[发明专利]臭氧催化氧化-水力空化协同降解焦化尾水污染物的装置和方法

权利要求书

1.一种臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：包括氧气源臭氧发生器、两个臭氧催化空化流化床反应器、反硝化厌氧滤池；

氧气源臭氧发生器分别连接两个臭氧催化空化流化床反应器，为催化空化反应提供臭氧；

臭氧催化空化流化床反应器内设有水力空化曝气机和催化剂布置桶，催化剂布置桶位于水力空化曝气机的上方；

臭氧催化空化流化床反应器通过第二进水泵连接第二臭氧催化空化流化床反应器，两个臭氧催化空化流化床反应器结构相同，内部放置了不同种类的催化剂；

第二臭氧催化空化流化床反应器通过第三进水泵、混合器与反硝化厌氧滤池连接；

反硝化厌氧滤池内中部堆积氧化铝质陶粒填料，陶粒上附着生长有厌氧反硝化菌，反硝化厌氧滤池底部设有布水器，混合器与碳源储槽相通。

2.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：臭氧催化空化流化床反应器中，催化剂布置桶为螺旋状；在螺旋叶片之间布有催化剂，催化剂附着在螺旋叶片外表面，螺旋叶片为中空结构，作为臭氧分布器；催化剂布置桶底部的螺旋叶片与臭氧通气管连接，臭氧进入螺旋叶片内部，在中空的螺旋叶片内部流动，螺旋叶片上设有若干臭氧通气孔，增加了臭氧与催化剂的接触面积，有效的利用了水力空化效应，在空化螺旋桨带动的漩涡水流作用下，水流沿箭头方向螺旋上升，在最上部沿垂直通道下落至负压区。

3.根据权利要求2所述的臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：催化剂布置桶的螺旋叶片上的臭氧通气孔设置为不均匀分布，底部的螺旋叶片上的臭氧通气孔比顶部的螺旋叶片上的多。

4.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：所述氧气源臭氧发生器、臭氧催化空化流化床反应器的连接管道上设有流量调节阀。

5.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：所述反硝化厌氧滤池与碳源储槽的连接管道上设有碳源计量泵。

6.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：反硝化厌氧滤池内的氧化铝质陶粒填料，粒径为2-3cm，供反硝化菌附着生长繁殖用。

7.一种臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的方法，采用权利要求1~6任一项所述的臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于包括以下内容：

（1）在两个臭氧催化空化流化床反应器中，水力空化效应与高浓度臭氧微汽泡联用，常温常压下进行；

（2）催化剂1^#和催化剂2^#不同配方阶梯递进作用与臭氧催化空化流化床反应器中气、液、固三相高效接触反应；催化剂的加入量为臭氧催化空化流化床反应器容积的2/3；

（3）反硝化厌氧滤池中，陶粒滤料富集生长的反硝化菌在缺氧条件下，以硝酸盐氮为电子受体，将硝酸盐氮转化为氮气的过程，能有效降低焦化废水中残留的总氮浓度。

8.根据权利要求7所述的臭氧催化氧化-水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的方法，其特征在于包括以下步骤：

第1步，开启进水泵，将待处理废水抽入臭氧催化空化流化床反应器中，同时开启水力空化曝气机和氧气源臭氧发生器，处理20-30min后停止；流化床反应器所用催化剂1^#为Co₂O₃/Al₂O₃；

第2步，开启第二进水泵，将臭氧催化空化流化床反应器处理后的水抽入第二臭氧催化空化流化床反应器中，同时开启第二水力空化曝气机和氧气源臭氧发生器，处理20-30min后停止；流化床反应器所用催化剂2^#是PdO/Al₂O₃；

第3步：将第二臭氧催化空化流化床反应器处理后的水由净水泵经由混合器泵入反硝化厌氧滤池中，反硝化厌氧滤池处理量按照40-50L/h设计，碳源储槽存放液体碳源甲醇，调节碳源计量泵投加量为0.3-0.4mg/L，反硝化厌氧滤池陶粒滤料已提前加入，甲醇在混合器内与第二臭氧催化空化流化床反应器处理后岀水混合后通过布水器均匀分配，这些营养均衡的混合水通过陶粒填料上附着生长的厌氧反硝化菌生物降解作用，将处理水中以硝态氮存在的无机氮高效去除。