[发明专利]一种催化氧化处理污水过程中粉末催化剂高效分离并自动循环的方法

说明书

本发明公开了一种催化氧化处理污水过程中粉末催化剂高效分离并自动循环的方法，属于水污染治理领域。该方法包括四个步骤：进水混合、催化氧化反应、催化剂分离与自动循环、清水储存及脉冲反洗。本发明利用进水切线冲刷、离心力和脉冲反洗三者的耦合作用，极大的降低了由粉末催化剂在离心式水力截留脉冲分离器的滤筒表面累积造成的压差升高，从而保证了离心式水力截留脉冲分离器长期、稳定、高效的分离运转。本发明利用高速水流通过水射器的喉管处产生的负压将分离后的仍具有良好流动性的粉末催化剂吸入，与污水混合继续进行催化氧化处理，实现了分离后的粉末催化剂的自动循环。本发明为污水的催化氧化处理和回用提供了一种全新的技术。

技术领域

本发明属于水污染治理领域，具体涉及一种催化氧化处理污水过程中粉末催化剂高效分离并自动循环的方法。

背景技术

生活污水厂的尾水含有一定量的难降解有机污染物，绝大多数的工业污水通常BOD/COD低，COD含量高且难生物降解。因此在生活污水厂的尾水深度处理以及工业污水的处理中常采用化学氧化的方法，但传统的化学氧化法必须投加过量的强氧化性药剂(如H₂O₂、ClO₂、O₃)，而且化学氧化耗时长(通常不少于60min)，pH值常在3左右，反应条件苛刻。催化氧化可以极大的促进氧化反应的进行，可以在较短的反应时间内获得很高的COD去除效率，同时减少氧化剂的消耗量、降低处理成本，是降解污水中有机污染物的重要技术途径之一。

催化氧化处理污水过程中必然离不开催化剂，选择合适的高效的催化剂对于催化氧化来讲至关重要。污水处理中常用的催化剂按照粒径来分主要有颗粒催化剂和粉末催化剂两大类：颗粒催化剂粒径大，比表面积小，易于分离和重复使用因而得到了较广泛的应用，但是颗粒催化剂的催化氧化效率较差；粉末催化剂粒径小，重量轻，比表面积大，能够悬浮在污水中形成均匀混合的悬浮液，由于粉末催化剂、有机污染物、强氧化剂在污水中混合非常均匀，因此，在催化氧化条件下，粉末催化剂不仅能够大量的吸附有机污染物，还能够极大的促进氧化剂分解成具有强氧化性的活性基团(如羟基自由基、超氧自由基等)，已有的大量文献表明粉末催化剂的这些优势是颗粒催化剂所不能比拟的。但同样由于粉末催化剂粒径小、重量轻的原因，极易被水流冲走，分离回收困难，催化剂流失问题异常严重。传统方法中，实现粉末催化剂回收的方法有许多种，如重力静置沉降，过滤池过滤再反冲洗等常规方法，但这些方法要么是粉末催化剂难沉降，回收效果不好，要么是构筑物和设备太多、占地和投资大、回收成本高。

目前一些新型的磁性分离技术、滤芯过滤和膜分离也可以实现粉末催化剂的分离，但同样面临一些难以解决的问题。现有的磁性分离法虽然效果较好，但需要粉末催化剂具有磁性方可实行，这对催化剂的制备提出了更高的要求，磁性催化剂成本高，而且对一些催化氧化效果很好又没有磁性的催化剂不能使用。与磁性分离技术相比，滤膜、滤布和滤芯分离粉末催化剂的适用范围更加广泛，但现有的滤芯、滤布和膜分离分离过程中由于拦截的催化剂的阻碍作用，必然引起分离压差的升高，粉末催化剂的粒径越小，所造成的压差也就越高，因此为了缓解或降低压差，保证分离的稳定运行，常规滤芯、滤布、滤膜分离方法中的反冲洗也就越频繁，使得分离效率急剧降低，同时过高的压差还会引起滤芯滤布滤膜不可逆的污堵，并导致不必要的能源浪费。滤芯分离过程中还会面临催化剂穿透和频繁更换滤芯的问题。显然，现有的催化剂分离方法和设备对粉末催化剂的分离回收方面存在着回收效率低、催化剂流失、运行操作工序复杂等缺点，限制了其广泛应用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种催化氧化处理污水过程中粉末催化剂高效分离并自动循环的方法，以期不仅能够实现水中粉末催化剂的高效分离，还能够实现分离后的粉末催化剂的自动循环使用。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种催化氧化处理污水过程中粉末催化剂高效分离并自动循环的方法，包括四个步骤：进水混合、催化氧化反应、催化剂分离与自动循环、清水储存及脉冲反洗，其中：