[发明专利]催化剂协同臭氧处理制浆废水的装置及其处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及制浆造纸废水的处理工艺，具体涉及催化剂协同臭氧处理制浆废水的装置及其处理方法。

背景技术

臭氧是一种强氧化剂，氧化还原电位为2.07，对大多数有机物具有很强的氧化降解能力，且具有反应速度快的特点。臭氧既可用于生物处理前对废水进行预处理，提高废水可被微生物降解的能力，改善废水的生物处理效果；臭氧也可用于生物处理后对废水进行深度处理，以降解去除在废水的生物处理过程中未能去除的残余有机物，以及对废水的脱色。已有研究表明，臭氧氧化降解难生物降解有机物、发色有机物和毒性有机物效果良好。在利用臭氧处理废水的过程中，对于具有较高色度的废水，色度的去除率很高，经臭氧处理后色度去除率甚至达到98％以上；但是对废水中有机物的去除率并不高，总有机碳(TOC)或化学需氧量(COD)去除率一般不超过40％。因此，近年来，通过研制和添加催化剂以提高臭氧处理过程中对有机物的降解效果成为国内外研究的热点。

制浆造纸工业是我国废水和污染物排放的重要源头之一，物化结合生物处理工艺是制浆造纸工业废水处理主要的技术。但是，在当前的技术条件下，制浆中段废水经物化结合生物处理后并不能达到国家排放标准，因此在排放到环境水体前必须进行深度处理。已有应用臭氧来处理制浆造纸工业废水方面的研究，在去除废水的色度、提高其可生物处理性方面取得了较为明显的效果，但是臭氧对制浆废水中有机物的去除效果并不理想。另一方面，在臭氧处理废水过程中，存在着臭氧利用率较低的问题，大量的未参与反应的臭氧随着尾气排出，使处理成本较高。

发明内容

为解决上述相关技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供催化剂协同臭氧处理制浆废水的装置及其处理方法，该装置设计有内置有活性吸附材料负载过渡金属氧化物为催化剂的两级反应器，催化臭氧处理制浆造纸废水，可用于制浆造纸废水的处理和制浆造纸废水二级生物处理出水的深度处理。

催化剂协同臭氧处理制浆废水的装置包括尾气接受瓶22、泵10、射流器20、一级反应器和二级反应器；

所述一级反应器包括内含有活性吸附材料负载过渡金属氧化物催化剂9的一级反应器槽体1及其顶盖5，在一级反应器槽体1内底部设置有曝气器8，槽体上设置有第一进水口2、第一出水口7，顶盖5上设置有第一尾气口3以及第一进臭氧口4。

所述二级反应器包括二级反应器槽体14及其顶盖16；二级反应器槽体14内设置有支撑布气板12，支撑布气板12上承载有活性吸附材料负载过渡金属氧化物催化剂9，槽体上设置有第二进水口11及第二出水口26，顶盖16上设置有第二尾气口17。

第一进臭氧口4一端通过管道与曝气器8连接，另一端再通过第二尾气管23与第二尾气口17连接；第一出水口7、泵10、射流器20及第二进水口11通过管道依次连接，射流器20上设置有进臭氧管21；

尾气接受瓶22通过第一尾气管24与第一尾气口3连接，并且尾气接受瓶22还设置有通向大气空间的排气管25。

作为优选的，所述一级反应器槽体1还设置有回流口6，二级反应器槽体14还设置有第三出水口15，回流口6与第三出水口15通过管道连接，该连接管道上安装有阀门。

作为优选的，所述二级反应器槽体14上还设置有取样口18。

所述二级反应器槽体14为一体成型或者拼装成型，为拼装成型时，槽体通过密封件13进行密封。

所述活性吸附材料负载过渡金属氧化物催化剂9的活性吸附材料为活性炭，过渡金属氧化物为Mn、Ni、Ti、Zr的氧化物中的一种以上。

所述活性吸附材料负载过渡金属氧化物催化剂9中任一种氧化物的质量均为活性炭质量的2％～10％。

利用上述催化剂协同臭氧处理制浆废水的装置进行废水处理的方法，步骤如下：