一种臭氧催化氧化搅拌式反应器及污水处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108557985A(43)申请公布日2018.09.21(21)申请号201810649277.5(22)申请日2018.06.22(71)申请人哈尔滨工业大学（深圳）地址518000广东省深圳市南山区桃源街道深圳大学城哈尔滨工业大学校区(72)发明人王宏杰董文艺韩琦李函博(74)专利代理机构深圳市添源知识产权代理事务所(普通合伙)44451代理人罗志伟(51)Int.Cl.C02F1/78(2006.01)C02F1/72(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种臭氧催化氧化搅拌式反应器及污水处理方法(57)摘要本发明属于有机化工废水处理领域，具体涉及的是对传统臭氧反应器进行改造，得到一种处理化工废水的新型、高效臭氧催化氧化搅拌式反应器。通过对臭氧反应器内部结构进行改造（如设置导流筒、增加搅拌装置），以提高臭氧停留时间；同时，将臭氧与负载了“活性炭+纳米铁（纳米零价铁与纳米氧化铁的混合物）”的催化填料进行联用，提高臭氧利用率，从而降低工艺能耗和处理成本。CN108557985ACN108557985A权利要求书1/2页1.一种臭氧催化氧化搅拌式反应器，其特征在于，所述臭氧反应器由下而上分为两级：第一级反应区包括曝气装置和导流筒；第二级反应区包括承托层、催化填料和搅拌装置；其中，臭氧发生器（1）产生的臭氧经气体流量计（2）调节气速后进行该臭氧催化氧化搅拌式反应器（4）中；在第一级反应区内，曝气装置（3）位于臭氧反应器底部，优选为微气泡曝气装置，臭氧反应器底部采用曝气装置（3）进行曝气，有机化工废水经流量泵（5）和阀门（6）进入反应器（4），气、液在此处进行预混合，然后经导流筒（7）进行充分混合及内循环，延长气、液接触反应时间；在第二级反应区内，臭氧和废水经位于第一级反应区上部的承托层（8）进入填充了催化填料（9）的反应区；同时，位于反应器顶部的电动装置（11）带动三级搅拌器（10）使臭氧、废水和催化填料充分混合，深度接触催化氧化，排气，排废水。2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述废水经两级接触氧化后从位于反应器上部的从出水口（13）进入后续工艺中；废气进入位于反应器上部的尾气处理装置（12）进行处理。3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应过程中可从设置于第一级反应区和第二级反应区采样口（14）进行取样进行相关检测；同时，该反应器中气、液混合状态可适时从设置于第一级反应区的观察口（15）进行观察。4.一种使用前述权利要求1-3任一项的臭氧催化氧化搅拌式反应器的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：臭氧发生器产生的臭氧经气体流量计进入反应器，反应器底部设置微气泡曝气装置，反应一开始即启动微气泡曝气，臭氧气泡呈雾状，增大了臭氧气泡与污染物的有效接触面积；开始曝气时，大部分臭氧气体进入导流筒，导流筒内的气速大于其四周气速，这样就造成中间的流体密度变小，形成密度差、压力差，从而使气、液流出导流筒时向四周、向下扩散，气、液流动方向；在第一级反应区，臭氧和废水经导流筒作用形成内循环扰流，接触氧化反应时间延长，污染物得到充分降解或矿化；臭氧和废水经位于第一级反应区上部的承托层进入第二级反应区填充了催化填料的反应区；同时，位于反应器顶部的电动装置带动三级搅拌器使臭氧、废水和催化填料充分混合，深度接触催化氧化，排气，排废水。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，微气泡出气速度范围为0.5~1.0L/min。6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在第一级反应区内，气、液流动方向一致，均为先从导流筒底部向上流动，然后向外、向下流动形成循环。7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，大部分臭氧气体进入导流筒后，环隙比为0.8~1.0。8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述催化填料为“活性炭+纳米铁”的轻质、复合型催化填料，即纳米零价铁与纳米氧化铁的混合物，其中纳米零价铁与纳米氧化铁的质量比范围为1:1~3:1，催化剂填料粒径范围为3mm~5mm，优选该填料比重范围为0.75~0.95。2CN108557985A权利要求书2/2页9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，臭氧催化氧化搅搓式反应器的气、液停留时间为1h。10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，三级电动搅拌装置的搅拌速度范围为6.0~7.5r/s。3CN108557985A说明书1/6页一种臭氧催化氧化搅拌式反应器及污水处理方法技术领域[0001]该技术属于有机化工废水处理领域，具体涉及的是对传统臭氧反应器进行改造，得到一种处理化工废水的新型、高效臭氧催化氧化搅拌式反应器及污水