WO2014201979A1

WO2014201979A1 - 污水处理系统及其方法

Info

Publication number: WO2014201979A1
Application number: PCT/CN2014/079909
Authority: WO
Inventors: 吴浩
Original assignee: 南京德磊科技有限公司
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2014-12-24
Also published as: US20160137539A1

Abstract

本发明公开了一种污水处理系统包括污水泵、斜板催化反应塔、第一离心泵、第一射流器、第一制氧机、第一臭氧机、第一催化反应器、第一换热器、填料催化塔、曝气生物塔和储水箱；所述污水泵的出口与斜板催化反应塔的第一进口通过管道相连接；所述斜板催化反应塔的第一出口与第一离心泵的进口通过管道相连接；所述第一离心泵的出口与第一射流器的第一进口通过管道相连接；所述第一制氧机的出口与第一臭氧机的进口通过管道相连接；所述第一臭氧机的出口与第一射流器的第二进口通过管道相连接；所述第一射流器的出口与第一催化反应器的进口通过管道相连接；本发明的污水处理系统及其方法运行成本低，处理效果稳定，不会产生二次污染。

Description

污水处理系统及其方法技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种污水处理系统及其方法。背景技术

工业化的高速推进以及人口数量的几何增长，使得水污染问题急剧恶化，造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为人所用。据统计，目前水中污染物已达 2千多种，主要为有机物、碳化物、重金属、致病微生物等。我国北方的海河、淮河和辽河发黑变臭，几乎成了超级排污沟，而南方的太湖、巢湖和滇池由于接纳了大量有机污染物，造成严重富营养化，时常因藻类爆发而失去使用价值。目前，污染水的 70%〜80%直接排放，全国每年排污量约 300 亿吨，而我国污水的处理能力只占 20%左右。水污染问题依然在加剧，从支流向干流、从城市向农村、从地表向地下、从陆地向海洋蔓延发展。

其中排放的高难度污水，如化工污水、石化污水、焦化污水、垃圾渗滤液、制药污水、电镀含氰污水、研磨污水等，这些污水中含有很多难生物降解有机物和生物毒性物质，有机物成分复杂，化学需氧量 COD浓度高，此类污水非常难处理。对于难处理的重污染工业污水，环保工作者一直努力探索。目前研究较多的为紫外线催化氧化技术，利用真空紫外发生器同步辐射高强紫外线，高能光子可以直接光解废水中的有机物，使之断键矿化，同时高能光子还可以敏化难降解有机物，使之处于不稳定的敏化状态，有利于进一步降解；以过氧化氢为氧化剂，在催化剂作用下催化氧化有机物。同时引入紫外光、催化剂和氧化剂，利用它们的协同作用产生羟基、氧离子等自由基，将高浓度废水中有机污染物彻底分解成（¾和水等无害成份，同时除臭、脱色及杀菌消毒。以此攻击水中各种有机污染物及微生物，直至使其降解为 C0₂、 0及无机盐。但是很多污水处理系统反应条件要求多，成本高，处理效果不稳定。

目前针对高难度污水处理方法有芬顿法、催化臭氧氧化法、微波法、电解催化法、焚烧法、活性污泥法、膜处理法、其他生物法等。研究和实验采用较多的是芬顿法，是在酸性条件下，以亚铁离子 Fe²⁺为催化剂用过氧化氢 0₂进行化学氧化的污水处理方法。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，也称芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解，同时，反应生成的 F_e (0H) ₃胶体具有絮凝、吸附功能，吸附去除水中部分有机物。但芬顿法装置占地面积大，加药接管复杂，耗药量大，药剂成本高，反应后需回调 pH和沉淀，易产生较多污泥危废，运行中药剂投放比例要求高，反应条件要求多，处理效果不稳定，限制了工业化规模化发展。臭氧高级氧化污水修复技术是一种特殊的化学修复技术。它是指由臭氧分解产生具有强氧化能力的羟基自由基 · 0Η以及由羟基自由基诱发的一系列 · 0Η链反应，在高温高压，电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使水中各种有机污染物及微生物的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。臭氧氧化的污水治理设备主要为以催化氧化技术为基础，将臭氧发生装置、处理水的臭氧氧化反应器等按流程依次连接，形成一体化污水处理设备。现有的臭氧氧化处理方法臭氧利用率不高，容易有臭氧残留，会对环境造成二次污染，而且成本较高，处理流量较小，不利于规模化使用。

因此，寻找一种能够高效治理而且不会造成二次污染的污水处理系统及其方法成为环境保护急需解决的重要问题。发明内容

本发明的目的是提供一种利用臭氧催化氧化法进行污水治理，不会造成二次污染的处理污水的系统及其方法。

为了实现上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种污水处理系统，污水处理系统包括污水泵、斜板催化反应塔、第一离心泵、第一射流器、第一制氧机、第一臭氧机、第一催化反应器、第一换热器、填料催化塔、曝气生物塔和储水箱；

所述污水泵、斜板催化反应塔、第一射流器、第一制氧机、第一臭氧机、第一催化反应器、第一换热器、填料催化塔、曝气生物塔和储水箱上均设置有进口和出口；

所述污水泵的出口与斜板催化反应塔的第一进口通过管道相连接；所述斜板催化反应塔的第一出口与第一离心泵的进口通过管道相连接；所述第一离心泵的出口与第一射流器的第一进口通过管道相连接；

所述第一制氧机的出口与第一臭氧机的进口通过管道相连接；所述第一臭氧机的出口与第一射流器的第二进口通过管道相连接；所述第一射流器的出口与第一催化反应器的进口通过管道相连接；所述第一催化反应器的出口与第一换热器的进口通过管道相连接；所述第一换热器的出口与斜板催化反应塔的第二进口通过管道相连接，所述斜板催化反应塔的第二出口与填料催化塔的进口通过管道相连接，所述填料催化塔的出口与曝气生物塔的第一进口通过管道相连接，所述曝气生物塔的出口与储水箱的进口通过管道相连接。

进一步地，所述储水箱的出口设置有取样口；所述第一制氧机为分子筛第一制氧机；所述第一射流器为第一文丘里混合器；

所述污水处理系统还包括冷却系统，该冷却系统包括依次通过管道相连接的冷却水箱、第一循环泵、第一换热器和第一臭氧机，以形成冷却水循环回路；所述第一换热器与污水接触的一侧涂敷用于加速污水催化氧化过程的催化剂层；所述污水处理系统还包括风机，所述曝气生物塔的第二进口与风机的出口通过管道相连接；所述污水处理系统还包括改变臭氧水的进水方向且扩大臭氧水的面积的反射器和过滤网；所述斜板催化反应塔的第一出口处设置有过滤网，所述反射器设置于第一臭氧机和第一文丘里混合器之间；第一文丘里混合器吸入臭氧量通过第一离心泵的流量与管道上的阀门进行调节；

所述污水泵为潜污泵或离心污水泵；所述污水泵与斜板催化反应塔的连接管道上设置有压力控制器和流量控制器。

进一步地，所述第一制氧机上设置有空压机，所述曝气生物塔的第二进口与第一制氧机的第二出口通过管道相连接，所述第一制氧机的第一出口与第一臭氧机的进口通过管道相连接；所述曝气生物塔的第二进口处设置有曝气管网和曝气盘，所述曝气生物塔内设置有多孔性填料，所述填料催化塔内设置有惰性贵金属粉末的颗粒填料，所述颗粒填料的比表面积为 0. 1-I00m7g_; 所述曝气生物塔内设置多层倾斜的折板，每层折板投影均有交叉重合部分，所述每层折板与塔体中轴线之间的夹角为 30-89 ° 。

更进一步地，所述第一换热器为板式换热器或管壳式换热器；所述曝气生物塔的折板投影长度超出塔体中轴线的长度为 5-500mm_; 所述混合物在污水处理系统的停留时间为 10s 以上；所述污水泵、斜板催化反应塔、第一离心泵、第一文丘里混合器、第一制氧机、第一臭氧机、第二催化反应器、第一换热器、填料催化塔、曝气生物塔、空压机和储水箱集成安装在第一箱体内，所述第一箱体数量为一台或一台以上，通过管道相串接。

本发明的所述的污水处理系统进行污水处理的方法，包括以下步骤：

( 1 )对污水进行预处理，并进行吸附和沉淀处理；然后将污水经由污水泵进入斜板催化反应塔，斜板催化反应塔起到一个分流的作用；经过斜板催化反应塔进行分流后，一部分污水由斜板催化反应塔的第一出口进入第一离心泵，另一部分污水留在斜板催化反应塔中；

( 2 )污水以一定的速度由泵输送至第一文丘里混合器中，所述第一文丘里混合器产生负压吸入第一臭氧机产生的臭氧，形成臭氧和污水的混合物；

( 3 )所述混合物经由第一文丘里混合器后，通过管道进入第二催化反应器，所述混合物与第二催化反应器中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应；

( 4)氧化还原反应产物经第一换热器进入斜板催化反应塔，反应剩余的臭氧和氧气与未进入第二催化反应器的污水进行混合；

( 5 )反应产物由斜板催化反应塔的第二出口进入填料催化塔，剩余臭氧和氧气与污水充分进行氧化还原反应；

( 6 )反应产物经填料催化塔的出口进入曝气生物塔；曝气生物塔流入储水箱后，所述储水箱的出口设置有取样口，在取样口进行取样检测。本发明的一种污水处理系统的斜板催化反应塔，所述斜板催化反应塔包括第一底座，第一底座上设置有斜板催化反应塔主体，斜板催化反应塔主体由自下而上的第一塔底、第一填料层、第一塔顶组成；第一塔底的底部设置有第一塔底封头，第一塔底封头连接有第一排空阀门，第一塔底的侧壁设置有臭氧水进水口、废水进水口；填料层内填充有催化剂固体填料；第一塔顶设置有第一塔顶封头，第一塔顶的侧壁设置有废水出水口；第一塔底的侧壁上，位于废水进水口的下方设置有分流废水出水口。

进一步地，分流废水出水口上设置有过滤网，过滤网为不锈钢材质；废水进水口为 L型，其尾端连接有一个喇叭口，喇叭口朝下，正对所述过滤网；第一塔底封头为弧形结构；第一塔顶封头为弧形结构；斜板催化反应塔主体采用不锈钢材质；臭氧水进水口为 L型，并连接有一个反射器；第一填料层内设置有填料支撑板，其上装填有固体填料，固体填料为折板、斜板式片状，其为凹凸面，表面涂覆有惰性贵金属催化剂，该折板、斜板式片状与水平面夹角为 80-90度；固体填料填满填料层内空间，固体填料为多层；废水出水口连接有三通，并设置有取样口。

本发明的一种污水处理系统的填料催化塔，所述填料催化塔包括第二底座，第二底座上设置有填料催化塔主体，填料催化塔主体由自下而上的进水区、承托层、第二填料层、清水出水区组成；进水区包括第二塔底，第二塔底的底部设置有第二塔底封头，第二塔底封头连接有第二排空阀门；第二填料层内填充有填料，第二填料层的侧壁上端设置有第一出水口，第二填料层内设置有折板，折板的一端连接在第二填料层内壁，另一端向下倾斜；清水出水区包括第二塔顶，第二塔顶上设有第二塔顶封头，第二塔顶封头上端开设有填料投加口。

进一步地，填料催化塔主体为不锈钢材质；第二塔底封头为弧形结构，第二塔顶封头为弧形结构；承托层为一个圆板，其上均匀布置有圆孔或方孔，承托层的材质为不锈钢；圆孔的孔径或方孔的边长为 4-10mm_; 第二填料层内的填料为粒径大于 10mm的多孔颗粒填料，其表面涂覆有惰性贵金属催化剂；第二填料层内设置有多层折板，多层折板交错布置，每层折板在水平面的投影有交叉重合部分；每层折板在水平面的投影的长度超过反应塔主体中轴线 5-500mm，每层折板与反应塔主体的中轴线之间的夹角为 30-89 ° ；第一出水口连接有三通，并设置有取样口；第一出水口连接有反冲洗泵。

本发明的一种处理污水的系统，所述处理污水的系统包括泵、过滤混合器、第二射流器、臭氧发生装置、反应器、第二换热器和旋转混合器；

所述过滤混合器、第二射流器、臭氧发生装置、第二反应器、第二换热器和旋转混合器上均设置有进口和出口；所述泵的第一出口与过滤混合器的第一进口通过管道相连接；所述过滤混合器的第一出口与第二射流器的第一进口通过管道相连接；所述臭氧发生装置的第一出口与第二射流器的第二进口通过管道相连接；所述第二射流器的出口与反应器的进口通过管道相连接；所述反应器的出口与第二换热器的第一进口通过管道相连接；所述第二换热器的第一出口与过滤混合器的第二进口通过管道相连接，所述过滤混合器的第二出口与旋转混合器的进口通过管道相连接。

进一步地，所述泵为潜水泵；所述处理污水的系统还包括设置于过滤混合器和第二射流器之间的第二离心泵；所述第二离心泵上设置有进口和出口；所述过滤混合器的第一出口与第二离心泵的进口通过管道相连接；所述第二离心泵的出口与第二射流器的第一进口通过管道相连接；所述反应器内表面及反应器内部件内外表面、第二换热器内表面及第二换热器内部件内外表面及管道内表面均涂覆有贵金属催化剂层。

进一步地，所述反应器为第二催化反应器；所述臭氧发生装置内设置有通过管道连接的第二制氧机和第二臭氧机；所述第二制氧机的出口与第二臭氧机的第一进口通过管道相连接; 所述第二臭氧机的第一出口与第二射流器的第二进口通过管道相连接；

所述第二换热器的第二出口与所述第二臭氧机的第二进口通过管道相连接；所述第二臭氧机的第二出口与所述冷却水箱的进口通过管道相连接；所述冷却水箱的出口与第二循环泵的进口通过管道相连接；所述第二循环泵的出口与所述第二换热器的第二进口通过管道相连接；所述第二臭氧机、冷却水箱、第二循环泵和第二换热器形成一个冷却水循环系统；所述旋转混合器内涂覆有颗粒状多孔陶瓷表面负载催化剂层；所述第二臭氧机上设置有冷却室；所述第二射流器为第二文丘里混合器；所述第二催化反应器为一台或一台以上，所述第二催化反应器通过管道并联或串联连接。

更进一步地，所述潜水泵、第二离心泵、臭氧发生装置、第二射流器和第二催化反应器集成安装在第二箱体内，所述第二箱体数量为一台或一台以上，通过管道相串接；所述过滤混合器的第二进口处设置有过滤网；所述臭氧发生装置与所述第二催化反应器的连接管道上设置有气体流量计；所述混合物在第二催化反应器的停留时间为 10秒至 500秒。

本发明所述的处理污水的系统进行污水处理的方法，包括以下步骤：

( 1 ) 对污水进行预处理，并进行吸附和沉淀处理；

( 2) 所述污水通过潜水泵进入过滤混合器，过滤混合器起到一个分流的作用；

( 3)经过过滤混合器进行分流后，一部分污水由过滤混合器的出口进入第二离心泵，另一部分污水留在过滤混合器中；

(4)污水以一定的速度由第二离心泵输送至第二射流器中，所述第二射流器产生负压吸入臭氧发生装置产生的臭氧，形成臭氧和污水的混合物；

( 5)所述混合物通过管道进入第二催化反应器，所述混合物与第二催化反应器中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应；

( 6 )所述第二臭氧机、冷却水箱、第二循环泵、第二换热器形成一个冷却水的循环系统，用以降低第二臭氧机的温度；所述污水在第二换热器与已对第二臭氧机降温的冷却水进行换热，降低冷却水的温度；所述第二换热器将污水输送至过滤混合器，反应残留的臭氧与未进入第二催化反应器的污水进行混合；

( 7 )处理过的污水中仍含有部分臭氧，这部分污水由过滤混合器进入旋转混合器，在旋转混合器内旋转两次后，由旋转混合器的出口排入水域，与水域中的未处理水混合，消耗残留的臭氧。

有益效果：本发明的污水处理系统及其方法能够提高高难度污水的处理量，提高臭氧利用率，对污水 pH、水温等适用范围广，占地面积小，安装操作简单，运行成本低，处理效果稳定，不会产生二次污染。采用高级催化氧化技术，通过该技术产生羟基自由基，对大部分污水处理效果显著，催化反应后的污水进一步经斜板催化反应塔、填料催化塔反应，能有效降解化学需氧量 C0D、提升 BOD/化学需氧量 COD比，降解有毒有害有机物质，使用范围广。

( 1 )在臭氧发生器和第一文丘里混合器之间设置有改变臭氧水的进水方向且扩大臭氧水的面积的反射器；反射器改变臭氧水的进水方向，扩大臭氧水的面积，增大与填料的接触面积，提高反应效率，减小斜板催化反应塔体积，节省占地面积。

( 2 )斜板催化反应塔污水进水口接入污水泵，污水泵采用潜污泵或离心污水泵，管道上设置压力控制器和流量控制器，对管道内的污水压力和流量进行自动监测和控制，当管道压力达到设定上限值时，污水泵会自动报警或自动保护停机。斜板催化反应塔的进水口设置喇叭口，方向正对前面所述过滤网，反洗过滤网，防止堵塞。

( 3 )本发明既能方便的对高难度污水进行循环处理直至达标排放，也能对大水量高难度污水进行过流或循环式小试实验，进而为大水量工业化提供有效数据支撑；还能对大水量轻度有机物污染的水体进行过流式处理，或配合其他污水处理手段，如生化方法，对高难度污水进行催化氧化预处理后进生化系统；也能对已经有其他污水处理手段处理不达标的污水进行再处理。

本发明的另一种污水处理系统及其方法安装简单，使用便捷，能够提高污水处理量，提高臭氧利用率，并能够在进口处有效过滤地表水中的杂物，防止管道堵塞。这种处理污水的系统既可进行地表水、雨水消毒处理，又可进行工业循环水处理，工厂尾水达标处理。本发明具有如下优点：

( 1 )在设备进口处接入的过滤混合器，具有过滤和自清洁的功能，而且不需要更换滤芯，能够高效去除污水中的杂物，防止管道堵塞。过滤混合器出口处未处理的污水与含残留臭氧的已处理污水混合，将未反应完全的臭氧充分利用，大大提高了臭氧利用率和污水处理量。 ( 2 )在过滤混合器出口接入旋转混合器，将仍然含有残留臭氧的已处理污水与附近污水旋转混合，从而将臭氧高效扩散到附近水域中，在很大程度上扩大了污水处理量，提高了臭氧利用率，降低能耗，从而降低了运行成本。

( 3 ) 臭氧地表水处理设备为自动化一体操作设备，操作简便，即可以将其放置在岸边，也可以将其置于可漂浮的水面平台上，在水面上自由移动，以实现污水的快速治理。

( 4)本发明的第二催化反应器、第二换热器及管道内部全部涂覆有用于提高臭氧对污水氧化能力的贵金属催化剂层，在旋转混合器内仍可加入颗粒状多孔陶瓷表面负载催化剂，在很大程度上提高臭氧催化氧化的反应速率。

( 5 )能够高效降解地表水中的表面活性剂等大分子有机物，减少水体中的总磷含量和氨氮，且快速杀灭藻类、菌类物质，使水体无毒化、无害化。从而从根本上解决环境污染问题，实现零污染物排放、无环境污染。附图说明

图 1是本发明的实施例 1的示意图；

图 2是本发明的实施例 2的示意图；

图 3是本发明的填料催化塔的示意图；

图 4是本发明的斜板催化反应塔的示意图；

图 5是本发明的实施例 7的系统工艺流程图；

图 6是本发明的实施例 7的示意图；

其中： 1第一离心泵； 2第一文丘里混合器； 3第一制氧机； 4第一臭氧机； 5第一催化反应器； 6第一换热器； 7污水泵； 8斜板催化反应塔； 801第一底座； 802第一塔底封头； 803臭氧水进水口； 804反射器； 805催化剂固体填料； 806第一塔顶； 807第一塔顶封头； 808废水出水口； 809废水进水口； 810喇叭口； 811分流废水出水口； 812过滤网； 813第一排空阀门； 814第一塔底； 815第一填料层； 9填料催化塔； 901第二底座； 902第二塔顶封头； 903第一进水口； 904折板； 905第二塔顶； 906填料投加口； 907第二塔底封头； 908第一出水口； 909第二排空阀门； 910第二塔底； 911第二填料层； 912承托层； 10曝气生物塔； 11储水箱； 12风机； 13 第二箱体； 14潜水泵； 15第二离心泵； 16第二文丘里混合器； 17 第二催化反应器； 18第二换热器； 19过滤混合器； 20旋转混合器； 21第二制氧机； 22第二臭氧机； 23冷却水箱； 24第二循环泵； 25保安过滤器。具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。实施例 1

如图 1所示，本发明的一种污水处理系统，污水处理系统包括一台第一离心泵 1、一台第一文丘里混合器 2、一台 5L/min第一制氧机 3、一个 30g/小时的第一臭氧机 4、一个平均外径 100mm的第一催化反应器 5、一个第一换热器 6、一台每小时流量为 2立方米的污水泵 7，一个斜板催化反应塔 8、一个填料催化塔 9、一个曝气生物塔 10、一个储水箱 11 ;

将第一制氧机 3、第一臭氧机 4、文丘里发射器 2、第一催化反应器 5、污水泵 7、第一换热器 6、污水泵 7、第一离心泵 1通过管道相连接，集成安装在钢结构制成的一个第一箱体内，斜板催化反应塔 8、填料催化塔 9、曝气生物塔 10和储水箱 11集成安装在另一个第一箱体内，两个第一箱体通过管道和电缆连接。第一制氧机 3根据第一臭氧机 4的需氧气量进行配制。

所述污水泵 7、斜板催化反应塔 8、第一文丘里混合器 2、第一制氧机 3、第一臭氧机 4、第一催化反应器 5、第一换热器 6、填料催化塔 9、曝气生物塔 10和储水箱 11均设置有进口和出口；所述污水泵 7的出口与斜板催化反应塔 8的第一进口通过管道相连接；

所述污水处理系统还包括冷却系统，该冷却系统包括依次通过管道相连接的冷却水箱、第一循环泵、第一换热器 6和第一臭氧机 4，以形成冷却水循环回路；所述第一换热器 6与污水接触的一侧涂敷用于加速污水催化氧化过程的催化剂层；所述第一换热器 6为板式换热器或管壳式换热器；

污水通过污水泵 7通过管道进入斜板催化反应塔 8，斜板催化反应塔 8起到一个分流的作用；经过斜板催化反应塔 8进行分流后，一部分污水由斜板催化反应塔 8的第一出口进入第一离心泵 1，另一部分污水留在斜板催化反应塔 8 中；氧化还原反应产物经第一换热器 6 进入斜板催化反应塔 8，反应剩余的臭氧和氧气与未进入第一催化反应器 5的污水进行混合; 继续利用剩余臭氧和氧气进行催化反应，加快反应速率、提高处理效果。所述污水泵 7与斜板催化反应塔 8的连接管道上设置有压力控制器和流量控制器。斜板催化反应塔 8污水进口接入污水泵 7，对管道内的污水压力和流量进行自动监测和控制，当管道压力达到设定上限值时，污水泵 7会自动报警或自动保护停机。

所述斜板催化反应塔 8的第一出口与第一离心泵 1的进口通过管道相连接；斜板催化反应塔 8的第二进口处设置喇叭口，方向正对前面所述过滤网，反洗过滤网，防止堵塞。

所述第一离心泵 1的出口与第一文丘里混合器 2的第一进口通过管道相连接；污水以一定的速度由第一离心泵 1输送至第一文丘里混合器 2中，所述第一文丘里混合器 2产生负压吸入第一臭氧机 4产生的臭氧，形成臭氧和污水的混合物；第一文丘里混合器 2吸入臭氧量通过第一离心泵 1的流量与管道上的阀门进行调节。

所述第一制氧机 3上设置有空压机，所述曝气生物塔 10的第二进口与第一制氧机 3的第二出口通过管道相连接，所述第一制氧机 3的第一出口与第一臭氧机 4的进口通过管道相连接。充分利用第一制氧机 3空压机产生的空气，有效节约能源。

所述第一制氧机 3制得氧气，将氧气通入第一臭氧机 4中，所述第一臭氧机 4的出口与第一文丘里混合器 2的第二进口通过管道相连接；

所述第一文丘里混合器 2的出口与第一催化反应器 5的进口通过管道相连接；污水与第一催化反应器 5中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应。

所述第一催化反应器 5的出口与第一换热器 6的进口通过管道相连接；所述第一换热器 6 的出口与斜板催化反应塔 8的第二进口通过管道相连接。

斜板催化反应塔 8内部装填有惰性贵金属催化剂固体填料，填料采用折板、斜板式，按水流方向顺序排放，填满塔内空间，填料可分 n层进行排放，有效增大催化反应接触面积，并减小催化反应塔体积和装置占地面积。

所述斜板催化反应塔 8的第二出口与填料催化塔 9的进口通过管道相连接，斜板催化反应塔 8继续利用剩余臭氧和氧气进行催化反应，加快反应速率、提高处理效果。

填料催化塔 9的折板顶部留有未填充空间，投加的颗粒填料不仅表面涂覆有惰性贵金属粉末催化剂，而且多孔，比表面积大，填料接触面积大，与污水接触面积大，可有效利用臭氧和氧气进行反应。

填料催化塔 9继续利用剩余臭氧和氧气进行催化氧化反应，进一步提高污水处理效果，填料催化塔 9内部的折板顶角空间气液分离后臭氧、氧气气体被阻挡在此空间，由于空间的限制，气体会再次进入污水中，延长气体与污水的接触反应时间，提高臭氧利用率，反应效率高。

所述填料催化塔 9的出口与曝气生物塔 10的第一进口通过管道相连接，

填料催化塔 9内部设置有多层倾斜折板，涂覆有惰性贵金属粉末的颗粒催化填料从塔顶填料投放口投入，填充折板间的空间，并在折板顶部留有一处三角形顶角未填充空间，当剩余臭氧和氧气进入填料催化塔 9，气液分离后臭氧、氧气气体被阻挡在此空间，由于空间的限制，气体聚集多了后会再次进入污水中，延长气体与污水的接触反应时间，提高臭氧利用率，反应效率高。

所述曝气生物塔 10内设置有适合微生物附着生长的多孔性填料，所述曝气生物塔 10和填料催化塔 9内均设置多层倾斜的折板，每层折板投影均有交叉重合部分，所述每层折板与塔体中轴线之间的夹角为 30-89 ° 。折板投影长度超出塔体中轴线的长度为 5-500mm_;

所述曝气生物塔 10的利用折板顶角空间阻挡空气逸出，延长空气与污水接触反应时间，提高空气利用效率，保证塔内溶解氧浓度。所述曝气生物塔 10塔内填充能附着微生物的多孔性填料，填料比表面积大，更利于微生物附着生长繁殖。

所述曝气生物塔 10的出口与储水箱 11的进口通过管道相连接。所述填料催化塔 9内设置有惰性贵金属粉末的颗粒填料，所述颗粒填料的比表面积为 0. l-100m²/g。所述曝气生物塔 10的出口与储水箱 11的进口相连接，在储水箱 11出口处设置取样口，经取样分析处理达标的污水进行排放。曝气生物塔 10的塔内曝气的空气来自第一制氧机 3的空压机分流管道，可有效利用空压机产生的空气量，不浪费能量。所述曝气生物塔 10的第二进口处设置有曝气管网和曝气盘，使空气能呈微小气泡扩散，增大空气与污水的接触面积，增大空气的利用效率，保证生物在好氧环境下生长繁殖并降解污水中的有机物质。

所述污水处理系统还包括改变臭氧水的进水方向且扩大臭氧水的面积的反射器和过滤网；所述反射器设置于臭氧发生器和第一文丘里混合器 2之间；所述反射器改变臭氧水的进水方向，扩大臭氧水的面积，增大与填料的接触面积，提高反应效率，减小斜板催化反应塔

8体积，节省占地面积。

所述斜板催化反应塔 8的第一出口处设置有过滤网，过滤污水中的杂质，防止进入斜板催化反应塔 8及设备管道。污水能够把过滤网表面的杂质冲洗掉，起到清洁过滤网的效果。

所述污水泵 7、斜板催化反应塔 8、第一离心泵 1、第一文丘里混合器 2、第一制氧机 3、第一臭氧机 4、第一催化反应器 5、第一换热器 6、填料催化塔 9、曝气生物塔 10和储水箱 11的出口均与三通相连接，设置取样口阀门，方便进行取样检测分析。

所述污水泵 7为潜污泵；所述混合物在污水处理系统的停留时间为 10s以上。反应时间由污水泵 7的流量以及串联或并联反应器的数量和规格来确定，污水处理效果由吸入臭氧量、污水处理一体化设备机组的数量以及运行时间来控制。

本发明可根据不同高难度污水的水量、水质情况将设备内部配件或斜板催化反应塔 8、填料催化塔 9、曝气生物塔 10均改变参数，改变反应停留时间，改变催化剂投放量，改变尺寸等方法，组成处理量、催化剂投放量、臭氧投放量、反应时间不同的工艺系统装置，并且可以根据不同处理水量和污水水质情况将工艺系统制成一个或多个模块化的设备，设备间通过管道或电缆进行连接，拆卸和安装简单方便。

本发明的一种污水处理方法，包括以下步骤：

( 1 )对污水进行预处理，并进行吸附和沉淀处理；污水通过污水泵 7通过管道进入斜板催化反应塔 8，斜板催化反应塔 8起到一个分流的作用；经过斜板催化反应塔 8进行分流后，一部分污水由斜板催化反应塔 8的第一出口进入第一离心泵 1，另一部分污水留在斜板催化反应塔 8中；斜板催化反应塔 8较大，里面只有一部分水经第一离心泵 1抽吸至第一催化反应器 5中，然后回流到斜板催化反应塔 8，与斜板催化反应塔 8内未被抽吸的污水相混合，然后一起进入填料催化塔 9; 所述污水泵 7与斜板催化反应塔 8的连接管道上设置有压力控制器和流量控制器。所述污水泵 7、斜板催化反应塔 8、第一文丘里混合器 2、第一制氧机 3、第一臭氧机 4、第一催化反应器 5、第一换热器 6、填料催化塔 9、曝气生物塔 10和储水箱 11均设置有进口和出口。

( 2 )污水以一定的速度由第一离心泵 1输送至第一文丘里混合器 2中，所述第一文丘里混合器 2产生负压吸入第一臭氧机 4产生的臭氧，形成臭氧和污水的混合物；第一文丘里混合器 2吸入臭氧量通过第一离心泵 1的流量与管道上的阀门进行调节；

所述第一制氧机 3上设置有空压机，所述曝气生物塔 10的第二进口与第一制氧机 3的第二出口相连接；所述第一臭氧机 4的进口通过管道与第一制氧机 3的第一出口相连接；第一制氧机 3制得氧气，将氧气通入第一臭氧机 4中；第一制氧机 3根据第一臭氧机 4的需氧气量进行设置。

在第一臭氧机 4和第一文丘里混合器 2之间设置有改变臭氧水的进水方向且扩大臭氧水的面积的反射器；反射器改变臭氧水的进水方向，扩大臭氧水的面积，增大与填料的接触面积，提高反应效率，减小斜板催化反应塔 8体积，节省占地面积。

( 3 )所述混合物经由第一文丘里混合器 2后，通过管道进入第一催化反应器 5，所述混合物与第一催化反应器 5中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应；

( 4)氧化还原反应产物经换热器进入斜板催化反应塔 8，反应剩余的臭氧和氧气与未进入第一催化反应器 5的污水进行混合；继续利用剩余臭氧和氧气进行催化反应，加快反应速率、提高处理效果。所述斜板催化反应塔 8内部装填有惰性贵金属催化剂的固体填料，所述斜板催化反应塔 8内设置多层倾斜的折板。斜板催化反应塔 8内部填料按水流方向顺序排放，填满斜板催化反应塔 8的塔内空间，填料可分 n层进行排放，有效增大催化反应接触面积，并减小催化反应塔体积和装置占地面积。所述斜板催化反应塔 8的第一出口处设置有过滤污水杂质的过滤网，所述过滤网为不锈钢过滤网。所述过滤网过滤污水中的杂质，防止杂质进入斜板催化反应塔 8及设备管道。污水能够把过滤网表面的杂质冲洗掉，起到清洁过滤网的效果。

( 5 )反应产物由斜板催化反应塔 8的第二出口进入填料催化塔，剩余臭氧和氧气与污水充分进行氧化还原反应，提高污水处理效果；所述填料催化塔 9内涂覆有惰性贵金属粉末的颗粒催化填料，所述填料的比表面积为 0. l-100m²/g_; 填料催化塔 9内部设置有倾斜的折板，所述填料填充在折板与填料催化塔 9的塔的内壁之间的空间。填料催化塔 9内部的折板顶角空间气液分离后臭氧、氧气气体被阻挡在此空间，由于空间的限制，气体会再次进入污水中，延长气体与污水的接触反应时间，提高臭氧利用率，反应效率高。

( 6 ) 所述填料催化塔 9的出口与曝气生物塔 10的第一进口通过管道相连接，反应产物经填料催化塔 9的出口进入曝气生物塔 10; 所述曝气生物塔 10的出口与储水箱 11的进口通过管道相连接，曝气生物塔 10流入储水箱 11后，储水箱 11的出口设置有取样口，在取样口进行取样检测。

所述曝气生物塔 10内设置有适合微生物附着生长的多孔性填料；所述曝气生物塔 10和填料催化塔 9内均设置有多层折板，每层折板投影均有交叉重合部分，所述每层折板与塔体中轴线之间的夹角为 30-89 ° 。折板投影长度超出塔体中轴线的长度为 5-500mm。

折板顶角空间阻挡空气逸出，延长空气与污水接触反应时间，提高空气利用效率，保证塔内溶解氧浓度。

所述曝气生物塔 10的第二进口处设置有曝气管网和曝气盘。增大空气的利用效率，保证生物在好氧环境下生长繁殖并降解污水中的有机物质。曝气生物塔 10内曝气的空气来自第一制氧机 3的空压机分流管道，可有效利用空压机产生的空气量，不浪费能量。

污水处理方法中的装置包括一台第一离心泵 1、一台第一文丘里混合器 2、一台 5L/min 第一制氧机 3、一个 30g/小时的第一臭氧机 4、一个平均外径 100mm的第一催化反应器 5、一个第一换热器 6、一台每小时流量为 2立方米的污水泵 7，一个斜板催化反应塔 8、一个填料催化塔 9、一个曝气生物塔 10、一个储水箱 11 ;

所述污水泵 7为潜污泵；所述混合物在污水处理系统的停留时间至少为 10秒钟，也可以达到上百小时。反应时间由污水泵 7的流量以及串联或并联反应器的数量和规格来确定，污水处理效果由吸入臭氧量、污水处理一体化设备机组的数量以及运行时间来控制。

所述污水泵 7的出口与斜板催化反应塔 8的第一进口通过管道相连接；所述斜板催化反应塔 8的第一出口与离心泵 7的进口通过管道相连接。

本发明能够提高污水处理量，提高臭氧利用率，对污水 pH、水温等适用范围广，占地面积小，安装操作简单，运行成本低，处理效果稳定，不会产生二次污染问题，并能够在入口处有效过滤污水中的杂物，防止管道堵塞。这种设备既可对工业各种高难度污水进行处理、工厂尾水达标处理，又可进行工业循环水处理，尤其是高难度污水处理。

( 1 )在第一臭氧机 4和第一文丘里混合器 2之间设置有改变臭氧水的进水方向且扩大臭氧水的面积的反射器；反射器改变臭氧水的进水方向，扩大臭氧水的面积，增大与填料的接触面积，提高反应效率，减小斜板催化反应塔 8体积，节省占地面积。

( 3 )填料催化塔 9内部设置有多层倾斜折板，并按 30-89 ° 角度进行设置，涂覆有惰性贵金属粉末的颗粒催化填料从塔顶填料投放口投入，填充折板间的空间，并在折板顶部留有一处三角形顶角未填充空间，当剩余臭氧和氧气进入此塔，气液分离后臭氧、氧气气体被阻挡在此空间，由于空间的限制，气体聚集多了后会再次进入污水中，延长气体与污水的接触反应时间，提高臭氧利用率，反应效率高。投加的颗粒填料不仅表面涂覆有惰性贵金属粉末催化剂，而且多孔，比表面积大，与污水接触面积大，可有效利用臭氧和氧气进行催化氧化反应，反应速度快，效率高。

( 4) 曝气生物塔 10的第二进口接第一制氧机 3的空压机，可充分利用第一制氧机 3空压机产生的空气，有效节约能源。曝气生物塔 10的第二进口处设置曝气管网和曝气盘，使空气能呈微小气泡扩散，增大空气与污水的接触面积，有效增大空气的利用效率，保证生物在好氧环境下生长繁殖并降解污水中的有机物质。曝气生物塔 10 内设置多层倾斜折板，并按 50-60 ° 角度进行设置，利用折板顶角空间阻挡空气逸出，延长空气与污水接触反应时间，提高空气利用效率，保证塔内溶解氧浓度。塔内填充能附着微生物的多孔性填料，比表面积大，更利于微生物附着生长繁殖。

( 5 )本发明采用高级催化氧化技术，通过该技术产生羟基自由基，对大部分污水处理效果显著，催化反应后的污水进一步经斜板催化反应塔、填料催化塔反应，能有效降解化学需氧量 C0D、提升 B/C比，降解有毒有害有机物质，使用范围广。既能方便的对高难度污水进行循环处理直至达标排放，也能对大水量高难度污水进行过流或循环式小试实验，进而为大水量工业化提供有效数据支撑；还能对大水量轻度有机物污染的水体进行过流式处理，或配合其他污水处理手段，如生化方法，对高难度污水进行催化氧化预处理后进生化系统；也能对已经有其他污水处理手段处理不达标的污水进行再处理。

( 6 )本发明中的设备均采用不锈钢材质，能耐弱酸、耐碱，并采用的催化氧化反应对污水 pH、水温的适用范围广，从 pH>6. 5，水温 0-50°C都能够保证系统对污水的处理效果。本发明可根据不同高难度污水的水量、水质情况将设备内部配件或斜板催化反应塔 8、填料催化塔 9、曝气生物塔 10的参数改变，改变反应停留时间，改变催化剂投放量，改变尺寸等方法，组成处理量、催化剂投放量、臭氧投放量、反应时间不同的工艺系统装置，并且可以根据不同处理水量和污水水质情况将工艺系统制成一个或多个模块化的设备，设备间通过管道或电缆进行连接，拆卸和安装方便简单。

对某石油化工厂含高浓度苯酚污水进行循环处理实验，经处理 3小时后，污水化学需氧量 COD由 1840mg/L降至 714mg/L，化学需氧量 COD降解率为 61. 2%，具体数据如下表 1。

表 1

如表 1可知，污水出水的颜色由黄色转变为无色，说明对含苯酚类污水有很好的降解效果，脱色效果明显。

实施例 2

如图 2所示，实施例 2与实施例 1的区别在于：所述污水处理系统还包括风机 12，所述曝气生物塔 10的第二进口与风机 12的第二出口通过管道相连接；所述风机 12的出口与所述第一制氧机 3的入口通过管道相连接。所述污水泵 7为离心污水泵；所述第一制氧机 3为分子筛制氧机；

在步骤（2 ) 中，所述曝气生物塔 10的第二进口与风机 12通过管道相连接。

对某垃圾渗滤液污水进行循环处理，处理前后数据对比如下表 2。

表 2

如表 2可知，对某垃圾渗滤液污水处理 30min后，污水化学需氧量 COD由 7525mg/L降至 1956mg/L，继续处理 2h后，化学需氧量 COD降至 752. 5mg/L，化学需氧量 COD降解率达到 90%; 氨氮、总磷、色度经处理 2h后，降解率分别为 37. 6%、 55. 9%、 91. 4%。

实施例 3

实施例 3与实施例 1的区别在于：对某酒精厂污水处理站尾水进行过流式处理实验，处理前后数据对比如下表 3。

表 3

600 468. 5 429. 4 8. 35

700 468. 5 429. 4 8. 35

800 452. 6 423. 1 6. 52

900 468. 5 439. 2 6. 25

1000 450. 8 411. 6 8. 70

如表 3可知，对某酒精厂污水处理站尾水进行过流式处理，通入不同过流水量，对污水中的化学需氧量 COD都有一定的降解，污水流入量越小，因反应时间长，处理效率越高，化学需氧量 COD降解率也越高。

实施例 4

实施例 4与实施例 1的区别在于：某印染废水进行过流式处理实验，污水在此处理方法的系统中进行处理一次视为一个循环处理过程，在污水的进水量均为 100L/H时，用该污水处理方法对污水进行两次循环处理，下图表 4为一个循环处理过程和二个循环处理过程的数据对比。

表 4

如表 4可知，对某印染废水使用该污水处理方法进行两次循环处理，通入的污水的流量相同，均为 100L/H; 本处理方法对污水中的化学需氧量 C0D都有一定的降解，污水在使用本方法进行二次循环处理时，因反应时间长，处理效率越高，化学需氧量 C0D降解率也越高，对色度的降解也越明显。

实施例 5

如图 4所示，本发明的斜板催化反应塔 8包括第一底座 801，第一底座 801上设置有反应塔主体，反应塔主体由自下而上的第一塔底 814、第一填料层 815、第一塔顶 806组成；第一塔底 814的底部设置有第一塔底封头 802，第一塔底封头 802连接有排空阀门 813，第一塔底 814的侧壁设置有臭氧水进水口 803、废水进水口 809; 第一填料层 815内填充有催化剂固体填料 805; 第一塔顶 806设置有塔顶封头 7，第一塔顶 806的侧壁设置有废水出水口 808，第一塔底 814的侧壁上，位于废水进水口 809的下方设置有分流废水出水口 811。

分流废水出水口 811上设置有过滤网 812。

废水进水口 809为 L型，其尾端连接有一个喇叭口 810，喇叭口 810朝下，正对所述过滤网 812。反洗过滤网上的颗粒杂质，保证过滤网不被堵塞。通过喇叭口的口径变化，增大出水面积，提高冲洗过滤网面积，提高混合效率。

第一塔底封头 802为弧形结构，增大存储沉淀物体积，便于沉淀物依靠重力沉降，其底部的排空阀门 813，便于将废水中的沉淀物及时排出，防止堵塞过滤网和填料；塔顶封头采用弧形结构，增大塔内气体承压能力，分流废水出水口 811连接过滤网，过滤悬浮颗粒和大的纤维杂质，保证泵以及后续系统的正常运行，避免大颗粒物质堵塞管道和缠绕水泵叶轮，使催化反应更高效的用于处理污水。

斜板催化反应塔 8主体全部采用不锈钢材质，有效防止废水腐蚀和臭氧腐蚀。

臭氧水进水口 803为 L型，并连接有一个反射器 804。臭氧水进水经反射器反射后，改变水流方向，减缓水流速度，与塔内的废水混合更均匀，增大与塔内催化剂的接触面积，并延长反应时间，提高反应效率。

第一填料层 815内设置有填料支撑板，其上装填有固体填料，该固体填料为折板、斜板式片状，其为凹凸面，表面涂覆有惰性贵金属催化剂，该折板、斜板式片状与水平面夹角为 80-90 度，方便水流通过，减小阻力。惰性贵金属催化剂采用现有的惰性贵金属催化剂，如现有技术中公开的金（Au) 银（Ag) 铂（Pt ) 钯（Pd) 铑（Rh) 铱（Ir) 锇（0s ) 钌（Ru) 等惰性贵金属催化剂

固体填料填满第一填料层 815内空间，固体填料可分 n层进行排放，有效增大催化反应接触面积，并减小催化反应器体积和装置占地面积

废水出水口 808连接有三通，并设置有取样口。方便对处理后的废水进行取样化验分析。废水从废水进水口 809进入塔内，通过设置在废水进水口 809的阀门调节废水进水流量，通过废水进水口 809的弯头改变水流方向，废水进水口 809连接有喇叭口 810，扩大水流面积，有效冲洗分流废水出水口 811的过滤网，防止过滤网堵塞，节省能量。塔内的废水一部分经过滤网 812过滤去除一些杂质后通过分流废水出水口 811进入德宇清设备进行与臭氧的混合和反应，另一部分向塔上部流动。废水与臭氧混合后通过斜板催化反应塔 8上的臭氧水进水口 803进入塔内，水流经过反射器 804的阻挡和反射，改变水流方向，使得水流向四周扩散，提高与原废水的混合效率，增大与塔内催化剂的接触面积，并减缓水流流速，减小对塔内部结构的冲刷和磨损。废水经过多层与水流方向一致排列的斜板催化剂固体填料，催化臭氧和废水反应产生氧化基团，快速氧化降解废水中的有害物质和大分子有机物，达到处理污水的目的。经处理后的废水通过塔上部的废水出水口 808排出，废水出水口 808管道上安装三通和取样阀门，方便取样。斜板催化反应塔 8塔底封头采用弧形结构，增大存储沉淀物体积，便于沉淀物依靠重力沉降，底部设置第一排空阀门 813，便于将废水中的沉淀物及时排出或将塔内废水排空，防止过多的沉淀物堵塞过滤网和填料。

本时发明的斜板催化反应塔 8可根据废水水质情况和处理水量进行塔体尺寸的设计改变 (可改变塔体直径、塔体高度使得塔内容积改变），或者通过进水口处调节阀门调节进水流量，保证废水在塔内有充足的反应停留时间，适应于多种水量、水质的处理，应用范围广。

按本发明技术方案设计制作出的斜板催化反应塔 8与德宇清污水一体机（提供臭氧、臭氧与废水混合）通过管道连接进行污水处理，处理后的污水比单独使用臭氧处理污水效果好，反应时间缩短，反应效率提高，降解化学需氧量 COD能力大幅提高，对色度、臭味效果更好。

例如：斜板催化反应塔 8与德宇清污水一体机连接后对某印染废水进行处理，经 30min 处理后，脱色效果明显，而且化学需氧量 COD从原来的 1660mg/L降至 907mg/L，降解率达到 45. 4%。详见下表 5: 表 5

实施例 6

如图 3所示，本发明的填料催化塔 9包括第二底座 901，第二底座 901上设置有反应塔主体，反应塔主体由自下而上的进水区、承托层 912、第二填料层 911、清水出水区组成；进水区包括第二塔底 910，第二塔底 910的底部设置有第二塔底封头 902，第二塔底封头 902连接有第二排空阀门 909; 第二填料层 911 内填充有填料，第二填料层 911的侧壁上端设置有第一出水口 908，第二填料层 911内设置有折板 904，折板 904的一端连接在第二填料层 911 内壁，另一端向下倾斜；清水出水区包括塔顶 5，塔顶 5上设有第二塔顶封头 902，第二塔顶封头 902上端开设有填料投加口 906。

填料催化塔 9的反应塔主体为不锈钢材质，能够有效防止废水腐蚀和酸碱腐蚀，延长使用寿命。并且塔内采用的催化氧化反应对废水 pH、水温、有机物含量的适用范围广，从 pH>6. 5，水温 0-50°C， C0D>50mg/L的浓度都能够保证系统对废水的处理效果。

第二塔底封头 907为弧形结构，能增大存储沉淀物体积，便于沉淀物依靠重力沉降，底部设置排空阀门，便于将废水中的沉淀物及时排出，防止堵塞填料。

第二塔顶封头 902为弧形结构，增大塔体有效容积，增大塔内气体承压能力，避免因塔内气体压力增大造成塔顶变形或裂缝。

承托层 912为一个圆板，其上均匀布置有圆孔或方孔，承托层 912为不锈钢材质；圆孔的孔径或方孔的边长为 4-10mm。

第二填料层 911内的填料为粒径大于 10mm的多孔颗粒填料，其表面涂覆有惰性贵金属催化剂，惰性贵金属催化剂采用现有的惰性贵金属催化剂，如现有技术中公开的金（Au)银（Ag) 铂（Pt ) 钯（Pd) 铑（Rh) 铱（Ir) 锇（0s) 钌（Ru) 等惰性贵金属催化剂，其比表面积大，为 0. l-100m2/g，与废水接触面积大，可有效利用臭氧和氧气进行催化氧化反应，反应速度快，效率高。填料还能过滤、吸附去除废水中的一些悬浮颗粒，使得出水清洁。

第二填料层 911 内设置有多层折板，多层折板交错布置，每层折板在水平面的投影的长度超过反应塔主体中轴线 5-500mm，即每层折板在水平面的投影有交叉重合部分，每层折板与反应塔主体的中轴线之间的夹角为 30-89 ° ；涂覆有惰性贵金属粉末的颗粒催化填料从第二塔顶 905填料投加口 906投入，填充折板间的空间，并在折板顶部留有顶角未填充空间，当剩余臭氧和氧气进入此塔，气液分离后臭氧、氧气气体被阻挡在此空间，由于空间的限制，气体聚集多了后会再次进入废水中，延长气体与废水的接触反应时间，提高臭氧利用率，反应效率高，可有效缩短废水反应时间，减小填料催化塔体积，节省占地面积。

第一出水口 908连接有三通，并设置有取样口，方便对处理后的废水进行取样化验分析。第一出水口 908连接反冲洗泵，定期对填料催化塔 9进行反冲洗，反冲洗出水通过第一进水口 903三通阀门排出，由于塔内斜板倾角向下，反洗阻力更小，冲洗速度快，效果好。冲洗后的填料不易堵塞和板结，延长使用寿命。

在填料催化塔 9的第一出水口 908处外接三通阀门，连接反冲洗泵，定期对填料催化塔进行反冲洗，反冲洗出水通过第一进水口 903三通阀门排出，由于塔内斜板倾角向下，反洗阻力更小，冲洗速度快，效果好。冲洗后的填料不易堵塞和板结，延长使用寿命。

含臭氧、氧气或空气的废水从第一进水口 903进入塔内，并向上流动，涂覆有惰性贵金属粉末的颗粒催化填料从第二塔顶 905填料投加口 906投入，投入填料后需封闭此填料投加口 906，防止气体逸散。填料填充折板间的空间，并在折板顶部留有未填充空间，填料接触面积大，可有效利用臭氧和氧气进行反应。填料催化塔 9内部的折板顶角空间气液分离后臭氧、氧气气体被阻挡在此空间，由于空间的限制，气体会再次进入污水中，延长气体与废水的接触反应时间，提高臭氧利用率，反应效率高。废水经过填料层时，填料上的催化剂能催化臭氧、氧气或空气和废水反应产生氧化基团，快速氧化降解废水中的有害物质和大分子有机物，达到处理污水的目的。同时填料能过滤、吸附去除一些悬浮颗粒，使得出水清洁。经处理后的废水通过塔上部的第一出水口 908排出，第一出水口 908管道上安装三通和取样阀门，方便取样。填料催化塔 9的第二塔底封头 907采用弧形结构，增大存储沉淀物体积，便于较大较重的沉淀物依靠重力沉降，底部设置第二排空阀门 909，便于将废水中的沉淀物及时排出或将塔内废水排空，防止过多的沉淀物堵塞填料。

本发明的填料催化塔 9可根据废水水质情况和处理水量进行塔体尺寸的设计改变，或者通过进水口处调节阀门调节进水流量，保证废水在塔内有充足的反应停留时间，适应于多种水量、水质的处理，应用范围广。

按本发明技术方案设计制作出的填料催化塔 9与第一催化反应器 5、德宇清污水一体机 (提供臭氧、臭氧与废水混合）通过管道连接进行污水处理，处理后的污水比传统填料塔处理污水效果好，反应时间缩短，反应效率提高，降解化学需氧量 COD能力大幅提高，对色度、臭味效果更好。

例如：将填料催化塔 9与第一催化反应器 5、德宇清污水一体机连接后对某印染废水进行处理，经 30min 处理后，脱色效果明显，悬浮颗粒减少，而且化学需氧量 COD 从原来的 1860mg/L降至 867mg/L，降解率达到 53. 4%。详见下表 6：

表 6

实施例 7

如图 5和图 6所示，本发明的一种处理污水的系统，所述处理污水的系统包括潜水泵 14、过滤混合器 19、第二文丘里混合器 16、臭氧发生装置、第二催化反应器 17、第二换热器 18 和旋转混合器 20; 所述第二催化反应器 17为一台，直径为 100mm, 第二臭氧机 22的产量为 50g/h，臭氧发生装置包括第二制氧机 21和第二臭氧机 22。所述潜水泵 14、第二离心泵 15、第二制氧机 21、第二臭氧机 22、第二文丘里混合器 16和第二催化反应器 17集成安装在第二箱体 13内，所述第二箱体 13数量为一台。

所述过滤混合器 19、第二文丘里混合器 16、第二制氧机 21、第二臭氧机 22、第二催化反应器 17、第二换热器 18和旋转混合器 20上均设置有进口和出口；所述潜水泵 14的第一出口与过滤混合器 19的第一进口通过管道相连接；潜水泵 14抽入的污水从过滤混合器 19的入口进入，过滤混合器 19起到一个分流作用，其中 10m³流量进入第二催化反应器 17，另外 20m3污水沿着过滤混合器 19的过滤网的直管流动，停留在过滤混合器 19中；在旋转混合器 20内旋转两次后，排入水域，与水域中的未处理水混合，通过旋转作用能够大大扩大水体在水域中的影响面积。由于水体是在高速下进入水域，会带动水域流动，进一步扩大影响面积。运行过程中，水体中的气体会在筒体上方积聚。由于空间的限制，气体被强迫进入水体中，不产生浪费。在过滤混合器 19的第二出口处接入旋转混合器 19，将仍然含有残留臭氧的已处理污水与附近污水旋转混合，进行旋转处理后，本发明的处理污水的系统的影响流量为 30m3/h。从而将臭氧高效扩散到附近水域中，在很大程度上扩大了污水处理量，提高了臭氧利用率，降低能耗，从而降低了运行成本。

所述第二臭氧机 22的第一出口与第二文丘里混合器 16的第二进口通过管道相连接；所述第二文丘里混合器 16的出口与第二催化反应器 17的进口通过管道相连接；所述第二催化反应器 17的出口与第二换热器 18的第一进口通过管道相连接；第二催化反应器 17中的污水进入第二换热器 18中，其中的污水用来为冷却水降温，由于冷却水给第二臭氧机 22降温后温度升高，需要降温后才能循环。

所述第二换热器 18的第一出口与过滤混合器 19的第二进口通过管道相连接，最后进入第二催化反应器 17处理过的污水再进入过滤混合器 19与未进第二催化反应器 17的 20m3的污水进行混合；

所述处理污水的系统还包括设置于过滤混合器 19和第二文丘里混合器 16之间的离心泵；所述第二离心泵 15上设置有进口和出口；所述过滤混合器 19的第一出口与第二离心泵 15的进口通过管道相连接；所述第二离心泵 15的出口与第二文丘里混合器 16的第一进口相连接; 所述第二催化反应器 17的内表面及第二催化反应器 17的内部件内外表面、第二换热器 18内表面及换热器内部件内外表面及管道内表面均涂覆有贵金属催化剂层，提高了臭氧催化氧化的反应速率。

所述臭氧发生装置内设置有通过管道连接的第二制氧机 21和第二臭氧机 22; 所述第二制氧机 21的出口与第二臭氧机 22的第一进口通过管道相连接；所述第二臭氧机 22的第一出口与第二文丘里混合器 16的第二进口通过管道相连接；

所述第二换热器 18的第二出口与所述第二臭氧机 22的第二进口通过管道相连接；所述第二臭氧机 22的第二出口与所述冷却水箱 23的进口通过管道相连接；所述冷却水箱 23的出口与第二循环泵 24的进口通过管道相连接；所述第二循环泵 24的出口与所述第二换热器 18 的第二进口通过管道相连接；所述第二臭氧机 22、冷却水箱 23、第二循环泵 24和第二换热器 18形成一个冷却水循环系统。所述第二循环泵为 0. 5m7h，过滤混合器 19的流量为 30m³/h，旋转混合器 20的流量为 30m7h。过滤混合器 19没入水中，旋转混合器 20悬浮在水中。

本发明的处理污水的系统既可以放置在水面的漂浮平台上，将催化氧化水处理一体化设备置于平台上，通过螺栓等固定连接为一个整体，也可以放置在污水池岸边移动处理。所述过滤混合器 19与第二换热器 18之间还设置有保安过滤器 25。

用第二循环泵 24驱动循环水形成换热循环，将臭氧发生装置工作产生的热量通过第二换热器 18传递给处理的水，由水将热量带走，节省大量的冷却水或因冷却臭氧发生装置耗费的能量；与此同时，由于第二换热器 18表面涂有催化材料，对污水的臭氧氧化反应进行催化，加快反应速率。

所述旋转混合器 20内涂覆有颗粒状多孔陶瓷表面负载催化剂层。在很大程度上提高臭氧催化氧化的反应速率。所述第二臭氧机 22上设置有冷却室；所述第二催化反应器 17为一台或一台以上，所述第二催化反应器 17通过管道并联或串联连接。

所述过滤混合器 19的第二进口处设置有过滤网，可以过滤掉进入第二催化反应器 17污水中的杂质，而不进入第二催化反应器 17的污水直接沿着过滤网流动，能够把过滤网表面的杂质冲洗掉，起到清洁过滤网的效果。进入第二催化反应器 17的污水经过催化氧化后，再进入过滤混合器 19与未进第二催化反应器 17的污水混合反应。所述臭氧发生装置与所述第二催化反应器 17的连接管道上设置有气体流量计。

所述混合物在第二催化反应器 17的停留时间为 10秒至 500秒；所述第二文丘里混合器 16内吸入臭氧量通过第二离心泵 15的流量与管道上的阀门进行调节。

所述过滤混合器 19的第二出口与旋转混合器 20的进口通过管道相连接。在旋转混合器 20内旋转两次后，排入水域，与水域中的未处理水混合，通过旋转作用能够大大扩大水体在水域中的影响面积。由于水体是在高速下进入水域，会带动水域流动，进一步扩大影响面积。运行过程中，水体中的气体会在筒体上方积聚。由于空间的限制，气体被强迫进入水体中，不产生浪费。在过滤混合器 19的第二出口处接入旋转混合器 20，将仍然含有残留臭氧的已处理污水与附近污水旋转混合，进行旋转处理后，本发明的处理污水的系统的影响流量为 30m7h。从而将臭氧高效扩散到附近水域中，在很大程度上扩大了污水处理量，提高了臭氧利用率，降低能耗，从而降低了运行成本。

( 1 ) 对污水进行预处理，并进行吸附和沉淀处理；

( 2)所述污水通过潜水泵 14进入过滤混合器 19，过滤混合器 19起到一个分流的作用；

( 3) 经过过滤混合器 19进行分流后，一部分污水由过滤混合器 19的出口进入离心泵，另一部分污水留在过滤混合器 19中；过滤混合器 19具有过滤和自清洁的功能，而且不需要更换滤芯，能够高效去除污水中的杂物，防止管道堵塞。过滤混合器 19中未处理污水与含残留臭氧的已处理污水混合，将未反应完全的臭氧充分利用，大大提高了臭氧利用率和污水处理量。

(4)污水以一定的速度由第二离心泵 15输送至第二文丘里混合器 16中，所述第二文丘里混合器 16产生负压吸入臭氧发生装置产生的臭氧，形成臭氧和污水的混合物；

( 5)所述混合物通过管道进入第二催化反应器 17，所述混合物与第二催化反应器 17中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应； ( 6 ) 所述第二臭氧机 22、冷却水箱 23、第二循环泵 24、第二换热器 18形成一个冷却水的循环系统，用以降低第二臭氧机 22的温度；所述污水在第二换热器 18与已对第二臭氧机 22降温的冷却水进行换热，降低冷却水的温度；所述第二换热器 18将污水输送至过滤混合器 19，反应残留的臭氧与未进入第二催化反应器 17的污水进行混合；

( 7 )处理过的污水中仍含有部分臭氧，这部分污水由过滤混合器 19进入旋转混合器 20，在旋转混合器 20内旋转两次后，由旋转混合器 20的出口排入水域，与水域中的未处理水混合，通过旋转作用能够大大扩大水体在水域中的影响面积，消耗残留的臭氧。

本发明的处理污水的系统采用 PLC智能程序监测控制系统，对水温、水流、电参数、气流量等多种参数实施自动监测，报警与保护，保证系统安全正常运行可按预置程序实现自动控制，根据客户需要，可实现远程集中控制，方便用户管理。

本发明安装简单，使用便捷，能够提高污水处理量，提高臭氧利用率，并能够在进口处有效过滤地表水中的杂物，防止管道堵塞。这种处理污水的系统既可进行地表水、雨水消毒处理，又可进行工业循环水处理，工厂尾水达标处理。本发明具有如下优点：

( 1 ) 在设备进口处接入的过滤混合器 19，具有过滤和自清洁的功能，而且不需要更换滤芯，能够高效去除污水中的杂物，防止管道堵塞。过滤混合器 19出口处未处理的污水与含残留臭氧的已处理污水混合，将未反应完全的臭氧充分利用，大大提高了臭氧利用率和污水处理量。

( 2 )在过滤混合器 19出口接入旋转混合器 20，将仍然含有残留臭氧的已处理污水与附近污水旋转混合，从而将臭氧高效扩散到附近水域中，在很大程度上扩大了污水处理量，提高了臭氧利用率，降低能耗，从而降低了运行成本。

( 4)本发明的第二催化反应器 17、第二换热器 18及管道内部全部涂覆有用于提高臭氧对污水氧化能力的贵金属催化剂层，在旋转混合器 20内仍可加入颗粒状多孔陶瓷表面负载催化剂，在很大程度上提高臭氧催化氧化的反应速率。

( 5 )能够高效降解地表水中的表面活性剂等大分子有机物，减少水体中的总磷含量和氨氮，且快速杀灭藻类、菌类物质，使水体无毒化、无害化。从而从根本上解决环境污染问题，实现零污染物排放、无环境污染。

实施例 8

实施例 8与实施例 7的区别在于：本实施例的处理污水的系统包括四台第二催化反应器 17，第二催化反应器 17直径为 150mm，一台臭氧产量为 60g/h的臭氧发生装置；一台 5m³/h 的第二循环泵 24。将潜水泵 14出口处与流量为 30m7h的过滤混合器 19相连接，过滤混合器 19的第二出口处接入流量为 50m7h的旋转混合器 20，旋转混合器 20进行旋转处理后，本处理污水的系统的影响流量为 50m7h。

实施例 9

实施例 9与实施例 7的区别在于：本实施例的处理污水的系统包括四台第二催化反应器 17，第二催化反应器 17直径为 200讓，三台臭氧产量为 60g/h的臭氧发生装置；一台 12m7h 的第二循环泵 24。潜水泵 14的出口处与流量为 50m3/h的过滤混合器 19相连接，出口处接入流量为 50m7h的旋转混合器 20。过滤混合器 19进口接每小时 50m³流量的潜水泵 14，潜水泵 14抽入的污水从过滤混合器 19的第一进口进入，过滤混合器 19起到一个分流作用，其中 20m³流量进入第二催化反应器 17，另外一部分 30m³污水直接留在过滤混合器 19中，进入第二催化反应器 17处理过的污水再进入过滤混合器 19与未进第二催化反应器 17的 30m³的污水混合反应，旋转混合器 20进行旋转处理后，本处理污水的系统的影响流量为 50m7h。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims

权利要求书

1、一种污水处理系统，其特征在于：污水处理系统包括污水泵、斜板催化反应塔、第一离心泵、第一射流器、第一制氧机、第一臭氧机、第一催化反应器、第一换热器、填料催化塔、曝气生物塔和储水箱；

2、根据权利要求 1所述的污水处理系统，其特征在于：所述储水箱的出口设置有取样口；所述第一制氧机为分子筛第一制氧机；所述第一射流器为第一文丘里混合器；

所述污水处理系统还包括冷却系统，该冷却系统包括依次通过管道相连接的冷却水箱、第一循环泵、第一换热器和第一臭氧机，以形成冷却水循环回路；所述第一换热器与污水接触的一侧涂敷用于加速污水催化氧化过程的催化剂层；

所述污水处理系统还包括风机，所述曝气生物塔的第二进口与风机的出口通过管道相连接；所述污水处理系统还包括改变臭氧水的进水方向且扩大臭氧水的面积的反射器和过滤网；所述斜板催化反应塔的第一出口处设置有过滤网，所述反射器设置于第一臭氧机和第一文丘里混合器之间；第一文丘里混合器吸入臭氧量通过第一离心泵的流量与管道上的阀门进行调节；

3、根据权利要求 1所述的污水处理系统，其特征在于：所述第一制氧机上设置有空压机，所述曝气生物塔的第二进口与第一制氧机的第二出口通过管道相连接，所述第一制氧机的第一出口与第一臭氧机的进口通过管道相连接；所述曝气生物塔的第二进口处设置有曝气管网和曝气盘，所述曝气生物塔内设置有多孔性填料，所述填料催化塔内设置有惰性贵金属粉末的颗粒填料，所述颗粒填料的比表面积为 0. l-100m2/g; 所述曝气生物塔内设置多层倾斜的折板，每层折板投影均有交叉重合部分，所述每层折板与塔体中轴线之间的夹角为 30-89 ° 。

4、根据权利要求 3所述的污水处理系统，其特征在于：所述第一换热器为板式换热器或管壳式换热器；所述曝气生物塔的折板投影长度超出塔体中轴线的长度为 5-500mm_; 所述混合物在污水处理系统的停留时间为 10s以上；所述污水泵、斜板催化反应塔、第一离心泵、第一文丘里混合器、第一制氧机、第一臭氧机、第二催化反应器、第一换热器、填料催化塔、曝气生物塔、空压机和储水箱集成安装在第一箱体内，所述第一箱体数量为一台或一台以上，通过管道相串接。

5、利用权利要求 1所述的污水处理系统进行污水处理的方法，其特征在于包括以下步骤：

( 6 )反应产物经填料催化塔的出口进入曝气生物塔；曝气生物塔流入储水箱后，所述储水箱的出口设置有取样口，在取样口进行取样检测。

6、一种污水处理系统的斜板催化反应塔，其特征在于：所述斜板催化反应塔包括第一底座，第一底座上设置有斜板催化反应塔主体，斜板催化反应塔主体由自下而上的第一塔底、第一填料层、第一塔顶组成；第一塔底的底部设置有第一塔底封头，第一塔底封头连接有第一排空阀门，第一塔底的侧壁设置有臭氧水进水口、废水进水口；填料层内填充有催化剂固体填料；第一塔顶设置有第一塔顶封头，第一塔顶的侧壁设置有废水出水口；第一塔底的侧壁上，位于废水进水口的下方设置有分流废水出水口。

7、根据权利要求 6所述的斜板催化反应塔，其特征在于：分流废水出水口上设置有过滤网，过滤网为不锈钢材质；废水进水口为 L型，其尾端连接有一个喇叭口，喇叭口朝下，正对所述过滤网；第一塔底封头为弧形结构；第一塔顶封头为弧形结构；斜板催化反应塔主体采用不锈钢材质；臭氧水进水口为 L型，并连接有一个反射器；第一填料层内设置有填料支撑板，其上装填有固体填料，固体填料为折板、斜板式片状，其为凹凸面，表面涂覆有惰性贵金属催化剂，该折板、斜板式片状与水平面夹角为 80-90度；固体填料填满填料层内空间，固体填料为多层；废水出水口连接有三通，并设置有取样口。

8、一种污水处理系统的填料催化塔，其特征在于：所述填料催化塔包括第二底座，第二底座上设置有填料催化塔主体，填料催化塔主体由自下而上的进水区、承托层、第二填料层、清水出水区组成；进水区包括第二塔底，第二塔底的底部设置有第二塔底封头，第二塔底封头连接有第二排空阀门；第二填料层内填充有填料，第二填料层的侧壁上端设置有第一出水口，第二填料层内设置有折板，折板的一端连接在第二填料层内壁，另一端向下倾斜；清水出水区包括第二塔顶，第二塔顶上设有第二塔顶封头，第二塔顶封头上端开设有填料投加口。

9、根据权利要求 8所述的填料催化塔，其特征在于：填料催化塔主体为不锈钢材质；第二塔底封头为弧形结构，第二塔顶封头为弧形结构；承托层为一个圆板，其上均匀布置有圆孔或方孔，承托层的材质为不锈钢；圆孔的孔径或方孔的边长为 4-10mm_; 第二填料层内的填料为粒径大于 10mm的多孔颗粒填料，其表面涂覆有惰性贵金属催化剂；第二填料层内设置有多层折板，多层折板交错布置，每层折板在水平面的投影有交叉重合部分；每层折板在水平面的投影的长度超过反应塔主体中轴线 5-500mm，每层折板与反应塔主体的中轴线之间的夹角为 30-89 ° ；第一出水口连接有三通，并设置有取样口；第一出水口连接有反冲洗泵。

10、一种处理污水的系统，其特征在于：所述处理污水的系统包括泵、过滤混合器、第二射流器、臭氧发生装置、反应器、第二换热器和旋转混合器；

所述过滤混合器、第二射流器、臭氧发生装置、第二反应器、第二换热器和旋转混合器上均设置有进口和出口；所述泵的第一出口与过滤混合器的第一进口通过管道相连接；所述过滤混合器的第一出口与第二射流器的第一进口通过管道相连接；

所述臭氧发生装置的第一出口与第二射流器的第二进口通过管道相连接；所述第二射流器的出口与反应器的进口通过管道相连接；所述反应器的出口与第二换热器的第一进口通过管道相连接；所述第二换热器的第一出口与过滤混合器的第二进口通过管道相连接，所述过滤混合器的第二出口与旋转混合器的进口通过管道相连接。

11、根据权利要求 10所述的处理污水的系统，其特征在于：所述泵为潜水泵；所述处理污水的系统还包括设置于过滤混合器和第二射流器之间的第二离心泵；所述第二离心泵上设置有进口和出口；所述过滤混合器的第一出口与第二离心泵的进口通过管道相连接；所述第二离心泵的出口与第二射流器的第一进口通过管道相连接；所述反应器内表面及反应器内部件内外表面、第二换热器内表面及第二换热器内部件内外表面及管道内表面均涂覆有贵金属催化剂层。

12、根据权利要求 11所述的处理污水的系统，其特征在于：所述反应器为第二催化反应器；所述臭氧发生装置内设置有通过管道连接的第二制氧机和第二臭氧机；所述第二制氧机的出口与第二臭氧机的第一进口通过管道相连接；所述第二臭氧机的第一出口与第二射流器的第二进口通过管道相连接；

13、根据权利要求 12所述的处理污水的系统，其特征在于：所述潜水泵、第二离心泵、臭氧发生装置、第二射流器和第二催化反应器集成安装在第二箱体内，所述第二箱体数量为一台或一台以上，通过管道相串接；所述过滤混合器的第二进口处设置有过滤网；所述臭氧发生装置与所述第二催化反应器的连接管道上设置有气体流量计；所述混合物在第二催化反应器的停留时间为 10秒至 500秒。

14、利用权利要求 10所述的处理污水的系统进行污水处理的方法，其特征在于包括以下步骤：

( 1 ) 对污水进行预处理，并进行吸附和沉淀处理；

( 4)污水以一定的速度由第二离心泵输送至第二射流器中，所述第二射流器产生负压吸入臭氧发生装置产生的臭氧，形成臭氧和污水的混合物；

( 5 )所述混合物通过管道进入第二催化反应器，所述混合物与第二催化反应器中的催化剂层充分接触，在催化剂的催化下，进行氧化还原反应；