公布日：2023.03.21
申请日：2022.12.29
分类号：C02F1/78(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种逆流式臭氧氧化反应器及其污水处理工艺，属于污水处理领域。本发明通过设置逆流式臭氧反应器结构，使反应器形成两级不同氧化原理的反应区，在第一多相反应区内，为含有相对低浓度COD的污水提供相对高浓度的臭氧，并且在第二多相反应区内，为含有相对高浓度COD的污水提供相对低浓度的臭氧，充分利用臭氧直接氧化和间接氧化能力，提高臭氧利用率，提高臭氧氧化反应效率，最大化去除污水中的有机污染物。
权利要求书
1.一种逆流式臭氧氧化反应器，包括反应器本体(100)，所述反应器本体(100)下方设置有出水口(101)，反应器本体(100)上方设置有进水口(102)，其特征在于：所述反应器本体(100)顶部设置有尾气处理装置(103)，并且所述反应器本体(100)内部设置有曝气区(110)、第一多相反应区(120)和第二多相反应区(130)，曝气区(110)位于靠近反应器本体(100)的出水口(101)位置处，并且第一多相反应区(120)位于曝气区(110)与第二多相反应区(130)之间；其中，所述曝气区(110)内设置有曝气装置(1101)，第一多相反应区(120)内设置有吸附填料，第二多相反应区(130)内设置有催化填料。
2.根据权利要求1所述的一种逆流式臭氧氧化反应器，其特征在于：所述第一多相反应区(120)与第二多相反应区(130)之间，以及第一多相反应区(120)与曝气区(110)之间分别由隔板分隔开，所述隔板上均匀分布有孔洞，孔洞的直径小于16mm。
3.根据权利要求1所述的一种逆流式臭氧氧化反应器，其特征在于：所述吸附填料的体积占第一多相反应区(120)体积的3％-20％，所述催化填料的体积占第二多相反应区(130)体积的3％-20％。
4.根据权利要求1所述的一种逆流式臭氧氧化反应器，其特征在于：所述第一多相反应区(120)外部设置有第一回流出口(121)和第一回流入口(122)，第一回流出口(121)通过第一回流管道(1210)与第一回流入口(122)相连接，并且第一回流管道(1210)上设置有第一回流泵(1220)；所述第二多相反应区(130)外部设置有第二回流出口(131)和第二回流入口(132)，第二回流出口(131)通过第二回流管道(1310)与第二回流入口(132)相连接，并且第二回流管道(1310)上设置有第二回流泵(1320)。
5.根据权利要求1所述的一种逆流式臭氧氧化反应器，其特征在于：所述曝气装置(1101)位于自曝气区(110)底部600-1500mm高度处。
6.根据权利要求4所述的一种逆流式臭氧氧化反应器，其特征在于：所述第一回流管道(1210)上设置有第一pH调节口(1230)，第二回流管道(1310)上设置有第二pH调节口(1330)。
7.一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，其特征在于：包括将污水从进水口(102)自上而下进入反应器本体(100)，同时将臭氧通过曝气装置(1101)自下而上进入反应器本体(100)，使得污水在第二多相反应区(130)中，在催化填料的催化作用下进行间接臭氧氧化反应，污水中的COD被羟基自由基氧化氧化；而后污水在第一多相反应区(120)中，在吸附填料的吸附富集作用下进行直接臭氧氧化反应，污水中的剩余COD与臭氧反应被进一步去除，处理后的污水从出水口(101)排出反应器本体(100)。
8.根据权利要求7所述的一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，其特征在于：还包括控制第一多相反应区(120)的pH为2-5；控制第二多相反应区(130)的pH为8-10。
9.根据权利要求7所述的一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，其特征在于：污水在第一多相反应区(120)的停留时间为3-7min，第二多相反应区(130)的停留时间为30-120min。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，其特征在于：还包括在第一多相反应区(120)和第二多相反应区(130)内对污水进行回流处理，回流处理过程中控制污水上升流速为1-3m/h。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有臭氧氧化处理污水技术中存在臭氧消耗量大、臭氧利率低、氧化效果差的问题，本发明提供一种逆流式臭氧氧化反应器及其污水处理工艺。本发明通过设置逆流式臭氧反应器结构，使反应器形成两级不同氧化原理的反应区，并且控制不同反应区内的反应条件，使污水处理过程中既保证高浓度臭氧，又可以最大化去除有机污染物，提高臭氧利用率，提高臭氧氧化反应效率。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种逆流式臭氧氧化反应器，包括反应器本体，所述反应器本体下方设置有出水口，反应器本体上方设置有进水口，所述反应器本体顶部设置有尾气处理装置，并且所述反应器本体内部设置有曝气区、第一多相反应区和第二多相反应区，曝气区位于靠近反应器本体的出水口位置处，并且第一多相反应区位于曝气区与第二多相反应区之间；其中，所述曝气区内设置有曝气装置，第一多相反应区内设置有吸附填料，第二多相反应区内设置有催化填料。
优选地，所述第一多相反应区与第二多相反应区由隔板分隔开，所述第一多相反应区与曝气区之间由隔板分隔开，所述隔板上均匀分布有孔洞，孔洞的直径小于16mm。
优选地，所述吸附填料的体积占第一多相反应区体积的3％-20％，所述催化填料的体积占第二多相反应区体积的3％-20％。
优选地，所述吸附填料为吸附树脂。
优选地，所述催化填料为金属氧化物填料，所述金属氧化物填料包括SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2中的一种或多种。
优选地，所述第一多相反应区外部设置有第一回流出口和第一回流入口，第一回流出口通过第一回流管道与第一回流入口相连接，并且第一回流管道上设置有第一回流泵；所述第二多相反应区外部设置有第二回流出口和第二回流入口，第二回流出口通过第二回流管道与第二回流入口相连接，并且第二回流管道上设置有第二回流泵。
优选地，所述曝气装置位于自曝气区底部600-1500mm高度处。
优选地，所述第一回流管道上设置有第一pH调节口，第二回流管道上设置有第二pH调节口。
本发明的一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，包括将污水从进水口自上而下进入反应器本体，同时将臭氧通过曝气装置自下而上进入反应器本体，使得污水在第二多相反应区中，在催化填料的催化作用下进行间接臭氧氧化反应，污水中的COD被羟基自由基氧化氧化；而后污水在第一多相反应区中，在吸附填料的吸附富集作用下进行直接臭氧氧化反应，污水中的剩余COD与臭氧反应被进一步去除，处理后的污水从出水口排出反应器本体。
本发明的一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，还包括控制第一多相反应区的pH为2-5；控制第二多相反应区的pH为8-10。
优选地，污水在第一多相反应区的停留时间为3-7min，第二多相反应区的停留时间为30-120min。
本发明的一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，还包括在第一多相反应区和第二多相反应区内对污水进行回流处理，回流处理过程中控制污水上升流速为1-3m/h。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种逆流式臭氧氧化反应器，设置逆流式臭氧反应器结构，使反应器形成两级不同氧化原理的反应区，充分利用臭氧直接氧化和间接氧化能力，最大程度地去除污水中的有机污染物，提高臭氧利用率，提高臭氧氧化反应效率；
(2)本发明的一种逆流式臭氧氧化反应器，第一多相反应区和第二多相反应区均各自设有回流泵，控制上升流速在1-3m/h，不仅提高反应区内混合程度、臭氧与填料之间的接触概率、反应效率，而且为两反应区内不同pH调节带来混合作用，并为反冲洗填料提供动力；
(3)本发明的一种逆流式臭氧氧化处理污水工艺，通过逆流式接触氧化的方式，在第一多相反应区内，为含有相对低浓度COD的污水提供相对高浓度的臭氧，并且在第二多相反应区内，为含有相对高浓度COD的污水提供相对低浓度的臭氧，以提高臭氧利用率，降低剩余气体中臭氧含量，提高反应器的氧化效果。
（发明人：姜笔存;贺雨舟;于伟华;屈晋云;谈政焱;司徒瑜霞;高泽楠;林加文;刘浩亮）
