本发明涉及污水深度处理领域，尤其涉及一种臭氧催化氧化污水深度处理系统及方法。
背景技术：
随着污水排放标准的日益严格，越来越多的
污水处理厂需增加深度工艺，以达到出水化学需氧量(cod)达标排放。臭氧催化氧化工艺作为污水深度处理工艺中的重要工艺之一，因其氧化性强、反应速率快、投资低、效果好、运行费用低和无二次污染等优点被广泛关注。臭氧催化氧化工艺可以有效去除水中的色度、臭、味和铁、锰等无机物质，并能显著降低污水cod、toc、uv吸收值等污染物指标，现多应用于难降解有机废水处理中，如污水厂二级出水、纺织、印染、垃圾渗滤液、制药和化学工业的等工业废水。
传统的臭氧催化氧化工艺因布水布气不均匀、臭氧在水相中溶解效率低等原因，影响了臭氧在臭氧催化氧化池内的传质效率，导致催化氧化效果不理想。且污水在反应器内与臭氧反应后就直接外排，使得两者接触时间较短。对于进水难降解有机物浓度较高的工业废水和城镇污水厂二级出水，为了达到日益严格的污水排放标准，需要投加大量的臭氧去除污水中的cod，如果臭氧在催化氧化装置内传质效率较低，势必会使得运行费用过高。臭氧工艺段上游废水cod变化波动大甚至出现悬浮物过高，造成冲击负荷。传统臭氧催化氧化工艺段亟需增设抗冲击负荷设施。
技术实现要素：
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种臭氧催化氧化污水深度处理系统及方法，能解决现有臭氧催化氧化工艺，布水布气不均匀，臭氧与污水直接接触后排出，使得反应时间短，多存在臭氧消耗大且利用率低，处理成本高的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施海水提供一种臭氧催化氧化污水深度处理系统，包括：
臭氧催化氧化池、有机物浓度在线监测装置、臭氧发生装置、臭氧浓度在线监测装置、回流清水池、尾气吸收装置和反冲洗气泵；其中，
所述臭氧催化氧化池的底部设有多点布水进水管线，所述多点布水进水管线上设有所述有机物浓度在线监测装置；
所述臭氧发生装置经设有所述臭氧浓度在线监测装置的臭氧管线与所述臭氧催化氧化池内底部设置的多头微孔曝气装置连接；
所述臭氧催化氧化池的上部设置出水管线，所述出水管线设有出水支路和回流支路，所述回流支路与所述回流清水池连接，所述回流清水池经设有回流泵的回流管线连接至所述多点布水进水管线；
所述臭氧催化氧化池的顶部经臭氧尾气管线与所述尾气吸收装置连接；
所述反冲洗气路管线经反冲洗气路管线与所述臭氧催化氧化池内下部设置的反冲洗布气装置连接。
本发明实施方式提供一种臭氧催化氧化污水深度处理方法，采用本发明所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，包括以下步骤：
污水经多点布水进水管线进入有机物浓度在线监测装置在线显示难降解有机物浓度，之后进入臭氧催化氧化池；
臭氧发生装置产生的臭氧经臭氧管线投加到所述臭氧催化氧化池内，在所述臭氧催化氧化池内进行臭氧催化氧化反应，降低污水的cod浓度，并通过氧化作用将难降解有机物转化为可降解有机物；
所述臭氧催化氧化池内反应后的尾气经尾气吸收装置处理后排空；
所述臭氧催化氧化池的出水一部分经出水管线的出水支路达标排放，另一部分经回流支路进入回流清水池，回流清水池通过回流管线和回流泵经多点布水进水管线回流至所述臭氧催化氧化池内进一步氧化。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的臭氧催化氧化污水深度处理系统及方法，其有益效果为：
通过设置多点布水进水管线和多头微孔曝气装置，使得向臭氧催化氧化池内进水和臭氧布气更均匀，能提升臭氧与污水的混合效果，提升臭氧利用率；通过设置回流清水池和设有回流泵的回流管线构成臭氧催化氧化池上、下端之间的回流单元，能有效延长污水在臭氧催化氧化池内与臭氧的反应时间，提升臭氧利用率，不仅处理效果更好，而且降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例提供的臭氧催化氧化污水深度处理系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的系统的臭氧催化氧化池的示意图；
图中各标记对应的部件为：1-臭氧发生装置；2-臭氧浓度在线监测装置；3-臭氧催化氧化池；31-多头微孔曝气装置；32-反冲洗布气装置；33-布水装置；34-承托层；35-催化剂填料层；5-尾气吸收装置；6-反冲洗气泵；7-有机物浓度在线监测装置；a-多点布水进水管线；b-臭氧管线；c-反冲洗气路管线；d-臭氧尾气管线；e-回流管线；f-出水管线；g-出水支路；h-回流支路。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
如图1所示，本发明实施例提供一种臭氧催化氧化污水深度处理系统，包括：
臭氧催化氧化池3、有机物浓度在线监测装置7、臭氧发生装置1、臭氧浓度在线监测装置2、回流清水池4、尾气吸收装置5和反冲洗气泵6；其中，
所述臭氧催化氧化池3的底部设有多点布水进水管线a，所述多点布水进水管线a上设有所述有机物浓度在线监测装置7；
所述臭氧发生装置1经设有所述臭氧浓度在线监测装置2的臭氧管线b与所述臭氧催化氧化池3内底部设置的多头微孔曝气装置31连接；
所述臭氧催化氧化池3的上部设置出水管线f，所述出水管线f设有出水支路和回流支路，所述回流支路与所述回流清水池4连接，所述回流清水池4经设有回流泵的回流管线e连接至所述多点布水进水管线a；
所述臭氧催化氧化池3的顶部经臭氧尾气管线d与所述尾气吸收装置5连接；
所述反冲洗气路管线经反冲洗气路管线c与所述臭氧催化氧化池3内下部设置的反冲洗布气装置32连接。
上述系统中，所述多点布水进水管线a通过多个进水支管与所述臭氧催化氧化池3的底部内连通；
所述臭氧催化氧化池3内的多头微孔曝气装置具有间隔设置在主气管上的多个微孔曝气头。这样多点进水提升了布水的均匀性。
上述系统中，臭氧催化氧化池3内的所述多头微孔曝气装置31上方设置所述反冲洗布气装置32；
所述反冲洗布气装置32上方设有布水装置33，所述布水装置33上面设有承托层34和铺设在该承托层34上的催化剂填料层35；
所述出水管线f的出水口处于所述催化剂填料层35上方。
参见图2，上述系统中，所述臭氧催化氧化池3为方型池体；
所述承托层的填充高度为0.3～0.45m；所述催化剂填料层的填充高度为0.5～3m。
上述系统中，催化剂填料层的催化剂填料采用负载金属的球状分子筛催化剂。
上述系统还包括：控制装置，分别与所述有机物浓度在线监测装置7、臭氧发生装置1、臭氧浓度在线监测装置2和回流泵电气连接，能根据有机物浓度在线监测装置7检测的有机物浓度，调节所述臭氧发生装置1向所述臭氧催化氧化池3的狊氧投加量；以及根据臭氧浓度在线监测装置2检测的所述臭氧催化氧化池3的臭氧浓度，开启或关闭回流泵。通过设置控制装置，能实现根据有机物浓度在线监测装置7和臭氧浓度在线监测装置2，自动控制臭氧投加量，提升臭氧利用率，保证处理效果，且降低处理成本。
本发明的处理系统，通过设置回流清水池和设有回流泵的回流管线构成臭氧催化氧化池的回流单元，能有效延长污水在臭氧催化氧化池内与臭氧的反应时间，提升臭氧利用率，不仅处理效果更好，而且降低成本。
本发明实施例还提供一种臭氧催化氧化污水深度处理方法，采用上述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，包括以下步骤：
污水经多点布水进水管线进入有机物浓度在线监测装置在线显示难降解有机物浓度，之后进入臭氧催化氧化池；
臭氧发生装置产生的臭氧经臭氧管线投加到所述臭氧催化氧化池内，在所述臭氧催化氧化池内进行臭氧催化氧化反应，降低污水的cod浓度，并通过氧化作用将难降解有机物转化为可降解有机物；
所述臭氧催化氧化池内反应后的尾气经尾气吸收装置处理后排空；
所述臭氧催化氧化池的出水一部分经出水管线的出水支路达标排放，另一部分经回流支路进入回流清水池，回流清水池通过回流管线和回流泵经多点布水进水管线回流至所述臭氧催化氧化池内进一步氧化。
上述方法还包括：通过控制装置根据有机物浓度在线监测装置7检测的有机物浓度，调节所述臭氧发生装置1向所述臭氧催化氧化池3的狊氧投加量；以及根据臭氧浓度在线监测装置2检测的所述臭氧催化氧化池3的臭氧浓度，开启或关闭回流泵。
下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
本发明提供一种臭氧催化氧化污水深度处理系统，包括：臭氧发生装置1、臭氧浓度在线监测装置2、臭氧催化氧化池3、回流清水池4、尾气吸收装置5、发冲洗气泵6和有机物浓度在线监测装置7；整套工艺布设管线包括进出水管线、臭氧管线、臭氧尾气管线、反冲洗气路管线、回流管线；
所述臭氧催化氧化池优选采用混凝土池体，其他装置零部件材质均为316l不锈钢材质或者其他耐臭氧腐蚀材质。
所述臭氧发生装置1为能够监测所产生的臭氧气体流量的氧气源臭氧发生器器。
所述臭氧浓度在线监测装置2能实时监测臭氧发生装置产生臭氧的浓度。
所述臭氧催化氧化池3内设有多头微孔曝气装置31、反冲洗布气装置32、布水装置33、承托层34和催化剂填料层35；
所述臭氧催化氧化池3为方型池体，催化剂填料层填充高度为0.5～3m；承托层填充高度为0.3～0.45m；
所述臭氧催化氧化工艺的设有回流单元，回流单元主要由含有回流泵、回流管线的回流清水池4构成，调节回流泵来调节回流流量改变回流比，保证臭氧催化氧化池3部分出水能够回流到臭氧催化氧化池3内底部，再次与臭氧反应，相当于延长污水在臭氧催化氧化池3内的停留时间，提高污水的cod去除效率。所述回流比控制在0.4～0.8范围内。
臭氧催化氧化池3下部连接有伸入装置内的反冲洗布气装置32和外接反冲洗气泵6，两者构成了臭氧催化氧化装置的反冲洗设备；
所述有机物浓度在线监测系统7位于多点布水进水管线的最前端，能够在线监测进水中有机污染物浓度。
本发明系统深度处理污水的工作原理如下：
污水经多点布水进水管线进入有机物浓度在线监测系统在线显示难降解有机物浓度，然后进入臭氧催化氧化池，臭氧发生系统产生的臭氧经过臭氧管线投加到臭氧催化氧化池，并在池中进行臭氧催化氧化反应，降低污水的cod浓度，并通过氧化作用将难降解有机物转化为可降解有机物，提高污水的可生化性。反应后的尾气经尾气吸收系统处理后排空；
臭氧催化氧化池出水可分两路，一路经出水管线的出水支路达标后排出，另一路可经回流支路进入回流清水池，回流清水池通过设有回流泵的回流管线与臭氧催化氧化池相连，能够经回流泵使回流清水池中的水回流到臭氧催化氧化池，可以进行进一步氧化；
通过控制装置的控制，当有机物浓度在线监测装置所监测的进水cod浓度较高，cod去除率要求高时，可通过臭氧发生装置和臭氧浓度在线监测装置，调节臭氧催化氧化池的狊氧投加量，提高狊氧催化氧化的cod去除效果，从而使整个工艺的cod去除率相应提高。同时，回流单元的设置使得这种污水深度处理方法实现灵活高效运行，当有机物浓度在线监测装置所监测的进水cod浓度较低时，可关停回流单元，同时调节臭氧发生装置的臭氧产生量，节省臭氧投加量，当cod来水浓度高时，可打开回流单元，即开即用。当进水悬浮物过高，造成冲击负荷时，可打开反冲洗设备，对填料进行气水反冲洗。
另外，本发明的催化剂床层选用负载金属的球状分子筛催化剂，这种填料基本无磨损消耗，同时更稳定，催化效果更好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
技术特征：
1.一种臭氧催化氧化污水深度处理系统，其特征在于，包括：
臭氧催化氧化池(3)、有机物浓度在线监测装置(7)、臭氧发生装置(1)、臭氧浓度在线监测装置(2)、回流清水池(4)、尾气吸收装置(5)和反冲洗气泵(6)；其中，
所述臭氧催化氧化池(3)的底部设有多点布水进水管线(a)，所述多点布水进水管线(a)上设有所述有机物浓度在线监测装置(7)；
所述臭氧发生装置(1)经设有所述臭氧浓度在线监测装置(2)的臭氧管线(b)与所述臭氧催化氧化池(3)内底部设置的多头微孔曝气装置(31)连接；
所述臭氧催化氧化池(3)的上部设置出水管线(f)，所述出水管线(f)设有出水支路和回流支路，所述回流支路与所述回流清水池(4)连接，所述回流清水池(4)经设有回流泵的回流管线(e)连接至所述多点布水进水管线(a)；
所述臭氧催化氧化池(3)的顶部经臭氧尾气管线(d)与所述尾气吸收装置(5)连接；
所述反冲洗气路管线经反冲洗气路管线(c)与所述臭氧催化氧化池(3)内下部设置的反冲洗布气装置(32)连接。
2.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，其特征在于，所述多点布水进水管线(a)通过多个进水支管与所述臭氧催化氧化池(3)的底部内连通；
所述臭氧催化氧化池(3)内的多头微孔曝气装置具有间隔设置在主气管上的多个微孔曝气头。
3.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，其特征在于，所述臭氧催化氧化池(3)内的所述多头微孔曝气装置(31)上方设置所述反冲洗布气装置(32)；
所述反冲洗布气装置(32)上方设有布水装置(33)，所述布水装置(33)上面设有承托层(34)和铺设在该承托层(34)上的催化剂填料层(35)；
所述出水管线(f)的出水口处于所述催化剂填料层(35)上方。
4.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，其特征在于，所述臭氧催化氧化池(3)为方型池体；
所述承托层的填充高度为0.3～0.45m；所述催化剂填料层的填充高度为0.5～3m。
5.根据权利要求2或3所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，其特征在于，所述催化剂填料层的催化剂填料采用负载金属的球状分子筛催化剂。
6.根据权利要求1或2所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，其特征在于，所述回流管线(e)上设有回流泵。
7.根据权利要求1或2所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，其特征在于，还包括：
控制装置，分别与所述有机物浓度在线监测装置(7)、臭氧发生装置(1)、臭氧浓度在线监测装置(2)和回流泵电气连接，能根据有机物浓度在线监测装置(7)检测的有机物浓度，调节所述臭氧发生装置(1)向所述臭氧催化氧化池(3)的狊氧投加量；以及根据臭氧浓度在线监测装置(2)检测的所述臭氧催化氧化池(3)的臭氧浓度，开启或关闭回流泵。
8.一种臭氧催化氧化污水深度处理方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的臭氧催化氧化污水深度处理系统，包括以下步骤：
污水经多点布水进水管线进入有机物浓度在线监测装置在线显示难降解有机物浓度，之后进入臭氧催化氧化池；
臭氧发生装置产生的臭氧经臭氧管线投加到所述臭氧催化氧化池内，在所述臭氧催化氧化池内进行臭氧催化氧化反应，降低污水的cod浓度，并通过氧化作用将难降解有机物转化为可降解有机物；
所述臭氧催化氧化池内反应后的尾气经尾气吸收装置处理后排空；
所述臭氧催化氧化池的出水一部分经出水管线的出水支路达标排放，另一部分经回流支路进入回流清水池，回流清水池通过回流管线和回流泵经多点布水进水管线回流至所述臭氧催化氧化池内进一步氧化。
9.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化污水深度处理方法，其特征在于，还包括：
通过控制装置根据有机物浓度在线监测装置(7)检测的有机物浓度，调节所述臭氧发生装置(1)向所述臭氧催化氧化池(3)的狊氧投加量；以及根据臭氧浓度在线监测装置(2)检测的所述臭氧催化氧化池(3)的臭氧浓度，开启或关闭回流泵。
技术总结
本发明公开了一种臭氧催化氧化污水深度处理系统，包括：臭氧催化氧化池的底部连接设有有机物浓度在线监测装置的多点布水进水管线；臭氧发生装置经设有臭氧浓度在线监测装置的臭氧管线与臭氧催化氧化池内底部设置的多头微孔曝气装置连接；臭氧催化氧化池的上部设置出水管线，出水管线设有出水支路和回流支路，回流支路与回流清水池连接，回流清水池经设有回流泵的回流管线连接至多点布水进水管线；臭氧催化氧化池的顶部经臭氧尾气管线与尾气吸收装置连接；反冲洗气路管线经反冲洗气路管线与臭氧催化氧化池内下部设置的反冲洗布气装置连接。该系统布水、布气更均匀，且能回流延长反应时间，提升臭氧利用率、降低成本。
技术研发人员：李霞;刘杰;林甲;刘巨波;娄天颖;薛珂;李传举
受保护的技术使用者：北京首创股份有限公司;首创爱华(天津)市政环境工程有限公司
技术研发日：2020.09.25
技术公布日：2020.12.08
声明：
“臭氧催化氧化污水深度处理系统及方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：北京首创股份有限公司;首创爱华(天津)市政环境工程有限公司
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2024年11月15日 ~ 17日 
