臭氧复合活性炭纳米二氧化钛处理有机废水的装置的制作方法

1.本实用新型属于废水处理技术领域，具体为臭氧复合活性炭纳米二氧化钛处理有机废水的装置。


背景技术：

2.化工、制药、印染、焦化、炼油、石化、垃圾焚烧发电、垃圾填埋场等都会产生废水，这些废水中主要含苯系、硝基苯系、卤代化合物、偶氮化合物、酚类等有机难降解污染物，具有致癌、致畸、致突变三致作用，目前常用的方法是通过生化方法进行处理，但采用生化方法无法彻底降解或者去除废水中的有机难降解污染物。


技术实现要素：

3.本实用新型克服了现有技术的不足，提出复合活性炭纳米二氧化钛催化氧化有机废水的方法，目的是解决废水中有机难降解污染物不能被彻底降解或者去除的问题。
4.为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。
5.臭氧复合活性炭纳米二氧化钛处理有机废水的装置，包括封闭的水池，所述水池设置有进水口和出水口，所述水池的一侧连接有双氧水储罐，所述水池沿所述废水的水流方向垂直设置有多层第一拦网，所述第一拦网与所述水池的池体内壁形成的空腔中填充有复合活性炭纳米二氧化钛填料，所述复合活性炭纳米二氧化钛填料是由活性炭与粒径小于10nm的二氧化钛烧结为一体的大小为0
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1cm的颗粒，多层所述第一拦网之间设置有第一曝气管，用于将所述复合活性炭纳米二氧化钛填料吹成悬浮状态，所述第一曝气管的一端连接有鼓风机，所述第一曝气管与所述拦网平行设置；所述水池的底部铺设有第二曝气管，所述第二曝气管的一端连接有臭氧发生器，所述复合活性炭纳米二氧化钛填料靠近所述水池的顶部方向设置有led灯管或者紫外灯，所述水池的顶部设置有脱气器和尾气破坏器。
6.进一步的，所述水池在所述进水口与最靠近所述水池的底部的一层所述第一拦网之间设置有多层第二拦网，所述第二拦网与所述池体内壁形成的空腔中填充有陶瓷填料，所述第一拦网与第二拦网平行设置。
7.进一步的，所述水池的横截面为圆形，所述进水口与水池底部之间设置有布水器，所述布水器的一端连接有双氧水储罐，所述布水器位于所述第二曝气管远离所述水池底部的一侧并与所述第二曝气管平行设置。
8.进一步的，所述水池内设置有向所述水池底部方向倾斜的挡水板，用于挡水，所述挡水板沿池体内壁周向布置呈漏斗状，所述进水口位于所述第二曝气管与所述挡水板之间，所述挡水板远离所述水池底部的一端设置有导流板，所述导流板与所述水流方向相垂直。
9.进一步的，所述第一拦网为石墨烯拦网。
10.本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为，本实用新型对环境友善，无二次污染；设备占地面积小；操作简单；氧化能力强；操作成本低。具体如下：
11.1）有机物的降解速度快，一般只需要几分钟到几个小时即可取得良好的处理效果；
12.2）强氧化性物高效无差别氧化，可以处理各种难降解的有机废水；
13.3）氧化反应条件温和，投资少，能耗低，在紫外光或者led灯光照射下即可发生光催化氧化反应；
14.4）有机物氧化彻底，无污泥产生，更加绿色环保；
15.5）有机物和重金属离子可以协同处理。
附图说明
16.下面结合附图对本实用新型作进一步说明；
17.图1为本实用新型的臭氧复合活性炭纳米二氧化钛处理有机废水的装置；
18.其中，1为臭氧发生器，2为双氧水储罐，3为第一曝气管，4为布水器，5为挡水板，6为进水口，7为导流板，8为陶瓷填料，9为复合活性炭纳米二氧化钛，10为拦网，11为鼓风机，12为第二曝气管，13为出水堰，14为led灯管，15为脱气器，16为尾气破坏器，17为电源，18为出水口。
具体实施方式
19.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。
20.如图1所示，本实用新型的复合活性炭纳米二氧化钛9催化氧化有机废水的装置，包括池体封闭的圆柱形水池，水池的下侧设置有进水口6，上侧设置有出水口18，废水经水池的下侧进入、上侧排出，水池的顶部设置有脱气器15和尾气破坏器16，水池的底部铺设有第一曝气管3，第一曝气管3的进气口与设置在水池外部的臭氧发生器1相连接，臭氧经第一曝气管3进入水池，第一曝气管3的上方设置有布水器4，布水器4与设置在水池外部的双氧水储罐2相连接，双氧水储罐2与布水器4之间设置有双氧水投加计量泵，布水器4的上方设置有挡水板5，挡水板5以池体的中心位置为轴线沿池体的侧壁环形向下倾斜布置，呈漏斗状，挡水板5的下边缘围成一个圆形通道供水通过，进水口6设置在挡水板的下方、布水器的上方，设置挡水板5是为了避免进入水池中的废水直接流向上方，而是让水沿挡水板5环绕一圈，增加了水在水池底部的停留时间，并将水引导至布水器4和第一曝气管3的上方，使水与臭氧、双氧水充分接触，挡水板5的上方设置有导流板7，导流板7上设置有多个孔，设置导流板7是为了对水体进行剪切形成稳流，导流板7的上方横向设置有两层第二拦网，两层第二拦网之间填充有陶瓷填料8，用于增大接触面积，陶瓷填料8的上方横向设置有两层第一拦网10，第一拦网10为石墨烯拦网，下层第一拦网10的上方设置有第二曝气管12，第二曝气管12的一端连接有鼓风机11，第一拦网10与水池的池体内壁形成的空腔中填充有复合活性炭纳米二氧化钛填料9，复合活性炭纳米二氧化钛填料9是在生产活性炭的过程中将粒径小于10纳米的二氧化钛烧结进去而形成的大小为0
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1cm的颗粒，在工作过程中，复合活性炭纳米二氧化钛填料9在第二曝气管12的曝气作用下是处于悬浮状态的，在复合活性炭纳米二
氧化钛填料9的上方设置有led灯管14，led灯管14的一端连接有电源17，另一端与水池的池体侧壁固定连接在一起，在水池靠近出水口18处设置有出水堰13，脱气器15设置在出水堰13的上方。
21.利用本实用新型的复合活性炭纳米二氧化钛催化氧化有机废水的装置处理废水的方法，包括以下步骤：
22.s1、废水、臭氧和双氧水均进入水池，臭氧相对于双氧水过量加5
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10%，在挡水板5的作用下，废水被引导至第一曝气管3的上方，在第一曝气管3的曝气作用下，双氧水、臭氧、废水充分混合，臭氧在双氧水的催化下产生羟基自由基，用于降解废水中的有机物；
23.s2：步骤1中的废水自下而上依次经过导流板7、陶瓷填料8，形成了稳流并增大了废水与臭氧、双氧水的接触面积；
24.s3：步骤2中的废水穿过悬浮的复合活性炭纳米二氧化钛填料9，在led灯光的照射下，以复合活性炭纳米二氧化钛作为光催化剂，产生羟基自由基，活性炭催化臭氧产生羟基自由基，石墨烯拦网中的石墨烯催化臭氧产生羟基自由基，在与臭氧、双氧水、石墨烯的协同作用下利用羟基自由基降解废水中的有机物。
25.本实用新型中，由于复合活性炭纳米二氧化钛是将活性炭与纳米二氧化钛烧结为一体的，纳米二氧化钛不会从活性炭上脱落，减少了催化剂的流失，在工作时，依靠活性炭吸附废水中的有机物，纳米二氧化钛在光照射下产生羟基自由基，从而将有机物分解，理论上活性炭一直处于未饱和的状态，不断的吸附有机物并通过纳米二氧化钛将有机物分解，同时，臭氧水在双氧水的作用下也可以在水中形成大量氧化电位比臭氧还高的羟基自由基，把水中难降解的有机物进行开环、分解，降低废水中的cod含量，同时也能增加废水的可生化性能。
26.在水池底部臭氧水在双氧水的作用下产生的羟基自由基先对废水中的有机物进行了初步的分解，随着水自下而上的流动，利用二氧化钛光催化氧化、活性炭催化臭氧、石墨烯催化臭氧，又进一步对废水中的有机物进行了分解，使废水中的有机物得到彻底的分解。
27.本实用新型将传统的光催化氧化方法与臭氧高级氧化方法进行了大幅度的改
良
，采用纳米二氧化钛与活性炭一体烧结作为光催化剂，反应启动快，且反应条件只需要是常温常压；把光反应单元、活性炭吸附单元与催化剂分离单元进行了合理、有效的集成，不需要设计复杂的反应系统，设备简单；大大提高了光催化的效率，减少了催化剂的流失，减少了双氧水投加量，臭氧投加量，降低了运行成本；同时有效的缩小了设备体积，减少了占地面积；有机物氧化更彻底，药剂利用效率高；且在运行过程中没有废气或者污泥的产生，避免了二次污染以及后续处理费用。
28.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。