公布日：2022.11.22
申请日：2022.08.22
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/32(2006.01)N;C02F1/30(2006.01)N;
C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种臭氧/双氧水协同氧化耦合生化池的废水处理装置，包括长型结构的双氧水/臭氧联合氧化池，其内部被若干对折流板分隔成多个连通的反应单元；各反应单元下方设有臭氧分布管和若干臭氧布气盘，臭氧布气盘开口朝上；首端位置的反应单元下方还设有布水管和若干布水喷头，布水喷头开口朝下且与臭氧布气盘正对；布水管连接废水‑双氧水混合加压泵；首端位置的反应单元的臭氧分布管连接臭氧发生器，其余反应单元的臭氧分布管连接臭氧回收管，臭氧回收管用于收集未反应完的臭氧；生化池连接在双氧水/臭氧联合氧化池的出水侧，末端位置的反应单元处还设有除臭氧装置。本发明克服了臭氧处理的废水难以直接生化的难题，能有效降低废水的COD和TN值。
权利要求书
1.一种臭氧/双氧水协同氧化耦合生化池的废水处理装置，其特征在于，包括：双氧水/臭氧联合氧化池，内部被N对折流板分隔成N+1个相互连通的反应单元，N≥2的整数；各反应单元下方设有臭氧分布管和安装在臭氧分布管上的若干臭氧布气盘，臭氧布气盘开口朝上；位于首端位置的反应单元下方还设有布水管和安装在布水管上的若干布水喷头，布水喷头开口朝下，且与所述臭氧布气盘恰好正对；布水管连接废水-双氧水混合加压泵；位于首端位置的反应单元的臭氧分布管连接臭氧发生器；其余反应单元的臭氧分布管则连接臭氧回收管，臭氧回收管连接在双氧水/臭氧联合氧化池顶端用于收集未反应完的臭氧；生化池连接在双氧水/臭氧联合氧化池的出水侧，且位于末端位置的反应单元还设有除臭氧装置。
2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述生化池包括好氧池和厌氧池，所述好氧池连接所述双氧水/臭氧联合氧化池，而厌氧池设在好氧池的出水侧。
3.根据权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于，所述好氧池内设有好氧硝化生物填料填料，装填率为40-50％，厌氧池装填厌氧反硝化生物填料，装填率为50-60％。
4.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述除臭氧装置由紫外照射灯、搅拌器和抽气机组成；利用紫外照射灯使废水中溶解的臭氧发生分解，抽气机将汇聚在反应单元上方的气体排出。
5.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述每对折流板由前挡板和后挡板组成，前挡板下端固定在双氧水/臭氧联合氧化池底板上，上端与双氧水/臭氧联合氧化池顶板具有间距，后挡板上端固定在双氧水/臭氧联合氧化池顶板，下端与双氧水/臭氧联合氧化池底板具有间距，前挡板和后挡板具有间距以形成弯折流道；所述N对折流板将双氧水/臭氧联合氧化池分隔成N+1个反应单元。
6.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述生化池的好氧池和厌氧池下方均设有隔板，好氧池中隔板与好氧池底部形成第一布水区，隔板上方堆填好氧硝化生物填料填料；厌氧池中隔板与厌氧池形成第二布水区，隔板上方堆填厌氧反硝化生物填料；在所述隔板上设有长柄布水头，长柄布水头的出水端伸到好氧硝化生物填料填料或厌氧反硝化生物填料中。
7.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述好氧池和厌氧池之间以溢流通道连通，好氧池中的水上升到一定高度后溢流出来，并从厌氧池底部进入厌氧池；厌氧池上方设有溢流出水槽。
8.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述废水处理装置还包括双氧水储槽和废水储槽，双氧水储槽中的双氧水试剂采用双氧水管导出，废水储槽中储槽的废水采用废水管导出；所述双氧水管和废水管共同连接到废水-双氧水混合加压泵中进行充分混合加压后，经布水管送入双氧水/臭氧联合氧化池。
9.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述双氧水/臭氧联合氧化池内装填有臭氧催化剂；所述臭氧催化剂为活性氧化铝负载的铜掺杂锰基催化剂。
10.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述双氧水/臭氧联合氧化池和生化池采用水泥混凝土砌筑而成。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种臭氧/双氧水协同氧化耦合生化池的废水处理装置，所述废水处理装置结合了双氧水氧化有机物、臭氧氧化有机物和生化池等技术，先采用臭氧/双氧水协同氧化使高含有机物的废水有机物分子变小，具有可生化性，再利用生物技术进一步降低废水的COD和TN值。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明提供一种臭氧/双氧水协同氧化耦合生化池的废水处理装置，其包括：
双氧水/臭氧联合氧化池，内部被N对折流板分隔成N+1个相互连通的反应单元，N≥2的整数；各反应单元下方设有臭氧分布管和安装在臭氧分布管上的若干臭氧布气盘，臭氧布气盘开口朝上；位于首端位置的反应单元下方还设有布水管和安装在布水管上的若干布水喷头，布水喷头开口朝下，且与所述臭氧布气盘恰好正对；布水管连接废水-双氧水混合加压泵；
位于首端位置的反应单元的臭氧分布管连接臭氧发生器；其余反应单元的臭氧分布管则连接臭氧回收管，臭氧回收管连接在双氧水/臭氧联合氧化池顶端用于收集未反应完的臭氧；生化池连接在双氧水/臭氧联合氧化池的出水侧，且位于末端位置的反应单元还设有除臭氧装置。
根据本发明的较佳实施例，所述生化池包括好氧池和厌氧池，所述好氧池连接所述双氧水/臭氧联合氧化池，而厌氧池设在好氧池的出水侧。
根据本发明的较佳实施例，所述好氧池内设有好氧硝化生物填料填料，装填率为40-50％，厌氧池装填厌氧反硝化生物填料，装填率为50-60％。
根据本发明的较佳实施例，所述除臭氧装置由紫外照射灯、搅拌器和抽气机组成；利用紫外照射灯使废水中溶解的臭氧发生分解，抽气机将汇聚在反应单元上方的气体排出。优选地，抽气机连接到垃圾焚烧炉。
根据本发明的较佳实施例，所述每对折流板由前挡板和后挡板组成，前挡板下端固定在双氧水/臭氧联合氧化池底板上，上端与双氧水/臭氧联合氧化池顶板具有间距，后挡板上端固定在双氧水/臭氧联合氧化池顶板，下端与双氧水/臭氧联合氧化池底板具有间距，前挡板和后挡板具有间距以形成弯折流道；所述N对折流板将双氧水/臭氧联合氧化池分隔成N+1个反应单元。
根据本发明的较佳实施例，所述生化池的好氧池和厌氧池下方均设有隔板，好氧池中隔板与好氧池底部形成第一布水区，隔板上方堆填好氧硝化生物填料填料；厌氧池中隔板与厌氧池形成第二布水区，隔板上方堆填厌氧反硝化生物填料；在所述隔板上设有长柄布水头，长柄布水头的出水端伸到好氧硝化生物填料填料或厌氧反硝化生物填料中。
根据本发明的较佳实施例，所述好氧池和厌氧池之间以溢流通道连通，好氧池中的水上升到一定高度后溢流出来，并从厌氧池底部进入厌氧池；厌氧池上方设有溢流出水槽。
根据本发明的较佳实施例，所述废水处理装置还包括双氧水储槽和废水储槽，双氧水储槽中的双氧水试剂采用双氧水管导出，废水储槽中储槽的废水采用废水管导出；所述双氧水管和废水管共同连接到废水-双氧水混合加压泵中进行充分混合加压后，经布水管送入双氧水/臭氧联合氧化池。
根据本发明的较佳实施例，所述双氧水/臭氧联合氧化池内装填有臭氧催化剂，如活性氧化铝负载的铜掺杂锰基催化剂；所述臭氧催化剂为固体颗粒状，在反应单元下方设有格网，格网高于所述布水管和臭氧分布管，臭氧催化剂堆在格网上方。活性氧化铝负载的铜掺杂锰基催化剂可在极低浓度的臭氧存在下，高效地氧化降解水中难降解的有机物。
根据本发明的较佳实施例，所述双氧水/臭氧联合氧化池和生化池采用水泥混凝土砌筑而成。
优选地，控制双氧水/臭氧联合氧化池内和生化池中的水力停留时间比范围为1-2：1；控制双氧水/臭氧联合氧化池内水力停留时间为2-4小时；控制生化池的水力停留时间为1.5-2.5小时。根据废水的进样速度，臭氧投加浓度控制在10-20mg/L，双氧水投加浓度控制在5-10mg/L。
(三)有益效果
(1)本发明将臭氧氧化、双氧水氧化、生化池等进行结合，臭氧和双氧水对废水氧化后，为后续生化降解提供合适的可生化条件。由于双氧水先对废水在废水-双氧水混合加压泵中加压混合时，已对废水中的有机物进行第一道氧化，再与臭氧混合后，进行第二道氧化。由于双氧水和臭氧均匀不同的氧化选择性，两种氧化剂可以互补发挥协同氧化作用，提高氧化降解有机物的稳定性。且两种氧化剂的产物都是无毒无害的产物，不会对废水带来二次污染，如金属离子污染等问题。
(2)本发明将位于首端位置反应单元的布水喷头与臭氧布气盘正对，臭氧布气盘朝上，布水喷头朝下，使臭氧与废水形成强烈对流，将臭氧充分溶到废水中形成微纳臭氧气泡，快速降解水中有机物。
(3)本发明中，除首端位置的反应单元是由臭氧发生器直接供应高纯臭氧外，其余反应单元的臭氧供应都来自双氧水/臭氧联合氧化池顶端的臭氧回收管，此时臭氧浓度较低，如此可减少从双氧水/臭氧联合氧化池出来的废水中的臭氧溶解残留。而臭氧几乎对所有细菌都有很强的杀灭效果，因而若经双氧水/臭氧联合氧化池处理后的废水中臭氧溶解残留较高，将无法进行有效的生化降解处理。本发明还在末端位置的反应单元设置除臭氧装置，可以进一步减少废水中臭氧溶解残留量，以满足进一步生化处理的需求。
(4)本发明的生化池包括好氧池(硝化)和厌氧池(反硝化)，其中好氧池连接双氧水/臭氧联合氧化池的出水，厌氧池连接好氧池。由于双氧水和臭氧反应后会生成氧气，因此废水中含有一定氧浓度，而氧浓度不利于直接进行厌氧反硝化过程，因此本发明先利用水中所溶解的氧进行好氧处理(此时可不需额外进行氧气曝气)，先消耗氧气并将含N小分子转化成硝基或亚硝基，消耗了氧气的废水则进一步由厌氧池处理成氮，达到降低水中TN的效果。在好氧池和厌氧池底部设置长柄布水头，将水送入填料中间，避免水流直接从填料与池壁之间流过。
（发明人：薛飞;李再兴;安鸿雪;白玉玮;宁静;王静;王冰然;戚娟娟;刘梦;张婉玉;武明哲）
