催化臭氧化-类芬顿耦合反应器及有毒难降解废水处理方法.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CN105692860A(43)申请公布日2016.06.22(21)申请号201610078196.5C02F103/10(2006.01)(22)申请日2016.02.03(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人赖波(74)专利代理机构成都科海专利事务有限责任公司51202代理人黄幼陵郭萍(51)Int.Cl.C02F1/72(2006.01)C02F1/78(2006.01)C02F103/06(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称催化臭氧化-类芬顿耦合反应器及有毒难降解废水处理方法(57)摘要本发明提供的催化臭氧化-类芬顿耦合反应器，包括反应罐、臭氧发生器和残留臭氧脱除装置、射流器、进水泵、回流泵、废水回流管、出水管、臭氧供气管、臭氧输送管、臭氧回流管、残留臭氧排出管和气体流量计。本发明还提供的有毒难降解废水处理方法，该方法使用上述反应器，操作如下：将待处理废水和臭氧连续通入射流器中，待处理废水和臭氧在射流器中混合后进入反应罐中，然后开启回流泵使反应罐中的微米级铁基催化材料处于流化状态，处理后的废水连续排出反应罐，将集气罩中的臭氧输入臭氧输送管中回用以及输入残留臭氧脱除装置中进行处理。该方法利用了催化臭氧化和类芬顿反应之间的协同作用，能有效提高废水处理效率和降低废水处理成本。CN105692860ACN105692860A权利要求书1/2页1.催化臭氧化-类芬顿耦合反应器，包括反应罐(1)、臭氧发生器(2)和残留臭氧脱除装置(3)，其特征在于还包括射流器(4)、进水泵(5)、回流泵(6)、废水回流管(7)、出水管(8)、臭氧供气管(9)、臭氧输送管(10)、臭氧回流管(11)、残留臭氧排出管(12)和气体流量计(13)；所述反应罐(1)由下端封闭、上端开口的圆筒体及圆筒体开口端设置的集气罩(14)组成，反应罐(1)内装有微米级铁基催化材料，组成反应罐的圆筒体封闭端内端面设有顶点向上的圆锥体(15)，侧壁下部设有待处理废水进口(1-1)、出水口(1-2)和循环水进口(1-3)，侧壁上部设有循环水出口(1-4)，下端端部设有排空管(16)，组成反应罐的集气罩(14)上设有臭氧回用口(14-1)、残留臭氧出口(14-2)和带密封盖的加药管(17)，所述循环水进口(1-3)至少为3个，各循环水进口均匀分布在圆筒体的同一高度位置且各循环水进口的中心线分别与所在位置的圆筒体切线的夹角(α)为5°～60°；所述出水管(8)包括弧形弯头(8-1)和竖管(8-2)，弧形弯头(8-1)的一端与圆筒体侧壁下部设置的出水口(1-2)连接，另一端开口向上并与竖管连接；所述废水回流管(7)的一端与圆筒体侧壁上部设置的循环水出口(1-4)连接，另一端通过支管分别与圆筒体侧壁下部设置的各循环水进口(1-3)连接，回流泵(6)设置在废水回流管(7)的管路上；所述臭氧供气管(9)的一端与臭氧发生器(2)连接，另一端与臭氧输送管(10)的进气端连接，所述臭氧回流管(11)的一端与集气罩上设置的臭氧回用口(14-1)连接，另一端与臭氧输送管(10)的进气端连接，臭氧供气管(9)和臭氧回流管(11)上均设有气体流量计(13)；所述臭氧输送管(10)的出气端与射流器(4)的进气口连接；所述进水泵(5)通过管件与射流器(4)的进水口连接，射流器(4)的出口通过管件与圆筒体侧壁下部设置的待处理废水进口(1-1)连接；所述残留臭氧脱除装置(3)通过残留臭氧排出管(12)与集气罩上设置的残留臭氧出口(14-2)连接。2.根据权利要求1所述催化臭氧化-类芬顿耦合反应器，其特征在于所述圆锥体(15)的锥角(θ)为45°～160°，圆锥体的底面的直径(d)与反应罐的直径(D)之比为0.3～0.9。3.根据权利要求1或2所述催化臭氧化-类芬顿耦合反应器，其特征在于所述出水管的竖管(8-2)的长度(l)至少为20cm。4.根据权利要求1或2所述催化臭氧化-类芬顿耦合反应器，其特征在于所述循环水进口(1-3)的数量为3个、5个或者7个。5.根据权利要求1或2所述催化臭氧化-类芬顿耦合反应器，其特征在于所述铁基催化材料为零价铁粒子、铁铜双金属粒子、铁钯双金属粒子、铁镍双金属粒子、铁铜银三金属粒子、铁铜钯三金属粒子或者铁铜镍三金属粒子。6.一种有毒难降解废水处理方法，其特征在于该方法使用权利要求1至5中任一权利要求所述催化臭氧化-类芬顿耦合反应器，操作如下：将待处理废水和臭氧连续通入射流器(4)中，待处理废水和臭氧在射流器中混合后进入反应罐(1)中，然后开启回流泵(6)使反应罐中的微米级铁基催化材料处于流化状态，处理后的废水由出水管(8)