技术领域
[0001] 本实用新型涉及有机废水处理技术领域，尤其是涉及一种非均相复合催化氧化污水深度处理系统。
相关背景技术
[0002] 目前，工业污水成分复杂，难以得到有效去除，生物降解性差，毒性大，对环境和人类危害巨大，不能达到人们对水质的要求。现行常规生化水处理工艺难以有效地去除这些难降解有机污染物，因此，高级氧化技术已成为治理生物难降解有机有毒污染物的重要手段。传统的非均相催化臭氧氧化工艺，单纯的应用臭氧处理污水，臭氧利用率低，运行费用昂贵，限制了其对污水中有机物的处理能力，未能有效针对难降解物质进行处理，处理效果比较差。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种非均相复合催化氧化污水深度处理系统，用于解决上述至少一个技术问题，其能够快速降解有机污染物，极大地提高了臭氧的利用率和氧化效率，提高污染物的矿化去除效果，而且不产生二次环境污染。
[0004] 本实用新型的实施例是这样实现的：
[0005] 一种非均相复合催化氧化污水深度处理系统，包括污水收集装置、臭氧微纳米气泡形成装置、催化反应装置和尾气处理装置。
[0006] 所述污水收集装置通过第一污水进水管与所述臭氧微纳米气泡形成装置连通。
[0007] 所述污水收集装置通过第二污水进水管与所述催化反应装置连通。
[0008] 所述臭氧微纳米气泡形成装置通过臭氧微纳米气泡出水管与所述催化反应装置连通。
[0009] 所述催化反应装置通过尾气传输管与所述尾气处理装置连通。
[0010] 在本实用新型较佳的实施例中，上述污水收集装置包括污水泵和保安过滤器。
[0011] 所述污水泵的输出端与所述保安过滤器的输入端连通。
[0012] 所述保安过滤器的输出端包括第一输出端与第二输出端。
[0013] 所述保安过滤器的第一输出端通过第一污水进水管与所述臭氧微纳米气泡形成装置连通。
[0014] 所述保安过滤器的第二输出端通过第二污水进水管与所述催化反应装置连通。
[0015] 在本实用新型较佳的实施例中，上述臭氧微纳米气泡形成装置包括臭氧发生器和微纳米气泡发生器。
[0016] 所述臭氧发生器的输入端通过纯氧进气管连接气源。
[0017] 所述臭氧发生器的输出端通过臭氧传输管与所述微纳米气泡发生器连通。
[0018] 所述臭氧传输管上设置有第二流量调节器。
[0019] 所述保安过滤器的第一输出端通过所述第一污水进水管与所述微纳米气泡发生器连通。
[0020] 所述第一污水进水管上设置有第一流量调节器。
[0021] 所述微纳米气泡发生器的输出端通过臭氧微纳米气泡出水管与所述催化反应装置连通。
[0022] 在本实用新型较佳的实施例中，上述催化反应装置设置在反应器壳体中，自上而下包括污水进水层、催化反应层和出水层。
[0023] 所述污水进水层和所述催化反应层通过填料承托板分隔开。
[0024] 所述填料承托板上搭载复合催化剂。
[0025] 所述填料承托板上开设有过滤孔。
[0026] 所述污水进水层的输出端通过第一提升泵与所述催化反应层连通。
[0027] 所述催化反应层和所述出水层通过隔板分隔开。
[0028] 所述隔板上开设有过滤孔。
[0029] 所述催化反应层的输出端通过第二提升泵与所述出水层连通。
[0030] 所述保安过滤器的第二输出端通过第二污水进水管与所述污水进水层连通。
[0031] 所述第二污水进水管上设置有第三流量调节器。
[0032] 所述微纳米气泡发生器的输出端通过臭氧微纳米气泡出水管与所述污水进水层连通。
[0033] 所述臭氧微纳米气泡出水管上设置有第四流量调节器。
[0034] 所述出水层的输出端包括第一输出端和第二输出端。
[0035] 所述出水层的第一输出端连接出水排放管。
[0036] 所述出水排放管上设置有排放控制阀。
[0037] 所述出水层的第二输出端通过尾气传输管连接尾气处理装置。
[0038] 在本实用新型较佳的实施例中，上述出水层的输出端还包括第三输出端。
[0039] 所述出水层的第三输出端通过出水回流管连接所述污水进水层。
[0040] 所述出水回流管上设置有回流控制阀和回流泵。
[0041] 在本实用新型较佳的实施例中，上述尾气处理装置包括尾气吸收塔。
[0042] 所述出水层的第二输出端通过尾气传输管连接所述尾气吸收塔。
[0043] 所述尾气吸收塔的输出端连接尾气排放管。
[0044] 所述尾气排放管上设置有风机。
[0045] 在本实用新型较佳的实施例中，上述复合催化剂包括催化剂基体和活性组分。
[0046] 所述催化剂基体包括γ-Al2O3。
[0047] 所述活性组分以Mn-Ce复合金属氧化物为基础，增加过渡金属。
[0048] 所述过渡金属包括Cu、Fe、Ni、Co、Zn。
[0049] 本实用新型实施例的有益效果是：
[0050] (1)设置多处流量调节器调节速率，调节介质流道内污水和臭氧通过的量，便于臭氧和微纳米气泡的有效结合，提高系统净化效率，维持系统运行的稳定性；
[0051] (2)催化反应装置设置有出水回流系统，提高了催化剂的重复使用率和催化效果，难降解有机有毒污染物的去除率大幅提高；
[0052] (3)选用机械强度高、稳定性好的γ-氧化铝作为催化剂基体，同时搭载过渡金属、过渡金属氧化物、贵金属和稀土元素，形成催化活性高的复合催化剂，结合微纳米气泡技术，极大地提高了臭氧的利用率和氧化效率，提高污染物的矿化去除效果；
[0053] (4)实现了连续、自动化运行。
具体实施方式
[0059] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
[0060] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0061] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0062] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0063] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0064] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0065] 下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0066] 本实用新型的一种实施方式如图1至图2所示，本实施方式提供了一种非均相复合催化氧化污水深度处理系统，包括污水收集装置、臭氧微纳米气泡形成装置、催化反应装置1和尾气处理装置。
[0067] 所述污水收集装置通过第一污水进水管801与所述臭氧微纳米气泡形成装置连通。
[0068] 所述污水收集装置通过第二污水进水管702与所述催化反应装置1连通。
[0069] 所述臭氧微纳米气泡形成装置通过臭氧微纳米气泡出水管802与所述催化反应装置1连通。
[0070] 所述催化反应装置1通过尾气传输管901与所述尾气处理装置连通。
[0071] 所述污水收集装置包括污水泵701和保安过滤器7。
[0072] 所述污水泵701的输出端与所述保安过滤器7的输入端连通。
[0073] 所述保安过滤器7的输出端包括第一输出端与第二输出端。
[0074] 所述保安过滤器7的第一输出端通过第一污水进水管801与所述臭氧微纳米气泡形成装置连通。
[0075] 所述保安过滤器7的第二输出端通过第二污水进水管702与所述催化反应装置1连通。
[0076] 所述臭氧微纳米气泡形成装置包括臭氧发生器6和微纳米气泡发生器8。
[0077] 所述臭氧发生器6的输入端通过纯氧进气管601连接气源。
[0078] 所述臭氧发生器6的输出端通过臭氧传输管602与所述微纳米气泡发生器8连通。
[0079] 所述臭氧传输管602上设置有第二流量调节器6021。
[0080] 所述保安过滤器7的第一输出端通过所述第一污水进水管801与所述微纳米气泡发生器8连通。
[0081] 所述第一污水进水管801上设置有第一流量调节器8011。
[0082] 所述微纳米气泡发生器8的输出端通过臭氧微纳米气泡出水管802与所述催化反应装置1连通。
[0083] 所述催化反应装置1设置在反应器壳体12中，自上而下包括污水进水层13、催化反应层3和出水层2。
[0084] 所述污水进水层13和所述催化反应层3通过填料承托板301分隔开。
[0085] 所述填料承托板301上搭载复合催化剂。
[0086] 所述填料承托板301上开设有过滤孔。
[0087] 所述污水进水层13的输出端通过第一提升泵302与所述催化反应层3连通。
[0088] 所述催化反应层3和所述出水层2通过隔板201分隔开。
[0089] 所述隔板201上开设有过滤孔。
[0090] 所述催化反应层3的输出端通过第二提升泵202与所述出水层2连通。
[0091] 所述保安过滤器7的第二输出端通过第二污水进水管702与所述污水进水层13连通。
[0092] 所述第二污水进水管702上设置有第三流量调节器7021。
[0093] 所述微纳米气泡发生器8的输出端通过臭氧微纳米气泡出水管802与所述污水进水层13连通。
[0094] 所述臭氧微纳米气泡出水管802上设置有第四流量调节器8021。
[0095] 所述出水层2的输出端包括第一输出端和第二输出端。
[0096] 所述出水层2的第一输出端连接出水排放管5。
[0097] 所述出水排放管5上设置有排放控制阀501。
[0098] 所述出水层2的第二输出端通过尾气传输管901连接尾气处理装置。
[0099] 所述出水层2的输出端还包括第三输出端。
[0100] 所述出水层2的第三输出端通过出水回流管4连接所述污水进水层13。
[0101] 所述出水回流管4上设置有回流控制阀401和回流泵11。
[0102] 所述尾气处理装置包括尾气吸收塔9。
[0103] 所述出水层2的第二输出端通过尾气传输管901连接所述尾气吸收塔9。
[0104] 所述尾气吸收塔9的输出端连接尾气排放管902。
[0105] 所述尾气排放管902上设置有风机10。
[0106] 所述复合催化剂包括催化剂基体和活性组分。
[0107] 所述催化剂基体包括γ-Al2O3。
[0108] 所述活性组分以Mn-Ce复合金属氧化物为基础，增加过渡金属。
[0109] 所述过渡金属包括Cu、Fe、Ni、Co、Zn。
[0110] 本实施方式还提供了一种使用如前所述的非均相复合催化氧化污水深度处理系统处理污水的方法，包括如下步骤：
[0111] S1，将经过预处理的污水泵入污水收集装置，去除悬浮物和胶体物质。
[0112] S2，污水收集装置出水通过臭氧微纳米气泡形成装置与臭氧混合，进入催化反应装置1，与所述催化反应装置1中填充的复合催化剂反应，经催化氧化后去除污水中有毒有害的有机物，经处理的污水若未达标则重新催化反应装置1进行反应，若达标则排放。
[0113] S3，经所述催化反应装置1出口排出的尾气充入尾气处理装置，加热分解臭氧尾气，再经过催化剂层分解臭氧尾气，处理后的尾气达标进行排放。
[0114] S2中所述复合催化剂的制备方法包括如下步骤：
[0115] S21，使用等体积浸溃法，将过渡金属的硝酸盐和氯化物盐按配比称量好并加水或乙醇或其他有机溶剂溶解，制备成金属盐溶液。
[0116] S22，调节所述金属盐溶液的PH值为11～13，搅拌均匀，静置。
[0117] S23，取γ-Al2O3球浸在上述金属盐溶液中10～15小时。
[0118] S24，烘干所述γ-Al2O3球，高温烧结，烧结温度为300～500℃，保温时间2～5小时，得到复合催化剂。
[0119] S2中臭氧投入的量与COD去除量的质量分数比0.4～1。
[0120] 本实施方式所述臭氧微纳米气泡形成装置采用潜水式节流释气微纳米气泡发生方法,利用节流孔对液体节流产生的背压,使空气和水在潜水泵内部增压溶解，利用节流孔使液体加速流动时喉部产生的负压，释放水中的溶解空气，形成微细气泡。
[0121] 本实施方式所述非均相复合催化氧化污水深度处理方法适用于各种有机废水的处理，包括有机污染物的饮用水，尤其适用于医院废水、生活废水、有机农药、石油冶炼和煤化工、制药等行业产生的有机废水。
[0122] 实施例1
[0123] 利用本实施方式的处理方法处理某医院废水，废水中的COD浓度为210mg/L，将上述废水采用本实施方式所述的方法流程进行处理，选择的催化剂载体为γ-Al2O3，其活性组分为Mn-Ce-Cu，催化剂各组分的重量配比为Mn:Ce:Cu＝3:1:2，臭氧的流量为1.0L/min，处理后废水中的COD浓度为15mg/L，COD去除率达到92.86％。
[0124] 实施例2
[0125] 利用本实施方式的处理方法处理某化工厂废水，废水中的COD浓度为1500mg/L，将上述废水采用本实施方式所述的方法流程进行处理，选择的催化剂载体为γ-Al2O3，其Mn-Ce-Co，催化剂各组分的重量配比为Mn:Ce:Co＝5:2:3，臭氧的流量为2.5L/min，处理后废水中的COD浓度为30mg/L，COD去除率达到98％。
[0126] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
