流化床废水处理装置的制作方法

本发明涉及水处理，具体涉及一种流化床废水处理装置。

背景技术：

1、臭氧催化氧化技术是近些年来污废水深度处理领域使用越来越广泛的高级氧化技术，目前已实现工程应用的是固定床臭氧催化氧化技术，即将粒径为3～6mm的臭氧催化剂填充在反应池中形成催化剂床层，臭氧从催化剂床层底部进入，通过催化剂颗粒间隙向上逸散，上升过程中与废水中的污染物接触并将污染物降解，同时臭氧在催化剂作用下被催化成具有强氧化能力的·oh等活性物种，也会在污染物降解过程中发挥重要作用。

2、然而固定床臭氧催化氧化工艺存在一些固有缺陷：1.催化剂床层易堵塞：臭氧催化氧化工艺用于预处理工艺(初沉池后端)或深度处理工艺(二沉池后端)，进水中往往含有一些胞外聚合物、微生物絮体和微生物代谢产物等大分子有机物质、固体悬浮物，易堵塞催化剂床层，造成过水阻力增大，需要经常反冲洗，增加反应复杂程度和运行成本，同时悬浮物质在催化剂表面的附着，会使催化剂部分失活，催化效率降低；2.传质效率较低，臭氧利用率不高：由于固定床臭氧催化剂颗粒粒径一般在3mm以上，在实际工程的填充高度下，臭氧的传质效率和利用率不高，尾气中臭氧浓度依旧较高，臭氧浪费明显；3.催化剂填充量大，固定床臭氧催化氧化工艺的催化剂填充量往往会占据反应池高度的30％～60％，此外由于堵塞、失活等原因，需要定期更换催化剂，废弃的催化剂通常以危废来处理，需要耗费大量资金。

3、为克服固定床臭氧催化氧化工艺的缺陷，学者们研发了流化床臭氧催化氧化工艺，即通过气体提升力或者高速液体冲刷等，使催化剂处于流态化状态的臭氧催化氧化工艺，常规情况下，一般将待处理废水经增压泵增压后与臭氧在水射器内混合形成气水混合物，使得催化剂在气水混合物的水力作用下呈流化态。为了使固体催化剂处于流态化，往往需要提高的液体流速或气体提升速度，这样势必会减少臭氧气体与废水中污染物的接触反应时间，导致臭氧利用率降低，尾气中臭氧浓度依旧很高，造成了严重的资源浪费。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的流化床臭氧催化氧化工艺的臭氧与废水中的污染物接触反应时间短，前端通入大量的臭氧得不到充分的利用，后端排放臭氧浓度高，造成严重资源浪费的缺陷，从而提供一种流化床废水处理装置。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种流化床废水处理装置，包括：本体，所述本体包括内腔，以及位于所述内腔底部的曝气口和位于所述内腔顶部的排气口；曝气提升区，所述曝气提升区设置在所述本体内腔，所述曝气提升区设置有第一进口和第一出口，所述第一进口朝向所述曝气口；氧化区，所述氧化区设置在所述本体内腔，所述氧化区设置有第二进口和第二出口，所述第二进口位于所述第一出口的下游，所述第二出口位于所述第一进口的上游；进气口，所述进气口位于所述氧化区中，且位于所述第二进口和所述第二出口之间。

3、可选地，所述氧化区中设置有进液口，所述进液口位于所述第二进口和所述进气口之间。

4、可选地，多个所述进气口设置在所述进液口和所述第二出口之间。

5、可选地，所述本体内腔中设置有布水管，所述布水管与所述进液口连接。

6、可选地，所述氧化区包括曝气氧化区和无泡氧化区，所述曝气氧化区位于所述进气口的上方，所述无泡氧化区位于所述进气口和所述第二出口之间。

7、可选地，所述本体内腔中设置有提升筒，所述提升筒的内腔形成所述曝气提升区，所述提升筒的外壁与所述本体内壁之间形成所述氧化区。

8、可选地，所述本体内腔底部设置有斜面，所述斜面由所述氧化区向所述曝气口的方向延伸。

9、可选地，所述本体内壁设置有出水口和溢流堰，所述出水口位于所述氧化区上方，所述溢流堰由所述出水口底部向所述本体顶部延伸。

10、可选地，所述本体内腔中设置有三相分离器，所述三相分离器的底部和所述第一出口之间具有一定的距离并形成第二进口，所述三相分离器向上延伸至超过所述溢流堰的顶部开口。

11、可选地，所述三相分离器和所述溢流堰之间具有间隔并形成回流通道。

12、可选地，所述排气口外连接有排气管，所述曝气口与曝气管连接，所述排气管和所述曝气管之间连接有循环支管，所述循环支管适于将所述排气管中的部分气体通入所述曝气管中。

13、本发明具有以下优点：

14、1.本发明提供的流化床废水处理装置包括：本体、曝气提升区、氧化区和进气口。本体包括内腔以及位于内腔底部的曝气口和位于内腔顶部的排气口，曝气提升区设置在本体内腔，曝气提升区设置有第一进口和第一出口，第一进口朝向曝气口，氧化区设置在本体内腔，氧化区设置有第二进口和第二出口，第二进口位于第一出口的下游，第二出口位于第一进口的上游，进气口位于氧化区中，且位于第二进口和第二出口之间。

15、工作时，催化剂填充在本体内腔的底部，废水在本体内腔中的液位高于第一出口和第二进口。曝气口可以通入压力空气，压力空气带动废水沿第一进口、曝气提升区、第一出口、第二进口、氧化区和第二出口依次流动，使得废水在曝气提升区和氧化区按照内循环的方式流动，催化剂在压力空气的带动下会随废水流动，也即是按照内循环的方式流动，由此形成内循环流化床。

16、进气口可以向氧化区通入氧化气体，氧化气体进入氧化区后会向第二进口的方向上升，由于废水在氧化区中沿第二进口向第二出口的方向流动，那么氧化气体的上升速度就会变慢，从而提高氧化气体与废水的接触时间，进而提高氧化气体和废水的反应时间，提高了氧化气体的利用率，所以相比于现有技术，就能够减小氧化气体的通入量，同时由于大部分氧化气体溶解在废水中，就减少了排气口排出的氧化气体量，避免了资源浪费。

17、因此，本发明提供的流化床废水处理装置在曝气提升区和氧化区可以形成废水和催化剂的内循环流动，氧化区可以减少氧化气体的上升速度，使得氧化气体充分地与废水发生反应，提高了对氧化气体的利用率，减少排放量，避免了资源浪费。

18、2.本发明提供的流化床废水处理装置，氧化区中设置有进液口，进液口位于第二进口和进气口之间。从进液口中流入的废水会向进气口的方向流动，进气口通入的氧化气体会向进液口的方向上升，由此，使得新进入本体内腔的废水可以第一时间和氧化气体接触，氧化气体上升速度减缓并充分溶解到新进入本体内腔的废水中。

19、3.本发明提供的流化床废水处理装置，多个进气口设置在进液口和第二出口之间。多个进气口可以同时向本体内腔通入气体，由此方便氧化气体与废水均匀的接触。

20、4.本发明提供的流化床废水处理装置，本体内腔中设置有布水管，布水管与进液口连接。布水管可以将废水均匀的通入本体内腔中，以保持氧化区内水流速度稳定。

21、5.本发明提供的流化床废水处理装置，氧化区包括曝气氧化区和无泡氧化区，曝气氧化区位于进气口的上方，无泡氧化区位于进气口和第二出口之间。在曝气氧化区中，主要是氧化气体溶解在废水中并进行氧化反应，在无泡氧化区中，主要是溶解在废水中的氧化气体对废水进行氧化，进一步提高氧化气体的利用率。

22、6.本发明提供的流化床废水处理装置，本体内腔中设置有提升筒，提升筒的内腔形成曝气提升区，提升筒的外壁与本体内壁之间形成氧化区。提升筒可以在本体内腔中隔离出曝气提升区和氧化区，且在提升筒的外壁周围均为氧化区，结构简单。可以对本体和提升筒的尺寸进行灵活选择，以适应不同的工况要求。

23、7.本发明提供的流化床废水处理装置，本体内腔底部设置有斜面，斜面由氧化区向曝气口的方向延伸。斜面可以对废水和催化剂的流动进行导流，尤其是将催化剂导流至曝气口的位置，方便压力空气将催化剂带动至曝气提升区中。

24、8.本发明提供的流化床废水处理装置，本体内壁设置有出水口和溢流堰，出水口位于氧化区上方，溢流堰由出水口底部向本体顶部延伸。本体内腔中的废水会不断增加，当废水液面高于溢流堰顶部时，会流入溢流堰并通过出水口排出。

25、9.本发明提供的流化床废水处理装置，本体内腔中设置有三相分离器，三相分离器的底部和第一出口之间具有一定的距离并形成第二进口，三相分离器向上延伸至超过溢流堰的顶部开口。由于第一出口会流出废水和催化剂，三相分离器可以将催化剂阻挡，废水会在三相分离器中形成具有一定高度的液面，液面高度与溢流堰的顶部高度对应，气体会从三相分离器顶部形成的开口释放，废水会继续带动催化剂按照内循环的方式流动，由此完成气体的分离，且通过溢流通道至溢流堰出去的液体中携带少量固体，固体在随液体上升过程中，由于上升液体对固体的曳力不足以抵抗固体自身重力，所以这部分少量固体会在溢流通道中下降，不会上升到溢流堰为止，而是在自重的作用下继续回到氧化区，因此也不会产生催化剂的损失。

26、10.本发明提供的流化床废水处理装置，三相分离器和溢流堰之间具有间隔并形成溢流通道。本体内腔中的液位高度上升至一定程度时，废水会进入到溢流通道中，当本体内的液位继续升高至超过溢流堰的顶部高度时，溢流通道中的水会进入溢流堰并从出水口排出，由此保证本体内的液位高度始终处于可控范围。此外，三相分离器还可以尽量保证催化剂按照内循环的方式流动，尽量避免催化剂进入溢流通道，从而防止本体内腔中的催化剂随溢出的废水一同排出。

27、11.本发明提供的流化床废水处理装置，排气口外连接有排气管，曝气口与曝气管连接，排气管和曝气管之间连接有循环支管，循环支管适于将排气管中的部分气体通入曝气管中。由于氧化气体不能完全与废水反应，还有一部分未反应的氧化气体随空气从排气口排出，循环支管可以将曝气管中的部分气体通入到曝气管中，这样曝气管中的压力气体就会掺杂部分氧化气体通过曝气口排入到本体内腔，那么就可以让部分氧化气体直接回流到曝气提升区中，对未反应的的氧化气体进行了二次利用，进一步提高了氧化气体的利用率，降低了未反应氧化气体的排放量。