申請日2017.12.29
公開(公告)日2018.04.17
IPC分類號C02F1/78; C02F1/74; C02F1/44; C02F1/32; C02F9/14
摘要
本發明公開了一種高效傳質臭氧催化氧化‑流化床污水處理系統。具體包括：殼體;陶瓷膜組件，所述陶瓷膜組件垂直設置在所述殼體中，所述陶瓷膜組件包括一個或多個陶瓷膜，所述陶瓷膜組件與所述殼體的側壁、頂面以及底面之間，均預留有互相連通的水流通道;進水口，所述進水口設置在所述殼體的上部，并被配置為可通過所述陶瓷膜組件與所述殼體的側壁之間的水流通道，將污水供給至所述陶瓷膜組件殼體中;出水口;以及曝氣孔。由此，污水可在所述陶瓷膜組件以及水流通道之間環流流動，從而加強了傳質，提高了該污水處理系統內的傳質速率，使出水更加優質穩定，并且降低了污水處理成本。
權利要求書
1.一種污水處理系統，其特征在于，包括：
殼體;
陶瓷膜組件，所述陶瓷膜組件垂直設置在所述殼體中，所述陶瓷膜組件包括一個或多個陶瓷膜，所述陶瓷膜組件與所述殼體的側壁、頂面以及底面之間，均預留有互相連通的水流通道;
進水口，所述進水口設置在所述殼體的上部，并被配置為可通過所述陶瓷膜組件與所述殼體的側壁之間的所述水流通道，將污水供給至所述陶瓷膜組件中;
出水口，所述出水口設置在所述殼體的上部，且與所述進水口相對設置;以及
曝氣孔，所述曝氣孔設置在所述殼體的底部。
2.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述曝氣孔設置在所述殼體中，與所述陶瓷膜組件相對應的區域中。
3.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述陶瓷膜組件進一步包括膜組件殼體，所述膜組件殼體具有4個側壁，所述4個側壁與所述殼體的側壁之間，均預留有水流通道。
4.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述陶瓷膜組件進一步包括：
設置在多個所述陶瓷膜之間的隔板。
5.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：臭氧產生裝置，所述臭氧產生裝置與所述曝氣孔相連。
6.根據權利要求5所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：催化劑入口，所述催化劑入口設置在所述殼體上。
7.根據權利要求5所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：雙氧水入口，所述雙氧水入口設置在所述殼體上。
8.根據權利要求5所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：紫外光照裝置，所述紫外光照裝置適于向所述陶瓷膜組件照射紫外光。
9.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：
空氣輔助曝氣口，所述空氣輔助曝氣口設置在所述陶瓷膜組件的底部。
10.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：
溢流口，所述溢流口設置在所述殼體的頂部;
任選地，取樣口，所述取樣口設置在所述殼體的中部;
任選地，排空口，所述排空口設置在所述殼體的底部。
11.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：
尾氣收集口，所述尾氣收集口設置在所述殼體的頂部。
12.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：
進水箱，所述進水箱與所述進水口相連。
13.根據權利要求12所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：
臭氧填充柱，所述臭氧填充柱具有填充柱進水口以及填充柱出水口，所述填充柱進水口與所述進水箱相連，所述填充柱出水口與所述進水口相連。
14.根據權利要求12所述的污水處理系統，其特征在于，進一步包括：
生物膜處理單元，所述生物膜處理單元具有生物膜處理進水口以及生物膜處理出水口，所述生物膜處理進水口與所述進水箱相連，所述生物膜處理出水口與所述進水口相連。
15.一種利用權利要求1-14任一項所述的污水處理系統進行污水處理的方法，其特征在于，包括：
將污水從進水口供給至殼體中，以便所述污水在所述殼體中經陶瓷膜組件進行過濾處理，并通過陶瓷膜組件與所述殼體的側壁、頂面以及底面之間的水流通道形成環流，由出水口排出所述污水處理系統。
16.根據權利要求15所述的污水處理方法，其特征在于，進一步包括：
由催化劑入口向所述殼體內加入催化劑，從曝氣孔曝臭氧以及空氣，使污水以及所述催化劑從所述陶瓷膜組件的底部上升，并從所述陶瓷膜組件和所述殼體的頂面之間的水流通道，流至所述陶瓷膜組件和所述殼體的側壁之間的水流通道并在重力作用下下降，在曝氣條件下水流繼續從所述陶瓷膜組件底部上升，以便形成所述環流。
說明書
一種高效傳質臭氧催化氧化-流化床污水處理系統
技術領域
本發明涉及污水處理領域，具體地，涉及一種高效傳質臭氧催化氧化-流化床污水處理系統，更具體地，涉及污水處理裝置以及污水處理方法。
背景技術
隨著人口規模的不斷擴大和社會經濟的持續發展，城市生活污水以及工業污水的排放量也隨之增長，污水處理負荷持續加重，這對污水處理水平的要求也越來越高。污水經常規生化處理后，往往殘留有難降解污染物，如果直接排入天然水體，容易造成有機物富集，會對環境與生物造成危害，因此需要對此類污水進行深度處理。臭氧催化氧化法利用臭氧分解產生的羥基自由基(·OH)來氧化分解有機物，具有氧化能力強、選擇性弱、不產生二次污染等優勢，是一種有效的污水深度處理技術。
然而，目前的污水處理系統以及污水處理方法仍有待改進。
發明內容
本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
發明人發現，目前的臭氧催化氧化反應器普遍存在催化氧化效率較低、成本較高等問題。發明人經過深入研究發現，這主要是由臭氧、污水和催化劑(即氣液固三相)的接觸不夠充分造成的。例如，傳統的臭氧填充床反應器，催化劑為靜態放置，臭氧、污水和催化劑的接觸方式比較單一，一般氣/液相只通過同向流或者異向流的方式與催化劑接觸反應，臭氧、污水和催化劑之間接觸不夠充分，從而限制了臭氧與污水中有機物的傳質過程，導致催化氧化效能整體偏低，難以進一步降低污水的COD值，并且造成臭氧利用率低，污水處理成本較高的問題。
有鑒于此，在本發明的一個方面，本發明提出了一種污水處理系統。根據本發明的實施例，所述污水處理系統包括：殼體;陶瓷膜組件，所述陶瓷膜組件垂直設置在所述殼體中，所述陶瓷膜組件包括一個或多個陶瓷膜，所述陶瓷膜組件與所述殼體的側壁、頂面以及底面之間，均預留有互相連通的水流通道;進水口，所述進水口設置在所述殼體的上部，并被配置為可通過所述陶瓷膜組件與所述殼體的側壁之間的所述水流通道，將污水供給至所述陶瓷膜組件中;出水口，所述出水口設置在所述殼體的上部，且與所述進水口相對設置;以及曝氣孔，所述曝氣孔設置在所述殼體的底部。由此，污水可在所述陶瓷膜組件以及水流通道之間環流流動，從而加強了傳質，提高了該污水處理系統內的傳質速率，使出水更加優質穩定，并且降低了污水處理成本。
根據本發明的實施例，所述曝氣孔設置在所述殼體中，與所述陶瓷膜組件相對應的區域中。由此，在曝氣產生的氣升力作用下，污水可從所述陶瓷膜組件的底部上升至陶瓷膜組件的頂部，有助于污水在陶瓷膜組件和水流通道之間形成環流，進一步加強了傳質，提高了該污水處理系統內的傳質速率，使出水更加優質穩定。
根據本發明的實施例，所述陶瓷膜組件進一步包括膜組件殼體，所述膜組件殼體具有4個側壁，所述4個側壁與所述殼體的側壁之間，均預留有水流通道。由此，所述膜組件殼體可以進一步支撐和固定所述陶瓷膜，并且污水可在所述陶瓷膜殼體與所述水流通道之間四面環流流動，進一步加強了傳質，提高了該污水處理系統內的傳質速率。
根據本發明的實施例，所述陶瓷膜組件進一步包括：設置在多個所述陶瓷膜之間的隔板。由此，所述隔板可在陶瓷膜之間限定出多個流道，進一步加強了傳質，提高了該污水處理系統內的傳質速率，使出水更加優質穩定。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：臭氧產生裝置，所述臭氧產生裝置與所述曝氣孔相連。由此，所述臭氧產生裝置可向所述殼體中提供臭氧，促進污水中有機物的臭氧氧化分解，使出水更加優質。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：催化劑入口，所述催化劑入口設置在所述殼體上。由此，可通過所述催化劑入口向所述殼體內提供催化劑，促進污水中有機物的臭氧催化氧化分解，使出水更加優質。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：雙氧水入口，所述雙氧水入口設置在所述殼體上。由此，可通過所述雙氧水入口向所述殼體內提供雙氧水，對污水中的有機物進行臭氧和雙氧水的聯合氧化，進一步提高了污水中有機物的氧化分解效率，提升了出水水質。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：紫外光照裝置，所述紫外光照裝置適于向所述陶瓷膜組件照射紫外光。由此，所述紫外光可以促進臭氧產生羥基自由基，進一步提高污水中有機物的臭氧氧化分解效率，提升了出水水質。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統，進一步包括：空氣輔助曝氣口，所述空氣輔助曝氣口設置在所述陶瓷膜組件的底部。由此，空氣不僅可以通過曝氣孔進入殼體內，并且還可以通過所述空氣輔助曝氣口進入殼體，曝氣產生的氣水升力有助于陶瓷膜組件中的污水向上流動，進而有助于污水在所述陶瓷膜組件和所述水流通道之間環流，提高了傳質速率，并且污水向上流動的過程中還可以及沖刷陶瓷膜表面，減小膜污染。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：溢流口，所述溢流口設置在所述殼體的頂部。由此，可以在所述殼體內液位過高時，對該污水處理系統進行溢流保護，進一步提高所述污水處理系統的使用性能。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：取樣口，所述取樣口設置在所述殼體的中部。由此，可以簡便地對所述殼體內的水質進行實時監測。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：排空口，所述排空口設置在所述殼體的底部。由此，可以簡便地根據需要對所述殼體進行排空以及檢修。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：尾氣收集口，所述尾氣收集口設置在所述殼體的頂部。由此，所述殼體內沒有發生反應的臭氧以及曝氣產生的空氣可以從所述尾氣收集口排出，并且可用風機統一收集后集中處理。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：進水箱，所述進水箱與所述進水口相連。由此，可以簡便地將污水供給至所述殼體中。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：臭氧填充柱，所述臭氧填充柱具有填充柱進水口以及填充柱出水口，所述填充柱進水口與所述進水箱相連，所述填充柱出水口與所述進水口相連。由此，可以進一步對污水進行臭氧氧化處理，進一步提升出水水質。
根據本發明的實施例，所述污水處理系統進一步包括：生物膜處理單元，所述生物膜處理單元具有生物膜處理進水口以及生物膜處理出水口，所述生物膜處理進水口與所述進水箱相連，所述生物膜處理出水口與所述進水口相連。由此，所述污水處理系統不僅可以對污水進行臭氧氧化處理，還可以對污水進行生物膜處理，可進一步提升出水水質。
在本發明的另一方面，本發明提出了一種污水處理的方法。根據本發明的實施例，該方法包括：將污水從進水口供給至殼體中，以便所述污水在所述殼體中由陶瓷膜組件進行過濾處理，并通過陶瓷膜組件與所述殼體的側壁、頂面以及底面之間的水流通道形成環流，由出水口排出所述污水處理系統。由此，該方法可簡便地對所述污水進行處理，加強了傳質，提高了該污水處理系統內的傳質速率，使出水更加優質穩定，并且降低了污水處理成本。
根據本發明的實施例，所述污水處理方法進一步包括：由催化劑入口向所述殼體內加入催化劑，從曝氣孔曝臭氧以及空氣，使污水以及所述催化劑從所述陶瓷膜組件的底部上升，并從所述陶瓷膜組件和所述殼體的頂面之間的水流通道，流至所述陶瓷膜組件和所述殼體的側壁之間的水流通道并在重力作用下下降，在曝氣條件下水流繼續從所述陶瓷膜組件底部上升，以便形成所述環流。由此，促進了污水中有機物的臭氧催化氧化分解，提高了反應速率，提升了出水水質。
