一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法与流程

本发明属于污水深度处理方法，特别涉及一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法。

背景技术：

1、随着污水中工业有机污染物的增多，污水厂生物尾水深度处理或企业污水处理的成为难点，以臭氧为主体的物化氧化工艺降解去除难降解有机物或提高生化性成为了必然选择。而目前臭氧发生系统氧气转为臭氧的效率低，臭氧含量约10％，氧气含量为90％，臭氧氧化后衍生的气体为氧气，导致臭氧氧化利用后的尾气基本为氧气，且尾气湿度大无法实现重复循环利用，造成氧气直接排放的浪费；排放的尾气或处理后水中残留臭氧，对后端生物微生物造成不良影响，对尾气中的臭氧破坏去除也造成设备投资的升高与运行费用的提升。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，有效解决工业难降解有机物，提高臭氧氧化工艺与生物法组合工艺效果，本发明提供了一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法。首先通过紫外线引发o3产生氧化性更强的氧化性粒子羟基自由基(·oh)氧化降解工业难降解有机物，处理后水与尾气直接进入碳基催化区，碳基催化剂进一步吸附催化残留的臭氧为羟基自由基，同时吸附浓度低的有机物，形成以碳基吸附催化剂为核心的催化氧化核心粒子，提高臭氧利用率与氧化率，同时减少尾气中臭氧余量，减免对后端生物法微生物产生影响；碳基非均相催化后出水与以氧气为主体的尾气进入生物活性炭区，提高生化性的污水与尾气中的氧气通过生物法进一步降解去除有机物，从而克服目前臭氧与生物法组合工艺中臭氧利用率低、尾气破坏投资与运行费用高、氧气资源浪费、对后续生物法易造成影响、组合出水不稳定等缺陷，有效改善了臭氧氧化-生物法组合工艺路线，有效降解污水厂污水中难降解有机物或企业污水有机物。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置，包括：臭氧供应系统、管式o3/uv反应装置、碳基多功能反应装置、气水混合系统、气水布水系统、空气曝气系统等组成；

4、所述臭氧供应系统与o3/uv反应装置连接，通过气水混合器向装置供应臭氧，供应方式为不同点位不同比例的臭氧供应；

5、所述o3/uv反应装置的出水与尾气一起与碳基多功能反应装置底部的气水布水系统连接；

6、所述碳基多功能反应装置中下部填充具有吸附催化功能的碳基填料，中上部填充具有吸附生化功能的碳基填料，在吸附催化功能区与吸附生化功能区间安装曝气装置，为生物系统补充空气；

7、所述紫外臭氧高级氧化与多功能碳基耦合为紫外臭氧氧化与碳基催化剂、碳基吸附、碳基载体生物多功能的耦合，在第一阶段的紫外臭氧高级氧化后，碳基催化剂进一步与尾气和污水残留的臭氧反应，提高臭氧利用率，减少尾气与出水中臭氧量，减少后续残留臭氧对生物的影响；

8、所述多功能碳基反应工艺为吸附、催化、生物功能，主要为吸附-催化功能与吸附-生物法功能；

9、所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法，其特征在于，臭氧经紫外、碳基催化剂两级引发催化作用下系统产生的氧气提供后续生物活性炭所需的氧气，减少生物曝气量；

10、所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的装置与方法，其特征在于，臭氧高级氧化为管式结构的紫外臭氧高级氧化技术。

11、与现有技术相比，本发明将臭氧氧化与多功能碳基反应组合成一体，实现工业难降解有机物高级氧化降解-吸附催化氧化降解-吸附生物氧化降解分类多级耦合从而有效降解去除难降解有机物。

技术特征：

1.一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，其特征在于，包括臭氧供应系统(1)、管式o3/uv反应装置(2)、碳基多功能反应装置(3)、气水混合系统(4)、气水布水系统(5)、空气曝气装置(6)、紫外灯系统(7)等组成。

2.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，其特征在于，所述臭氧高级氧化为管式结构的紫外臭氧高级氧化技术。

3.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，其特征在于，所述臭氧供应系统(1)与所述o3/uv反应系统(2)供应臭氧通过气水混合系统(4)，供应方式为不同点位不同比例的臭氧供应。

4.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，其特征在于，所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合为紫外臭氧氧化与碳基催化剂、碳基吸附、碳基载体生物多功能的耦合，在第一阶段的紫外臭氧高级氧化后，碳基催化剂进一步与尾气和污水残留的臭氧反应，提高臭氧利用率，减少尾气与出水中臭氧量，减少后续残留臭氧对生物的影响。

5.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，其特征在于，所述o3/uv反应装置的出水与尾气一起与碳基多功能反应系统(3)中底部的气水布水系统(5)连接。

6.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，其特征在于，所述多功能碳基反应系统(3)下部原料主要为具有吸附催化功能的碳基填料，上部原料是具有吸附生化功能的碳基填料，工艺主要为吸附-催化功能与吸附-生物法功能的集成。

7.根据权利要求1所述臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，其特征在于，臭氧经紫外、碳基催化剂两级引发催化作用下系统产生的氧气提供后续生物活性炭所需的氧气，减少生物曝气量。

技术总结本发明属于污水处理技术领域，为一种臭氧高级氧化与多功能碳基耦合深度处理污水的方法，本方法由臭氧供应系统、管式O3/UV反应系统、多功能碳基反应系统等组成。本发明首先通过臭氧紫外高级氧化系统产生羟基自由基氧化难降解有机物，提高污水的生化性能；处理后的出水与尾气进入碳基多功能反应系统，出水与尾气中的臭氧与碳基多功能反应装置底部的固体碳基催化剂进一步催化吸附反应，将余臭氧进一步催化为羟基自由基氧化降解有机污染物；后续臭氧氧化后的以氧气为主的尾气与氧化后出水进入以吸附生化为主的碳基功能区，深度氧化去除有机污染物，实现对污水深度处理达标排放的目的。本发明提供了一种代替传统臭氧氧化对污水深度处理的方法。技术研发人员：常风民,杨世鹏,马玉萍受保护的技术使用者：清能环境（北京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18