一种焦化废水臭氧催化氧化深度处理设备及处理方法与流程

本发明涉及焦化废水处理，具体涉及一种焦化废水臭氧催化氧化深度处理设备及处理方法。

背景技术：

1、焦化废水是在煤高温干馏、化工产品回收及精制过程中产生的高浓度有机废水。焦化废水中的酚类污染物可导致蛋白质变性，废水中的多环芳烃及杂环化合物被认为是致癌和致突变物质，若排入水体会积累在水生生物体内，通过食物链进入人体，对人类的身体健康造成极大的威害。

2、目前焦化企业普遍采用的“预处理+生物脱氮+混凝沉淀”的工艺难以达到国家新的排放要求，为此以臭氧氧化为代表的高级氧化技术得到了迅速的发展，并将其大量用于焦化废水的深度处理。

3、然而，现有技术中用于焦化废水的臭氧氧化装置普遍存在氧化能力差，废水处理不够彻底，催化剂用量大，处理成本高的缺陷。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种焦化废水臭氧催化氧化深度处理设备及处理方法。

2、本发明的技术方案为：一种焦化废水臭氧催化氧化深度处理设备，包括外壳体、设置在外壳体内部上端的混合组件和设置在外壳体内部下端的催化氧化组件；外壳体内部设置有隔板，隔板上贯穿设置有水流通道；隔板上设置有开启构件；外壳体顶端设置有污水管，侧壁上且位于隔板下方依次设置有气体收集管和排水管；

3、混合组件包括设置在外壳体内部且与隔板连接的空心管、通过电机支架设置在外壳体顶端的混合电机、套设在空心管上的升降套和数个等距分布在升降套周向的扩散管；混合电机的输出端设置有贯穿外壳体且套设在空心管内部的升降丝杠；升降套内侧设置有贯穿空心管且与升降丝杠螺纹连接的螺纹块，螺纹块与空心管滑动卡接；各个扩散管上均设置有气体喷口，且各个扩散管分别通过连接软管与外壳体外部导通；

4、催化氧化组件包括设置在外壳体内部且位于隔板下方的分隔网盘、填充在外壳体内部且位于分隔网盘上方的水处理填料和填充在外壳体内底部的催化剂；外壳体的侧壁上且与水处理填料、催化剂位置对应处均设置有活动盖板。

5、进一步地，开启构件包括转动卡接在隔板上的转换板、贯穿外壳体且与外壳体转动卡接的第一转轴和设置在外壳体侧壁上的第一电动杆；转换板上设置有能够与水流通道导通的开槽，转换板外部套设有锥齿圈；第一转轴一端设置有与锥齿圈啮合连接的第一锥齿轮，另一端设置有第一连接齿轮；外壳体的侧壁上滑动卡接有与第一连接齿轮啮合连接，且与第一电动杆连接的第一齿板；

6、说明：使用时通过第一电动杆推动第一齿板沿外壳体的侧壁向下移动，此时第一连接齿轮通过第一转轴带动第一锥齿轮旋转，利用第一锥齿轮与锥齿圈的啮合作用实现转换板旋转，使开槽与水流通道导通。

7、进一步地，升降丝杠上套设有驱动齿轮，升降套上滑动卡接有贯穿外壳体的立轴，立轴顶端设置有与驱动齿轮啮合连接的第一辅助齿轮，立轴上滑动卡接有位于升降套内部的第二辅助齿轮；升降套外部套设有旋转套，旋转套的内壁上设置有与第二辅助齿轮啮合连接的齿牙，旋转套内部中空，且旋转套上转动卡接有进气环，连接软管与进气环连接，扩散管与旋转套连接；

8、说明：升降丝杠旋转过程中，利用驱动齿轮带动立轴旋转，此时立轴上的第二辅助齿轮带动旋转套旋转，使得旋转套在沿空心管上升过程中不断旋转，有利于提高臭氧在污水中的扩散效率。

9、进一步地，还包括设置在外壳体内顶部的消泡组件；消泡组件包括设置在外壳体内顶部且套设在空心管外部的支架和数个等距分布在支架下底面的破碎锥；

10、说明：利用破碎锥对外壳体内顶部的气泡进行穿刺破碎，能够避免气泡堵塞设备管路。

11、进一步地，支架上端面设置有贯穿外壳体的滑杆，滑杆顶端设置有套设在电机支架外部的集成套；滑杆上套设有与外壳体上端面抵接的压缩弹簧；集成套的内壁上设置有齿槽；外壳体顶端转动卡接有第二转轴；第二转轴一端设置有与齿槽啮合连接的不完全齿轮，另一端设置有第二锥齿轮；升降丝杠上套设有与第二锥齿轮啮合连接的第三锥齿轮；

12、说明：升降丝杠旋转过程中，利用第三锥齿轮带动第二转轴旋转，使得不完全齿轮带动集成套移动，而由于压缩弹簧的作用，使得集成套带动滑杆和支架在外壳体顶端上下往复移动，提高消泡效率。

13、进一步地，分隔网盘上转动卡接有搅拌轴，搅拌轴的两端均设置有搅拌架；搅拌轴中部套设有位于分隔网盘内部的第四锥齿轮；外壳体上转动卡接有与第四锥齿轮位置对应的第三转轴；第三转轴一端设置有与第四锥齿轮啮合连接的第五锥齿轮，另一端设置有第二连接齿轮；外壳体侧壁上滑动卡接有与第二连接齿轮啮合连接的第二齿板；外壳体侧壁上设置有第二齿板连接的第二电动杆；

14、说明：利用第二电动杆推动第二齿板沿外壳体侧壁向下移动，利用第五锥齿轮与第四锥齿轮的啮合作用实现搅拌轴和搅拌架的旋转，便于对水处理填料和催化剂进行翻搅处理，避免水处理填料和催化剂表面附着污染物而影响其作用效果。

15、进一步地，外壳体内底部设置有电加热盘；

16、说明：利用电加热盘对废水进行加热处理，能够使处理后的废水中的臭氧快速逸出，提高废水排放的安全性。

17、进一步地，隔板下底面设置有过滤盒，过滤盒上设置有贯穿外壳体的清理管；

18、说明：利用过滤盒对焦化废水进行初级过滤处理，不仅能够降低废水后续处理的难度，而且能够避免废水中的杂质堵塞设备。

19、本发明还提供了一种焦化废水臭氧催化氧化深度处理方法，基于上述的一种焦化废水臭氧催化氧化深度处理设备，包括以下步骤：

20、s1、将混合电机与外部电源连接，将外部臭氧机通过连接软管与扩散管连接；然后将焦化废水通过污水管通入外壳体内部；

21、s2、臭氧通过扩散管上的气体喷口扩散至焦化废水中；同时，利用混合电机带动升降丝杠旋转，使得升降套在螺纹块的作用下带动扩散管沿空心管上下移动，促进臭氧在焦化废水中的混合均匀性；其中，臭氧的通入量为20～30mg/l，臭氧与焦化废水的混合时间为40～60min；

22、s3、通过开启构件使得臭氧和废水的混合物通过隔板上的水流通道进入外壳体内部下方；废水下降过程中首先在水处理填料的作用下与臭氧发生反应，进行初级净化处理，然后被催化剂催化氧化处理，处理后的焦化废水通过排水管排出；反应过程中废水中逸出的臭氧通过气体收集管排出外壳体进行二次利用；其中，废水在外壳体内部下端的停留时间为20～35min。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：

24、第一、本发明的设备结构设计合理，焦化废水首先经过臭氧直接氧化处理，去除其中大部分有机物；然后经过催化剂催化氧化处理，有利于提高焦化废水处理的彻底性；

25、第二、本发明利用混合组件使得臭氧和焦化废水均匀混合，不能能够使臭氧与焦化废水充分反应，降低焦化废水催化氧化处理的难度，而且也有利于提高臭氧的利用率；

26、第三、本发明利用消泡组件对废水与臭氧反应过程中产生的气泡进行消除，避免气泡对反应产生影响，提高了设备的运行稳定性；同时，利用电加热盘对废水进行加热处理，能够使废水中混合的臭氧快速分解衰减，避免废水排放过程中臭氧对环境造成污染。