臭氧催化氧化处理污水设备

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2024-03-12 17:16:31

权利要求书： 1.一种臭氧催化氧化处理污水设备，其特征在于，包括：罐体、进水管(1)、回流泵(2)、射流器(3)、混流装置(4)、催化剂容器(5)、催化反应辅助装置(6)、出水管(7)、尾气排放管(8)；

所述罐体两端封闭，且立式安装；所述罐体顶部连接所述尾气排放管(8)，底部连接所述进水管(1)；

所述罐体侧面，靠近上部的位置安装有管道，并连接所述回流泵(2)的入口，所述回流泵(2)出口连接所述射流器(3)进液口，所述射流器(3)出液口通过管道连接所述混流装置(4)；所述混流装置(4)安装于所述罐体内部，所述罐体内部还安装有至少一个所述催化剂容器(5)；所述罐体侧面，靠近上部的位置安装有所述出水管(7)；

所述催化剂容器(5)内部安装至少一个所述催化反应辅助装置(6)。

2.根据权利要求1所述的处理污水设备，其特征在于，所述射流器(3)气体入口连接臭氧发生器。

3.根据权利要求1所述的处理污水设备，其特征在于，所述混流装置(4)位于所述催化剂容器(5)下方。

4.根据权利要求3所述的处理污水设备，其特征在于，所述混流装置(4)为水平设置，且一端封闭的管道，其下部安装至少两个喷嘴(401)。

5.根据权利要求4所述的处理污水设备，其特征在于，所述喷嘴(401)安装方向为斜向下，且沿所述管道交错设置，并在所述管道轴向方向投影呈型分布。

6.根据权利要求1所述的处理污水设备，其特征在于，所述催化剂容器(5)为壳体结构，两端分别安装上挡板和下挡板，所述上挡板和下挡板均为多孔结构，且孔径小于催化剂颗粒最小尺寸，孔隙率为50％?60％；两个以上所述催化剂容器(5)安装方式为串联或并联其中一种。

7.根据权利要求6所述的处理污水设备，其特征在于，所述催化反应辅助装置(6)呈柱体结构，所述催化反应辅助装置(6)上端盖(601)及下端盖(602)分别与所述催化剂容器(5)的上、下挡板固定连接，所述催化反应辅助装置(6)侧面为多孔结构，且孔径小于催化剂颗粒最小尺寸，孔隙率为75％?85％。

8.根据权利要求7所述的处理污水设备，其特征在于，所述催化反应辅助装置(6)内部安装有超声发生器或电磁发生器其中一种或两种组合。

说明书：一种臭氧催化氧化处理污水设备技术领域[0001] 本实用新型涉及有机废水处理用催化氧化技术领域，尤其涉及一种臭氧催化氧化处理污水设备。

背景技术[0002] 非均相臭氧催化氧化技术作为处理难降解有机废水高级氧化技术之一，其具有氧化性强，选择性小，无二次污染，催化剂易分离回收等优势而引起广泛研究和工程化应用。

非均相臭氧催化氧化反应器内同时存在气液固三相，在该气液固三相传质?反应体系中，传

质是降解废水中有机物的速率控制步骤。在现有非均相臭氧催化氧化反应器的研究中，强

化传质的措施一般是沿袭增强气液传质的途径，首先是产生微气泡，比如射流曝气、曝气盘

曝气及溶气泵等，其次是改变水的物理化学性质，比如经电磁装置处理后的废水可提高臭

氧的溶解效率，虽然这两种措施能极大地提高非均相臭氧催化氧化反应器的处理效率，但

没有很好地将气液固三相体系间传质过程结合起来，而且在工艺设计中为了解决催化剂结

垢问题，通常需要设计反洗系统，增加了投资及运行成本。

[0003] 中国专利CN108840522A公开了一种高浓度有机废水处理用的催化氧化装置，过滤箱的内腔设置有过滤器，箱体内腔顶部设置有催化箱，支撑板的上方和下方分别设置为臭

氧氧化池和超声波清洗池，隔板的左方和右方分别设置为沉淀池和复合生化反应池，加药

器的右侧设置有电机，电机的输出端连接有转轴，转轴贯穿净化箱顶部延伸至沉淀池中后

侧壁上设置有刮泥板，复合生化反应池内腔中设置有活性炭吸附网，净化箱的右侧壁底部

设置有排水管，且排水管延伸至箱体右侧外部。上述技术方案提供了一种机废水处理用的

催化氧化装置，但其结构复杂，气液固三相体系分开设置，结合效果未体现出来，且催化反

应仍需反洗系统，缺少臭氧混入手段。

[0004] 中国专利CN209456226U公开了一种树脂生产废水协同处理装置，处理装置包括废水处理池，废水处理池上设有废水进口和废水出口，废水处理池的顶部设有密封盖，废水处

理池与臭氧发生器和超声波震荡装置相连，臭氧发生器通过曝气管与废水处理池的底部相

连，所述曝气管的端部设有至少一个曝气头，废水处理池内的下部设有布气板，布气板设于

所述曝气头的上方；废水处理池内设有催化氧化罐，催化氧化罐设于废水处理池的中上部，

催化氧化罐内设置有催化剂。上述技术方案部分解决了臭氧混入难的问题，气液固三相体

系结合度相较传统技术有所提升，但是催化剂仍需反洗。

[0005] 综上，需要一种臭氧催化氧化处理污水设备，既能有效结合气液固三相体系，又能实现催化剂免反洗或自动反洗的能力。

实用新型内容

[0006] 有鉴于此，本实用新型提供一种臭氧催化氧化处理污水设备，能够解决上述问题。[0007] 为此目的，本实用新型由如下技术方案实施。[0008] 臭氧催化氧化处理污水设备主要包括：罐体、进水管、回流泵、射流器、混流装置、催化剂容器、催化反应辅助装置、出水管、尾气排放管；

[0009] 所述罐体两端封闭，且立式安装；所述罐体顶部连接所述尾气排放管，底部连接所述进水管；

[0010] 所述罐体侧面，靠近上部的位置安装有管道，并连接所述回流泵的入口，所述回流泵出口连接所述射流器进液口，所述射流器出液口通过管道连接所述混流装置；所述混流

装置安装于所述罐体内部，所述罐体内部还安装有至少一个所述催化剂容器；所述罐体侧

面，靠近上部的位置安装有所述出水管；

[0011] 所述催化剂容器内部安装至少一个所述催化反应辅助装置。[0012] 进一步，所述射流器气体入口连接臭氧发生器。[0013] 进一步，所述混流装置位于所述催化容器下方。[0014] 更进一步，所述混流装置为水平设置，且一端封闭的管道，其下部安装至少两个喷嘴。

[0015] 更进一步，所述喷嘴安装方向为斜向下，且沿所述管道交错设置，并在所述管道轴向方向投影呈型分布。

[0016] 进一步，所述催化剂容器为壳体结构，两端分别安装上挡板和下挡板，所述上挡板和下挡板均为多孔结构，且孔径小于催化剂颗粒最小尺寸，孔隙率为50％?60％；两个以上

所述催化剂容器安装方式为串联或并联其中一种。

[0017] 更进一步，所述催化反应辅助装置呈柱体结构，其上端盖及下端盖分别与所述催化剂容器的上、下挡板固定连接，所述催化反应辅助装置侧面为多孔结构，且孔径小于催化

剂颗粒最小尺寸，孔隙率为75％?85％。

[0018] 更进一步，所述催化反应辅助装置内部安装有超声发生器或电磁发生器其中一种或两种组合。

[0019] 更进一步，所述催化剂容器上、下挡板之间液体通过流速为1.5m/s?2.5m/s。[0020] 本实用新型具有如下优点：[0021] (1)通过催化反应辅助装置与催化剂容器的直接结合，强化气液固三相间传质过程特别是液固间传质过程，很好地实现三相体系间传质过程的结合，使废水在罐体内停留

时间变短；

[0022] (2)通过射流器充分混合臭氧，并在催化反应辅助装置和催化剂的双重作用下，强化臭氧分解产生羟基自由基，加快了体系反应速率，提高了有机物降解程度；

[0023] (3)催化反应辅助装置作用于催化剂，可用于催化剂表面及内部孔隙的清洗，不需要另外设计反洗系统，保证了产水的连续性，简化了操作流程。

附图说明[0024] 为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还

可以根据这些附图获得其他的附图。附图中体现的相同结构分布位置及分布数量仅是为了

便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、分布数量，因此

不能理解为对本实用新型的限制。

[0025] 图1为本实用新型结构示意简图；[0026] 图2为混流装置立体结构示意图；[0027] 图3为混流装置正视图；[0028] 图4为催化反应辅助装置正视图；[0029] 图5为催化反应辅助装置立体结构示意图。[0030] 图中：[0031] 1?进水管；2?回流泵；3?射流器；4?混流装置；5?催化剂容器；6?催化反应辅助装置；401?喷嘴；601?上端盖；602?下端盖。

具体实施方式[0032] 需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；

可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以

是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本

实用新型中的具体含义。

[0033] 本实施例中处理污水设备，如图1所示，包括：罐体、进水管1、回流泵2、射流器3、混流装置4、催化剂容器5、催化反应辅助装置6、出水管7、尾气排放管8；

[0034] 罐体两端封闭，且立式安装；罐体顶部连接尾气排放管8，底部连接进水管1；[0035] 如图1所示，罐体侧面，靠近上部的位置安装有管道，并连接回流泵2的入口，回流泵2出口连接射流器3进液口，射流器3气体入口连接臭氧发生器，其出液口通过管道连接至

罐体下部，并与混流装置4连通；混流装置4安装于罐体内部靠下部的位置，并位于催化容器

5下方，优选设计为，如图2、3所示，混流装置4为水平设置，且一端封闭的管道，其下部安装

五个喷嘴401(具体可根据罐体容积调整喷嘴数量)，喷嘴401安装方向为斜向下，且沿管道

交错设置，并在管道轴向方向投影呈型分布。

[0036] 优选设计为，罐体内部还安装一个催化剂容器5，催化剂容器5为圆柱形壳体，其径向尺寸与罐体内部径向尺寸一致。催化剂容器5两端分别安装上挡板和下挡板，上挡板和下

挡板均为多孔结构，且孔径小于催化剂颗粒最小尺寸，孔隙率为50％?60％，目的保证期间

流动液体速率为1.5m/s?2.5m/s。

[0037] 罐体侧面，靠近上部的位置安装有出水管7，出水管7和回流泵2连接管道的安装口垂直方向均高于催化剂容器5上表面，且出水管7与回流泵2连接管道不相邻，优选设置为分

布于罐体直径两端，减少两管排液影响。

[0038] 催化剂容器5内部安装有催化反应辅助装置6；优选设计为，如图4、5所示，催化反应辅助装置6呈柱体结构，其上端盖601及下端盖602分别与催化剂容器5的上、下挡板固定

连接，催化反应辅助装置6侧面为多孔结构，且孔径小于催化剂颗粒最小尺寸，孔隙率为

75％?85％。催化反应辅助装置6内部选择安装超声发生器，目的在于可增加催化剂与处理

液的接触效率，同时通过超声产生的振动，清洁催化剂，解决反洗问题；也可选择安装电磁

发生器，达到同样的效果。如图1所示，单个催化剂容器5内部安装两组催化反应辅助装置6，

目的保证超声作用范围覆盖催化剂容器5。

[0039] 废水处理流程[0040] 废水通过进水管1从罐体底部进入，上部处理后的回流水通过回流泵2进入射流器3，射流器3引入臭氧发生器的臭氧，混合生成高浓度臭氧水，高浓度臭氧水通过管道进入混

流装置4，并与废水充分混合后经过催化剂容器5，在催化反应辅助装置6的超声和催化剂的

双重作用下，臭氧分解产生羟基自由基，与废水中难降解有机物发生反应，有机物得到降

解，废气通过尾气排放管8进入收集容器或尾气处理装置，处理后的水一部分作为回流水进

入回流泵2，不仅借助射流增强臭氧混合效果，同时还避免了使用新水，另一部分则通过出

水管7排出，完成污水处理。

[0041] 以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方

案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本

实用新型的权利要求范围当中。