uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器
技术领域
1.本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及一种uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器。
背景技术：2.随着我国城市化进程的不断加快，城市生活垃圾的产生量呈逐渐上升的趋势。在当今和可预见的未来，垃圾焚烧和垃圾卫生填埋是生活垃圾的主要处理处置方式。渗滤液是卫生填埋的主要二次污染物之一，主要来自于自然降雨、垃圾自身的水以及垃圾降解产生的水，其主要处理处置方式包括生物处理法、物化处理法、膜技术等。自2008年实施《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889—2008)以来，大多数渗滤液处理厂采用膜组合工艺，如：预处理+nf+ro、预处理+mbr+nf/ro等。运行实践表明，膜组合工艺对早期垃圾渗滤液中的有机物、氨氮及无机盐具有较好的截留能力，向中晚期渗滤液转变后，“预处理+mbr+nf/ro”等工艺对渗滤液处理越发困难，浓缩液处理成为膜法工艺的应用瓶颈。膜法工艺的主要缺陷有：1)两“低”一“高”，即：bod5/cod低，氨，腐殖质类物质降解效率低，氨氮浓度高；2)c/n偏低，tn去除难度大；3)碳源投加量大，经济性变差；4)膜处理浓缩液量增加，腐殖类物质降低膜通量，膜损耗加剧，提高膜清洗频率，降低膜使用寿命，增加运营维护成本。
3.现有的ro膜浓缩液处理技术有高级氧化、蒸发、电解等技术，普遍存在工艺系统复杂、运行成本高、运行经验相对不足等问题；ro膜浓缩液已经过前序生化和膜预处理，其主要问题是有机物可生化性差，返回生化处理系统难以有效处理。
4.传统的高级氧化技术用于浓缩液处理，可提高b/c比、提高c/n比，减少碳源投加量和消除腐殖酸方面效果明显，是浓缩液处理技术发展的重要方向，但存在能耗和物耗大、二次废物处理增加等技术经济性竞争力不强的缺陷。
技术实现要素：5.针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，采用可连续运行的简单工艺，有机污染物及色度大幅度消减，无二次废物产生；uv装置及其金属发射层设置，提高了uv利用率，uv催化与水体中留有的h2o2和臭氧作用，提高羟基自由基的产率，可进一步消减水体中的有机污染物。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，包括一反应器壳体、一下部集水区、多个催化剂层、一上部集水区、多个uv灯管、一循环回路和一排泥段；所述排泥段、所述下部集水区、所述催化剂层和所述上部集水区自下而上依次设置于所述反应器壳体内；所述排泥段底部设置有一排泥口；所述下部集水区设置有一双氧水进口、一臭氧入口和一进水口；所述上部集水区设有一自清洁进水口和一出水溢流口；所述uv灯管设置于所述上部集水区内；所述循环回路的循环进水口连通所述上部集水区，所述循环回路的循环出水口连通至顶层的一所述催化剂层的下方。
7.优选地，所述下部集水区内设置有一微孔曝气装置，所述微孔曝气装置连接所述
臭氧入口。
8.优选地，所述微孔曝气装置包括多个微孔，所述微孔的直径为0.2μm～20μm。
9.优选地，所述反应器壳体内沿高度方向间隔固定有多个承载隔板，所述催化剂层分别堆积于各所述承载隔板上；所述循环回路的循环出水口连通至顶层的一所述催化剂层的所述承载隔板的下方。
10.优选地，所述承载隔板采用孔径为0.5mm～3mm的网格板。
11.优选地，所述上部集水区的内壁设置有一金属反射层。
12.优选地，所述上部集水区内沿高度方向间隔水平布置有3～5层所述uv灯管，所述上部集水区内还竖直布置有至少两所述uv灯管。
13.优选地，水平布置的各层所述uv灯管的间距为200mm～300mm。
14.优选地，所述催化剂层的厚度为300mm～500mm。
15.优选地，所述催化剂层包括臭氧非均相催化剂和双氧水非均相催化剂。
16.本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
17.(1)ro过滤后浓缩水中腐殖酸等有机污染物可在较短的时间内彻底分解，色度大幅消除，其出水水质可达标排放；
18.(2)过程中不添加除双氧水及臭氧外的其他物料，出水盐度不增加，出水可返回生化系统处理或者直排；
19.(3)非均相催化氧化和uv催化氧化结合，可提高双氧水的使用效率，同时可提高羟基自由基的反应效率，发挥两种催化氧化的各自优势，上部集水区设置金属反射层可大幅提高uv的利用效率；
20.(4)与原有膜系统协同，实际消除水体中的有机污染物，无浓缩废液、二次污染物处置，可为膜系统稳定运行提供保障。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例的上部集水区的截面图。
具体实施方式
23.下面根据附图图1和图2，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。
24.请参阅图1和图2，本实用新型实施例的一种uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，包括一反应器壳体1、一下部集水区2、多个催化剂层3、一上部集水区4、多个uv灯管5、一循环回路6和一排泥段7；排泥段7、下部集水区2、催化剂层3和上部集水区4自下而上依次设置于反应器壳体1内；排泥段7底部设置有一排泥口8；下部集水区2设置有一双氧水进口9、一臭氧入口10和一进水口11；上部集水区4设有一自清洁进水口12和一出水溢流口13；uv灯管5设置于上部集水区4内；循环回路6的循环进水口61连通上部集水区4，循环回路6的循环出水口62连通至顶层的一催化剂层3的下方。
25.下部集水区2内设置有一微孔曝气装置，微孔曝气装置连接臭氧入口10。
26.微孔曝气装置包括多个微孔，微孔的直径为0.2μm～20μm。
27.臭氧浓度为50-200mg/l，双氧水浓度为1-10mg/l；
28.反应器壳体1内沿高度方向间隔固定有多个承载隔板，催化剂层3分别堆积于各承载隔板上；循环回路6的循环出水口62连通至顶层的一催化剂层3的承载隔板的下方。上部集水区4水体可通过循环回路6的循环泵返回顶层催化剂层3的承载隔板下方，其流量为原水流量的1.5-10倍。
29.承载隔板采用孔径为0.5mm～3mm的网格板。
30.催化剂层3的厚度为300mm～500mm，催化剂层3间设置10-100mm厚的水隙。
31.催化剂层3包括臭氧非均相催化剂和双氧水非均相催化剂。臭氧非均相催化剂为氧化铝负载fe、si、cu、ni、mn等5类或1-5类金属元素组合而成的固体颗粒材料，其粒径为1-5mm；双氧水非均相催化剂为氧化铝负载fe、cu、mn等3类或1-3类金属元素组合而成的固体颗粒材料，其粒径为3-5mm。
32.上部集水区4的内壁设置有一金属反射层14。
33.上部集水区4内沿高度方向间隔水平布置有3～5层uv灯管5，上部集水区4内还竖直布置有至少两uv灯管5，组成纵向和横向uv管系。
34.水平布置的各层uv灯管5的间距为200mm～300mm。
35.本实用新型实施例的一种uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其功能如下：
36.(1)非均相反应区和uv功能区合理布置。优化非均相臭氧催化氧化与uv催化氧化组合，可发挥前者的快速脱色作用(5-15分钟)和后者在低色度环境中发挥其cod消减和色度进一步降低；
37.(2)设置上部循环回流功能。将上部集水区4的低色度废水回流至非均相反应区，再次进行非均相臭氧催化。
38.(3)催化助剂的通用性选择。催化助剂采用不额外增加废水盐类物质，且催化助剂具有非均相催化、uv催化的通用性。
39.(4)设置金属反射层14。在上部集水区4的外围设置有金属反射层14，用于将uv灯管5发射的紫外光反射回上部集水区4。
40.本实用新型实施例的一种uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其工艺流程如下：
41.原水从进水口11、臭氧从臭氧入口10经微孔曝气装置以及双氧水从双氧水进口9分别进入反应器的下部集水区2进行混合，混合后水流进入装载催化剂的催化剂层3，进入上部集水区4并经uv灯管5uv催化氧化，一部分出水通过出水溢流口13流出，其余部分通过循环进水口61由循环回路6通过循环出水口62返回顶层催化剂层3的承载隔板下方。
42.以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，包括一反应器壳体、一下部集水区、多个催化剂层、一上部集水区、多个uv灯管、一循环回路和一排泥段；所述排泥段、所述下部集水区、所述催化剂层和所述上部集水区自下而上依次设置于所述反应器壳体内；所述排泥段底部设置有一排泥口；所述下部集水区设置有一双氧水进口、一臭氧入口和一进水口；所述上部集水区设有一自清洁进水口和一出水溢流口；所述uv灯管设置于所述上部集水区内；所述循环回路的循环进水口连通所述上部集水区，所述循环回路的循环出水口连通至顶层的一所述催化剂层的下方。2.根据权利要求1所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述下部集水区内设置有一微孔曝气装置，所述微孔曝气装置连接所述臭氧入口。3.根据权利要求2所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述微孔曝气装置包括多个微孔，所述微孔的直径为0.2μm～20μm。4.根据权利要求2所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述反应器壳体内沿高度方向间隔固定有多个承载隔板，所述催化剂层分别堆积于各所述承载隔板上；所述循环回路的循环出水口连通至顶层的一所述催化剂层的所述承载隔板的下方。5.根据权利要求4所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述承载隔板采用孔径为0.5mm～3mm的网格板。6.根据权利要求4所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述上部集水区的内壁设置有一金属反射层。7.根据权利要求6所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述上部集水区内沿高度方向间隔水平布置有3～5层所述uv灯管，所述上部集水区内还竖直布置有至少两所述uv灯管。8.根据权利要求7所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，水平布置的各层所述uv灯管的间距为200mm～300mm。9.根据权利要求7所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述催化剂层的厚度为300mm～500mm。10.根据权利要求9所述的uv非均相臭氧催化氧化耦合反应器，其特征在于，所述催化剂层包括臭氧非均相催化剂和双氧水非均相催化剂。
技术总结本实用新型提供一种UV非均相臭氧催化氧化耦合反应器，包括反应器壳体、下部集水区、多个催化剂层、上部集水区、多个UV灯管、循环回路和排泥段；下部集水区设置有双氧水进口、臭氧入口和进水口；上部集水区设有自清洁进水口和出水溢流口；所述UV灯管设置于所述上部集水区内；所述循环回路的循环进水口连通所述上部集水区，所述循环回路的循环出水口连通至顶层的一所述催化剂层的下方。本实用新型的一种UV非均相臭氧催化氧化耦合反应器，采用可连续运行的简单工艺，有机污染物及色度大幅度消减，无二次废物产生；提高了UV利用率，UV催化与水体中留有的H2O2和臭氧作用，提高羟基自由基的产率，可进一步消减水体中的有机污染物。可进一步消减水体中的有机污染物。可进一步消减水体中的有机污染物。
技术研发人员：邢辉
受保护的技术使用者：相出净流智能科技（上海）有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/7/5
