2020年臭氧催化氧化计算书

作者：非成败作品编号：92032155GZ5702241547853215475102时间：2020.12.13一、进水条件当用于处理废水时，除要求布水布气均匀外，还要注意调查分析进水来源状 况，特别注意是否含有对催化剂产生危害的物质。以下为部分重要的原水进水条 件。1.1 pH催化剂适宜的酸碱运行条件为pH=312,最佳的酸碱运行条件为pH=6-9, pH过低会影响催化剂寿命，并导致出水质量下降，pH过高会影响臭氧催化氧化 的使用效果。1.2 温度进水温度过高或者过低会影响臭氧的使用效果，也会对催化剂的催化效果产 生影响，建议温度范围为10-30C，最佳运行温度为25C。1.3 氯化物氯化物过高会对催化剂的使用效果产生影响， 建议氯化物的浓度在 5000mg/L 以下，氯化物最佳浓度为 500mg/L 以下。1.4 臭氧投加方式臭氧分子在水中的扩散速度与污染物的反应速度是影响去除效果的主要因 素。二、相关简图1.1 催化氧化填料催化剂主要特点如下：(1) 选用碘值高、吸附能力强、耐磨强度好、质量稳定可靠的优质活性炭为 载体，制备的催化剂具有很大的比表面积和合适的孔结构；(2) 在活性炭载体表面选择性的负载 Fe、Mn 等过渡金属活性组分及 K、Na 等碱金属催化助剂，原位促进臭氧分解成羟基自由基并降解有机物；(3) 催化剂的制备采用机械混合、成型、炭化和活化的生产工艺，活性组分 在载体表面分散性良好。催化剂填料图片如下：臭氧催化氧化填料规格参数如下：项目指标单位规格外观扌日标吸水率%45% -55%粒径mm条形3-6堆积密度t/m30.45 -0.62耐磨强度%92%压碎强度N/cmN 110碘值mg/gN 550活性金属含量%3% -4%性能指COD去除率%40%-75%标Rt （水力停留时间）min30-60寿命年351.2 进水方式1 1 2 r 1 2bn1馳臬2昭强臭氧催化高级氧化进水工艺流程上游出水进入臭氧催化高级氧化池，首先进入臭氧催化高级氧化池第一段， 从原水取一定比例的水进行循环，在离心泵管道上设置射流溶气装置，通过溶气 装置投加臭氧，达到提高臭氧气体的溶解效率，并有效减少臭氧投加量。溶解臭 氧的污水，通过池底设置的二次混合设备，将含臭氧污水与原污水充分混合。含 臭氧的污水，混合后的污水流经固定填充的固相催化剂表面，催化剂表面具有不 平衡电位差，在催化剂的作用下，激发产生羟基自由基，羟基自有基的氧化还原 电位为E0=2.8ev,在如此高的氧化电位的作用下大部分难降解的有机物发生断链 反应形成短链的有机物或直接被氧化至CO2和H20。第二段、第三段取水位置 分别是第一段出水和第二段出水,同样采用高效臭氧溶气装置投加臭氧,原理与 第一段相同。通过三段投加,污水中难降解有机物被充分降解,使污水达到设计标准。接触池内未溶解的臭氧需重新还原变为氧气，避免对大气环境造成污染。 在臭氧接触池池顶上设置有臭氧尾气分解处理设施，设计采用热触媒式臭氧尾气 处理装置进行处理，将空气中残留臭氧还原为氧气，使尾气处理装置出口处臭氧 浓度低于 0.1ppm。相关工程案例平面简图如下：I DtfflrimiUhiiYRii iiLEnnF呷na _E t B tl O B III fl K v Jjiji内部构造简图如下：三、主要构筑物计算1) 设计总水量Q设Kz*Q实际Kz为变化系数，通常取1.3； Q 单位为m3/h。Z设计2) 总有效池容 V =HRT*Q有效设计HRT市政水取值1h,工业污水根据水质增加停留时间。3) 单座设计流量 Q1=Q /n11 设计 1n1 为座数，根据现场占地面积确定。4) 单座臭氧催化氧化反应池格数 n2反应池格数 n2 根据进水浓度、去除效果等因素确定，考虑 是否需要多格数串联，若多格串联，每格体积不变则臭氧投加量逐步降低。5）单格有效池容n2）单格 有效1*26）单位小时内COD消减量Am = （C -C ） *Q *1hCOD 进水 出水 设计C 为进水COD浓度；C 为出水COD浓度，设计去除进水出水率为 30-75%。7）单位小时内臭氧投加量m =k1*AmCOD臭氧 1 CODk1为臭氧用量与COD消减量质量比例关系，取值范围为1:1-2:1，设计取值参考市政污水1.2:1-1.5:1、工业污水1.5:1-2:1。8）臭氧发生器输出流量Q _=mk2/1h臭氧 臭氧 21为单位时间，1h； k2为变化系数，通常取1.2。9）单位时间臭氧气量Q = m /（1h*C ）气量臭氧臭氧浓度臭氧浓度根据设备效率确定; Q 单位为 m3/h。气量10）臭氧催化氧化缓冲配水区高度 h1=1.35-1.5m11）总停留时间 T=1h有效池容V数值与单位小时设计进水量相同。12）进水区高度 h2=1.2-1.5m13）滤板厚度 h =0.16m滤板工程案例套用0.16m钢筋混凝土。14）鹅卵石厚度 h= A +A +A =0.15+0.15+0.15=0.45m鹅卵石 1 2 3A表示粒径200mm左右鹅卵石；A2表示粒径150mm左右 鹅卵石；A3表示粒径100mm左右鹅卵石。15) 滤层停留时间 t =0.15-0.5h滤层16) 滤层池容 V = V =Q *t滤层 催化剂 进水 滤层V指改性活性炭催化剂添加量，单位 m3。催化剂17) 滤料装填高度h3=V /S或根据中试确定填料高度h3,则S滤层=V / h滤层 3S表示构筑物底面积；h3高度要求市政水不低于1m,工业 污水不低于 2m。18) 滤料接触时间 t= h3/ v接触时间 3 滤速v 取值范围为 4-6m/h。 滤速19) 清水区高度 h420) 总有效水深 H =V /S =h+h +h + h + h有效 单格 2 滤板 鹅卵石 34h4高度根据此数值调整，多数取值2.5-3.5m,不固定。21) 总水深H=H +H亠有效 超高22) 反洗风机强度Q=S*k3反洗风机3S，单位为m2，指构筑物底面积；k3指反洗强度，取值 15L/(m2.s)。23) 反洗水强度Q=S*k4反洗流量4S，单位为m2，指构筑物底面积；k4指反洗强度，取值12L/(m2.s)。24）催化剂费用15000元/m3。作者：非成败作品编号：92032155GZ5702241547853215475102时间：2020.12.13