进行深度处理，进一步去除难降解有毒有害污染物，对于减轻废水的环境危害极为必要。针对该类废水处理方法主要有物理化学法，生化法、氧化法等。其中物理化学法包括吸附法和萃取法，其缺点有吸附剂成本高、再生困难，萃取剂消耗量大、易带来二次污染。生化法包括厌氧-好氧工艺、固定化生物技术、膜生物反应器，其缺点有处理时间长，占地面积大，且在含盐量大、生化性差、含有有毒有害废水中选育优势种群，具有较大难度。氧化法包括Fenton氧化、臭氧氧化、湿式氧化、光、电催化氧化。其中利用光、声、电、磁及其他无毒试剂催化氧化技术处理有机废水，尤其是难生化降解、对人类危害极大的有机污染物，是当前世界水处理领域较热的研究方向。臭氧以其氧化能力强（仅次于氟，羟基自由基），反应速度快，不产生污泥和二次污染，提高水的可生化性等优点，在废水处理领域越来越受到重视。单独使用臭氧处理废水，效率低且氧化能力不足，从而导致处理效果不佳。若添加催化剂作用，过程中能生成氧化能力更强的羟基自由基，使得分解有机物更加彻底，效率更高。目前，臭氧催化氧化设备普遍存在投资高，运行费用高，技术应用经济性较差。分析原因，现有臭氧催化氧化工艺与设备，不能使气液两相混合均匀，导致传质反应效率低，废水有机物降解效率低。另外，催化剂床层设计不合理，催化效率降低，导致催化剂投加量大。再者，氧化塔内臭氧浓度分布不均，尾气中残余臭氧浓度大，易造成二次污染，臭氧利用率很低，造成臭氧投加量大。以上种种因素，使得装置运行成本居高不下，废水中有机物氧化降解效果也欠佳。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有的臭氧催化氧化设备普遍存在投资高，运行费用高，技术应用经济性较差的问题，提供一种高效，运行成本低的用于废水处理的新型臭氧催化氧化设备。本专利技术的技术方案是：一种用于废水处理的新型臭氧催化氧化塔，其特征在于，它整体呈立式塔体结构，塔体顶部和底部分别设有尾气排放口15和废水进料口1，塔体中上部设有废水排出口8，塔体下部为臭氧催化氧化区16，塔体上部为臭氧氧化区17；臭氧催化氧化区16设有一级臭氧化气进气口2和二级臭氧化气进气口3，一级臭氧化气进气口2和二级臭氧化气进气口3的进气管路上均连接有布气盘6，两级进气管路上方分别设置有一级催化剂床层4和二级催化剂床层5，一级催化剂床层4和二级催化剂床层5的床层底部均设有支撑板7；臭氧氧化区17上部设有除雾器11，除雾器11下部设有液体喷淋装置10，液体喷淋装置10的下部设有填料床层9，同时在塔体的外侧还设有液体内循环系统，氧化塔内上部废液从塔体上设置的液体循环出口13流出，经由循环泵14进入塔体上设置的液体循环进口12并进入液体喷淋装置10喷向填料床层9，臭氧化气体尾气经液体喷淋物理消泡和除雾器去除液滴后由尾气排放口15排出，废水经氧化降解处理后由废水排出口8排出。根据实际水质条件和达标需要，可将多个相同的氧化塔进行串联使用，前一个氧化塔废水排出口与后一个氧化塔废水进料口用管路连接。整个臭氧催化氧化塔采用分级氧化设计理念，将臭氧利用率提至最高水平，同时也大幅度增加对有机物的降解效率。所述氧化塔臭氧化气进气系统设置多级进气系统，可设置两级或两级以上；臭氧化气可由臭氧发生器制得并由管路输入，进气管路上安装有流量调节阀和显示仪表；进气管路上装有布气盘，优选用耐腐蚀性能好的材质如钛材，布气盘上气孔孔径在10um~20um；多级进气系统中，越靠近塔底部进气量分配比例越大；如两级进气系统中，底部一级进气管路进气量为设计值的70%，其上方二级进气管路进气量为30%；布气盘设计为可拆卸模块，且均匀分布在进气管上。所述氧化塔催化剂床层系统设置多级催化剂床层，与多级进气系统相对应；催化剂床层设置于进气管路上方，床层总体积占塔体总体积30%~60%；催化剂由其床层下方支撑板承托，支撑板表面均匀开有小孔。催化剂用多种形式，优选球形γ-Al2O3作为载体，粒径3mm~5mm，负载Mn、Cu、Ce、Ni元素中的一种或几种金属氧化物。所述氧化塔内液体内循环系统出口位于废水排出口与催化剂床层之间，废水经由循环泵进入液体喷淋装置，液体循环进口与喷淋管路连接；喷淋装置下方设有填料床层，喷淋而下的废水与填料床层相互接触，形成无数细小液滴附在填料上，与从塔内废水中逸散出的臭氧气体发生氧化反应，进一步去除废水中有机物成分，提高臭氧利用率。所述氧化塔尾气排放口设置于塔顶端位置，输入装置系统的臭氧化气在废水中经由催化氧化和直接氧化作用与废水中有机物进行反应，未反应的臭氧气体从废水中逸散而出；对于有机物含量较高的废水，臭氧化气尾气会夹带液体形成雾沫向上，与填料床层的液滴进行接触反应，进一步消耗未反应的臭氧气体；臭氧化气尾气继续向上，经由喷淋而下的废水，物理消除携带的大量泡沫，再由除雾器去除剩余微小液滴，最终由排放口排出系统外；尾气排放口设置有臭氧浓度测定仪以及臭氧破坏装置，若臭氧浓度超标，引入至臭氧破坏装置反应后，达标排放。所述氧化塔废水进料口设置于塔底端位置，废水在进入氧化塔前需要进行必要的预处理操作；对于悬浮物含量较高，需设置过滤系统，控制进塔废水悬浮物含量＜5mg/L；废水经由进料泵从塔底进入，逐步推流向上，最后从废水排出口排出系统外；废水在氧化塔内停留时间控制在30min~60min；若进料废水有机物成分复杂且浓度高，最好将废水排出口接入至另一个同样的氧化塔废水进料口，形成串联操作，直到废水出口有机物含量满足排出要求。所述臭氧化气进气系统的管线材质选用不低于304不锈钢，优选316L不锈钢。所述氧化塔催化剂床层上方侧面开有孔，用于装填催化剂；其下方侧面开有孔，用于卸空催化剂。所述填料床层填料选用多种类型，优选压降低，耐氧化、耐磨性能好的填料，优选鲍尔环形式；填料床层体积占塔体总体积15%~30%；填料床层底部与废水排出口垂直间距不小于150mm。本专利技术的有益效果是：本专利技术可有效提高臭氧利用率50%以上，增加对废水中有机物降解去除效率70%，装置运行成本降低60%。附图说明图1为本专利技术的臭氧催化氧化塔结构示意图。图中：1-废水进料口；2-一级臭氧化气进气管；3-二级臭氧化气进气管；4-一级催化剂床层；5-二级催化剂床层；6-布气盘；7-支撑板；8-废水排出口；9-填料床层；10-液体喷淋装置；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于废水处理的新型臭氧催化氧化塔，其特征在于，它整体呈立式塔体结构，塔体顶部和底部分别设有尾气排放口（15）和废水进料口（1），塔体中上部设有废水排出口（8），塔体下部为臭氧催化氧化区（16），塔体上部为臭氧氧化区（17）；臭氧催化氧化区（16）设有一级臭氧化气进气口（2）和二级臭氧化气进气口（3），一级臭氧化气进气口（2）和二级臭氧化气进气口（3）的进气管路上均连接有布气盘（6），两级进气管路上方分别设置有一级催化剂床层（4）和二级催化剂床层（5），一级催化剂床层（4）和二级催化剂床层（5）的床层底部均设有支撑板（7）；臭氧氧化区（17）上部设有除雾器（11），除雾器（11）下部设有液体喷淋装置（10），液体喷淋装置（10）的下部设有填料床层（9），同时在塔体的外侧还设有液体内循环系统，氧化塔内上部废液从塔体上设置的液体循环出口（13）流出，经由循环泵（14）进入塔体上设置的液体循环进口（12）并进入液体喷淋装置（10）喷向填料床层（9），臭氧化气体尾气经液体喷淋物理消泡和除雾器去除液滴后由尾气排放口（15）排出，废水经氧化降解处理后由废水排出口（8）排出。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于废水处理的新型臭氧催化氧化塔，其特征在于，它整体呈立式塔体结构，塔体顶部和底部分别设有尾气排放口（15）和废水进料口（1），塔体中上部设有废水排出口（8），塔体下部为臭氧催化氧化区（16），塔体上部为臭氧氧化区（17）；臭氧催化氧化区（16）设有一级臭氧化气进气口（2）和二级臭氧化气进气口（3），一级臭氧化气进气口（2）和二级臭氧化气进气口（3）的进气管路上均连接有布气盘（6），两级进气管路上方分别设置有一级催化剂床层（4）和二级催化剂床层（5），一级催化剂床层（4）和二级催化剂床层（5）的床层底部均设有支撑板（7）；臭氧氧化区（17）上部设有除雾器（11），除雾器（11）下部设有液体喷淋装置（10），液体喷淋装置（10）的下部设有填料床层（9），同时在塔体的外侧还设有液体内循环系统，氧化塔内上部废液从塔体上设置的液体循环出口（13）流出，经由循环泵（14）进入塔体上设置的液体循环进口（12）并进入液体喷淋装置（10）喷向填料床层（9），臭氧化气体尾气经液体喷淋物理消泡和除雾器去除液滴后由尾气排放口（15）排出，废水经氧化降解处理后由废水排出口（8）排出。


2.根据权利要求1所述的新型臭氧催化氧化塔，其特征在于，所述氧化塔臭氧化气进气系统设置多级进气系统，可设置两级或两级以上；臭氧化气可由臭氧发生器制得并由管路输入，进气管路上安装有流量调节阀和显示仪表；进气管路上装有布气盘，优选用耐腐蚀性能好的材质如钛材，布气盘上气孔孔径在10um~20um；多级进气系统中，越靠近塔底部进气量分配比例越大；如两级进气系统中，底部一级进气管路进气量为设计值的70%，其上方二级进气管路进气量为30%；布气盘设计为可拆卸模块，且均匀分布在进气管上。


3.根据权利要求1所述的新型臭氧催化氧化塔，其特征在于，所述氧化塔催化剂床层系统设置多级催化剂床层，与多级进气系统相对应；催化剂床层设置于进气管路上方，床层总体积占塔体总体积30%~60%；催化剂由其床层下方支撑板承托，支撑板表面均匀开有小孔；催化剂用多种形式，优选球形γ-Al2O3作为载体，粒径3mm~5mm，负载Mn、Cu、Ce、Ni元素中的一种或几种金属氧化物。


4.根据权利要求1所述的新型臭氧催化氧化塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏新，陈飞，刘丰，何松，袁文兵，
申请(专利权)人：江苏中圣高科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32