一种臭氧催化氧化反应器及其在粘胶纤维废水处理中应用

摘要

本发明公开了一种臭氧催化氧化反应器及其在粘胶纤维废水处理中应用，臭氧催化氧化反应器包括筒体，位于筒体内部的射流曝气组件、催化反应组件以及反洗组件，催化反应组件位于筒体内上部，催化反应组件包括若干可同步转动的催化剂放置盘，每个催化剂放置盘底面、顶面和侧面均设有若干用于透水的通孔，每个催化剂放置盘内部均充填有催化填料。所述应用为在含有甲基氧化吗啉的莱赛尔废水中的应用。本发明的臭氧催化氧化反应器将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来，利用臭氧分子在催化剂表面产生的羟基自由基去除污水中难生物降解有机物等，有效的解决了有机物降解不完全的问题。

权利要求

1.一种臭氧催化氧化反应器，其特征在于，包括筒体（1），位于所述筒体（1）内部的射流曝气组件（2）、催化反应组件（3）以及反洗组件（4），所述射流曝气组件（2）位于所述筒体（1）内底部，射流曝气组件（2）包括由筒体（1）外部延伸至筒体（1）内部的臭氧输送管（21）和污水输送管（22），以及位于所述臭氧输送管（21）和污水输送管（22）之间的若干等间距排列设置的曝气射流器（23），每组所述曝气射流器（23）上方均与臭氧输送管（21）连接，每组曝气射流器（23）下方均与污水输送管（22）连接；

所述催化反应组件（3）位于所述筒体（1）内上部，催化反应组件（3）包括若干可同步转动的催化剂放置盘（5），每个所述催化剂放置盘（5）底面、顶面和侧面均设有若干用于透水的通孔（51），每个催化剂放置盘（5）内部均充填有催化填料；

所述反洗组件（4）位于所述筒体（1）内中部，反洗组件（4）与所述催化反应组件（3）之间设有承托层（6），反洗组件（4）包括上下并排设置的反冲洗进水管（41）和反冲洗进气管（42）；

所述催化剂放置盘（5）为6组且上下等间距设置，每相邻两组催化剂放置盘（5）之间均设有一组用于传输催化填料的传送桶（52），位于最下方的催化剂放置盘（5）还额外通过一组贯穿其余催化剂放置盘（5）的加长传送桶（53）与位于最上方的催化剂放置盘（5）连接，所述传送桶（52）和加长传送桶（53）均与每组催化剂放置盘（5）转动连接；

所述承托层（6）包括位于下部的过滤网（61）和位于上部的支撑板（62），所述支撑板（62）上表面设有一组用于上下限位固定催化剂放置盘（5）的限位杆（63），所述限位杆（63）依次贯穿每组催化剂放置盘（5）后与位于所述筒体（1）内上部的固定板（11）连接，限位杆（63）与每组催化剂放置盘（5）均转动连接，所述固定板（11）一端设有转动电机（7），所述转动电机（7）下方的输出端设有用于驱动位于最上方的一组催化剂放置盘（5）转动的转动轮（71），所述转动轮（71）的外齿与最上方的一组催化剂放置盘（5）外壁设有的齿啮合转动连接；

支撑板（62）与转动电机（7）对应一端的上表面设有一组立柱（8），所述立柱（8）在对应每两组催化剂放置盘（5）间隙处均设有一组弧形挡板（81），所述弧形挡板（81）内表面设有齿槽（82），每组传送桶（52）及加长传送桶（53）外壁中部均设有齿条（54），当传送桶（52）及加长传送桶（53）转动至弧形挡板（81）所在位置处时所述齿条（54）与所述齿槽（82）对接用于控制传送桶（52）及加长传送桶（53）转动，位于齿条（54）上下位置处的传送桶（53）外壁设有小孔（56）；

所述传送桶（52）及加长传送桶（53）内部均设有传输绞龙（55），传送桶（52）内部的传输绞龙（55）与加长传送桶（53）内部的传输绞龙（55）设置方向相反，传送桶（52）用于向上送料，加长传送桶（53）用于向下送料，传送桶（52）及加长传送桶（53）在纵向上围成一个圆环且间隔角度相同。

2.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述催化填料直径为

3 2

3‑5mm，堆积密度为0.6‑0.8t/m ，比表面积为150‑300m/g，催化填料为Y2O3、MgO以及MnO2负载的活性炭颗粒，催化反应组件（3）高度为1.5‑3m。

3.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述限位杆（63）上部靠近所述固定板（11）的位置处为可伸缩设置，弧形挡板（81）与立柱（8）外侧设有的滑槽（83）滑动连接，弧形挡板（81）上下边缘均设有若干用于使弧形挡板（81）沿催化剂放置盘（5）上下表面滑动的滑轮（84）。

4.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化反应器，其特征在于，所述筒体（1）上部一侧设有出水口（12），筒体（1）顶部和侧壁均设有检修口（13）。

5.根据权利要求1‑4任意一项所述臭氧催化氧化反应器在粘胶纤维废水处理中应用，其特征在于，应用方法包括以下步骤：S1：将待处理的粘胶纤维废水由污水输送管（22）内输入，将质量浓度为30‑50mg/L的臭氧由臭氧输送管（21）内输入，进气流速为1‑1.2L/min；

S2：将曝气后的废水依次通过每组催化剂放置盘（5），开启转动电机（7）使催化剂放置盘（5）转动提高催化填料的催化效果，催化反应时间为1‑1.5h，再将催化反应后的废水由出水口（12）排出；

S3：每隔6h反洗一次对筒体内部及过滤网（61）进行清洗，通过反冲洗进气管（42）注入

2 2

空气，气洗强度为10‑15L/m/s，通过反冲洗进水管（41）注入清水，水洗强度为5‑7L/m /s，反洗时间10‑30min。

6.根据权利要求5所述的一种臭氧催化氧化反应器在粘胶纤维废水处理中应用，其特征在于，所述催化填料的制备方法为：将活性炭颗粒浸泡于质量浓度1mol/L的Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3溶液中搅拌反应

6h，随后滴加质量浓度1mol/L的KMnO4和NaOH溶液，静置6h，过滤得到固体混合物，将固体混合物在105‑110℃下烘干，再在400‑450℃下煅烧1‑3h得到Y2O3、MgO以及MnO2负载的活性炭颗粒，其中Y的质量比例为1.3‑1.5%，Mg的质量比例为0.8‑1%，Mn的质量比例为4.7‑5%。

7.根据权利要求6所述的一种臭氧催化氧化反应器在粘胶纤维废水处理中应用，其特征在于，所述Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3混合溶液与滴加的KMnO4和NaOH溶液体积比为29：

1：1。

说明书

一种臭氧催化氧化反应器及其在粘胶纤维废水处理中应用

技术领域

[0001] 本发明涉及工业废水臭氧处理技术领域，具体是涉及一种臭氧催化氧化反应器及其在粘胶纤维废水处理中应用。

背景技术

[0002] 莱赛尔纤维因其具有天然纤维的所有舒适性能，同时还具有比普通合成纤维更优异的纤维强度等优点，在人造纤维行业中脱颖而出，被称作“21世纪的绿色纤维”。近些年，莱赛尔纤维快速发展给社会带来巨大的经济效益，同时随之也产生了系列的环境问题。其中以生成过程中产生的大量废水表现更为突出，这些废水直接排放不仅会破坏周边生态环境，同时还会影响周围居民的生活环境和身体健康。为此，我国陆续出台了更加严格的法律法规限制此类废水的排放。因此，采取适当的方法处理此类废水对适用新的环保规定以及促进人造纤维行业发展具有重要意义。

[0003] 通常，莱赛尔纤维是采用纤维素有机溶剂纺丝法制备，它在生产过程中用新溶剂甲基氧化吗啉代替(NMMO)代替二硫化碳，有效解决了二硫化碳带来的系列安全问题和环境问题，同时还减少了整个生产工艺流程。尽管如此，由于生产过程使用了大量NMMO，NMMO不可避免会进入废水中。而NMMO是一种典型的含氮杂环化合物，具有化学性质稳定、难生物降解以及氮含量高等特性。这使得莱赛尔纤维废水具有高悬浮物、高色度、高COD与BOD、高锌等常规粘胶纤维废水的特性，同时还含有大量难降解的NMMO的特性。因此，若采用传统的粘胶纤维废水处理工艺处理莱赛尔纤维废水会导致废水中NMMO难以被去除而严重超标。臭氧催化氧化技术是将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来，利用臭氧分子在催化剂表面产生的羟基自由基去除污水中难生物降解有机物等，有效的解决有机物降解不完全的问题。然而，若采用臭氧催化氧化工艺处理此类废水，废水中高悬浮物、高色度物种会对淬灭臭氧产生的羟基自由基导致催化氧化效果不佳。因此，针对莱赛尔纤维废水特点，并结合臭氧催化氧化技术优势，开发一种适用于处理莱赛尔纤维废水的臭氧催化氧化反应器具有良好的应用前景。

发明内容

[0004] 针对上述存在的问题，本发明提供了一种臭氧催化氧化反应器及其在粘胶纤维废水处理中应用。

[0005] 本发明的技术方案是：

[0006] 一种臭氧催化氧化反应器，包括筒体，位于所述筒体内部的射流曝气组件、催化反应组件以及反洗组件，

[0007] 所述射流曝气组件位于所述筒体内底部，射流曝气组件包括由筒体外部延伸至筒体内部的臭氧输送管和污水输送管，以及位于所述臭氧输送管和污水输送管之间的若干等间距排列设置的曝气射流器，每组所述曝气射流器上方均与臭氧输送管连接，每组曝气射流器下方均与污水输送管连接；

[0008] 所述催化反应组件位于所述筒体内上部，催化反应组件包括若干可同步转动的催化剂放置盘，每个所述催化剂放置盘底面、顶面和侧面均设有若干用于透水的通孔，每个催化剂放置盘内部均充填有催化填料；

[0009] 所述反洗组件位于所述筒体内中部，反洗组件与所述催化反应组件之间设有承托层，反洗组件包括上下并排设置的反冲洗进水管和反冲洗进气管；

[0010] 进一步地，所述催化填料直径为3‑5mm，堆积密度为0.6‑0.8t/m3，比表面积为150‑2
300m/g，催化填料为Y2O3、MgO以及MnO2负载的活性炭颗粒，催化反应组件高度为1.5‑3m。催化剂呈混合状态布置，使其在高程上得到了最大化利用，催化剂的催化效果有利于强化臭氧氧化效果，降低臭氧反应浓度，同时臭氧氧化有助于催化剂的催化活性稳定，延迟失活周期。

[0011] 进一步地，所述催化剂放置盘为6组且上下等间距设置，每相邻两组催化剂放置盘之间均设有一组用于传输催化填料的传送桶，位于最下方的催化剂放置盘还额外通过一组贯穿其余催化剂放置盘的加长传送桶与位于最上方的催化剂放置盘连接，所述传送桶和加长传送桶均与每组催化剂放置盘转动连接；

[0012] 所述承托层包括位于下部的过滤网和位于上部的支撑板，所述支撑板上表面设有一组用于上下限位固定催化剂放置盘的限位杆，所述限位杆依次贯穿每组催化剂放置盘后与位于所述筒体内上部的固定板连接，限位杆与每组催化剂放置盘均转动连接，所述固定板一端设有转动电机，所述转动电机下方的输出端设有用于驱动位于最上方的一组催化剂放置盘转动的转动轮，所述转动轮的外齿与催化剂放置盘外壁设有的齿啮合转动连接；

[0013] 支撑板与转动电机对应一端的上表面设有一组立柱，所述立柱在对应每两组催化剂放置盘间隙处均设有一组弧形挡板，所述弧形挡板内表面设有齿槽，每组传送桶及加长传送桶外壁中部均设有齿条，当传送桶及加长传送桶转动至弧形挡板所在位置处时所述齿条与所述齿槽对接用于控制传送桶及加长传送桶转动，位于齿条上下位置处的传送桶外壁设有小孔。通过对催化反应组件的改进增大废水和催化填料的接触面积，使催化填料不再是固定放置而是不停通过催化剂放置盘的转动以及传送桶的转动完成纵向上和横向上的更替，提高催化效果，减轻了催化填料的磨损，延长了使用寿命。

[0014] 进一步地，所述限位杆上部靠近所述固定板的位置处为可伸缩设置，弧形挡板与立柱外侧设有的滑槽滑动连接，弧形挡板上下边缘均设有若干用于使弧形挡板沿催化剂放置盘上下表面滑动的滑轮。通过限位杆的上下可伸缩滑动设置带动催化反应组件做上下运动，从而达到进一步提高催化氧化效果的目的。

[0015] 进一步地，所述传送桶及加长传送桶内部均设有传输绞龙，传送桶内部的传输绞龙与加长传送桶内部的传输绞龙设置方向相反，传送桶用于向上送料，加长传送桶用于向下送料，传送桶及加长传送桶在纵向上围成一个圆环且间隔角度相同。通过送料桶的转动带动传输绞龙转动从而实现物料上下输送的目的。

[0016] 进一步地，所述筒体上部一侧设有出水口，筒体顶部和侧壁均设有检修口。方便工作人员进行检修。

[0017] 如上述任意一项所述臭氧催化氧化反应器在粘胶纤维废水处理中应用，应用方法包括以下步骤：

[0018] S1：将待处理的粘胶纤维废水由污水输送管内输入，将质量浓度为30‑50mg/L的臭氧由臭氧输送管内输入，进气流速为1‑1.2L/min；

[0019] S2：将曝气后的废水依次通过每组催化剂放置盘，开启转动电机使催化剂放置盘转动提高催化填料的催化效果，催化反应时间为1‑1.5h，再将催化反应后的废水由出水口排出；

[0020] S3：每隔6h反洗一次对筒体内部及过滤网进行清洗，通过反冲洗进气管注入空气，2 2
气洗强度为10‑15L/m/s，通过反冲洗进水管注入清水，水洗强度为5‑7L/m/s，反洗时间10‑
30min。

[0021] 进一步地，所述粘胶纤维废水中主要污染物为甲基氧化吗啉。甲基氧化吗啉为含氮杂环化合物，化学性质未定、难生物降解，含有较多的有机氮，生化系统无法有效降解去除，而通过本发明的臭氧催化氧化反应器能够有效去除。

[0022] 进一步地，所述催化填料的制备方法为：

[0023] 将活性炭颗粒浸泡于质量浓度1mol/L的Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3溶液中搅拌反应6h，随后滴加质量浓度1mol/L的KMnO4和NaOH溶液，静置6h，过滤得到固体混合物，将固体混合物在105‑110℃下烘干，再在400‑450℃下煅烧1‑3h得到Y2O3、MgO以及MnO2负载的活性炭颗粒，其中Y的质量比例为1.3‑1.5％，Mg的质量比例为0.8‑1％，Mn的质量比例为4.7‑5％。催化剂的催化效果有利于强化臭氧氧化效果，降低臭氧反应浓度，同时臭氧氧化有助于催化剂的催化活性稳定，延迟失活周期。

[0024] 更进一步地，所述Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3混合溶液与滴加的KMnO4和NaOH溶液体积比为29：1：1，通过调整溶液配比达到最大反应速率以及吸附效果。

[0025] 本发明的有益效果是：

[0026] (1)本发明针对莱赛尔纤维废水兼具常规粘胶纤维废水所具备的高悬浮物、高色度以及高锌离子浓度等基本特性以及含高浓度难降解NMMO的特性，开发的新型臭氧催化反应器，有效解决了采用传统粘胶纤维废水处理方法效果不佳以及采用传统臭氧催化反应器因废水中含有高悬浮物造成反应器堵塞以及淬灭臭氧产生的羟基自由基等系列问题。

[0027] (2)本发明的针对NMMO化学结构特性，定向开发的多金属催化填料，提高了NMMO降解速率，同时还通过对反应器中催化反应组件进行改进来增大废水和催化填料的接触面积，并通过催化剂放置盘的转动以及传送桶的转动完成纵向上和横向上的更替，提高催化效果，减轻了催化填料的磨损，延长了使用寿命。

[0028] (3)采用本发明臭氧反应器处理后的莱赛尔废水的出水无色透明，COD浓度＜40mg/L，总氮浓度＜12mg/L，氨氮浓度＜4mg/L，满足城市污水一级A排放标准，解决了目前莱赛尔废水难以处理达标的行业难题。

附图说明

[0029] 图1是本发明实施例2中的臭氧催化氧化反应器整体结构示意图；

[0030] 图2是本发明实施例2中的臭氧催化氧化反应器俯视图；

[0031] 图3是本发明实施例2中的臭氧催化氧化反应器内部催化反应组件结构示意图；

[0032] 图4是本发明实施例2中的臭氧催化氧化反应器的传送桶及加长传送桶内部结构示意图；

[0033] 图5是本发明实施例2中的臭氧催化氧化反应器的传送桶外部结构示意图；

[0034] 图6是本发明实施例2中的臭氧催化氧化反应器的弧形挡板结构示意图；

[0035] 图7是本发明实施例2中的臭氧催化氧化反应器的射流曝气组件结构示意图；

[0036] 图8是本发明实施例1中的臭氧催化氧化反应器整体结构示意图。

[0037] 其中，1‑筒体，11‑固定板，12‑出水口，13‑检修口，2‑射流曝气组件，21‑臭氧输送管，22‑污水输送管，23‑曝气射流器，3‑催化反应组件，4‑反洗组件，41‑反冲洗进水管，42‑反冲洗进气管，5‑催化剂放置盘，51‑通孔，52‑传送桶，53‑加长传送桶，54‑齿条，55‑传输绞龙，56‑小孔，6‑承托层，61‑过滤网，62‑支撑板，63‑限位杆，7‑转动电机，71‑转动轮，8‑立柱，81‑弧形挡板，82‑齿槽，83‑滑槽，84‑滑轮。

具体实施方式

[0038] 实施例1

[0039] 如图1所示，一种臭氧催化氧化反应器，包括筒体1，位于筒体1内部的射流曝气组件2、催化反应组件3以及反洗组件4，

[0040] 射流曝气组件2位于筒体1内底部，射流曝气组件2包括由筒体1外部延伸至筒体1内部的臭氧输送管21和污水输送管22，以及位于臭氧输送管21和污水输送管22之间的3组等间距排列设置的曝气射流器23，曝气射流器23为市售koerting‑hannover曝气射流器，每组曝气射流器23上方均与臭氧输送管21连接，每组曝气射流器23下方均与污水输送管22连接；

[0041] 催化反应组件3位于筒体1内上部，催化反应组件3内部均匀填充有催化填料；

[0042] 如图1、2所示，反洗组件4位于筒体1内中部，反洗组件4与催化反应组件3之间设有承托层6，反洗组件4包括上下并排设置的反冲洗进水管41和反冲洗进气管42；

[0043] 实施例2

[0044] 本实施例在实施例1的基础上对催化反应组件3做出了进一步的改进。

[0045] 如图1、2所示，一种臭氧催化氧化反应器，包括筒体1，位于筒体1内部的射流曝气组件2、催化反应组件3以及反洗组件4，筒体1上部一侧设有出水口12，筒体1顶部和侧壁均设有检修口13；

[0046] 射流曝气组件2位于筒体1内底部，射流曝气组件2包括由筒体1外部延伸至筒体1内部的臭氧输送管21和污水输送管22，以及位于臭氧输送管21和污水输送管22之间的3组等间距排列设置的曝气射流器23，每组曝气射流器23上方均与臭氧输送管21连接，每组曝气射流器23下方均与污水输送管22连接；

[0047] 如图3‑6所示，催化反应组件3位于筒体1内上部，催化反应组件3包括6组可同步转动的催化剂放置盘5，每个催化剂放置盘5底面、顶面和侧面均设有若干用于透水的通孔51，3
每个催化剂放置盘5内部均充填有催化填料，催化填料直径为4mm，堆积密度为0.7t/m ，比
2
表面积为240m/g，催化填料为活性炭颗粒，催化反应组件3高度为2.2m；

[0048] 催化剂放置盘5为6组且上下等间距设置，每相邻两组催化剂放置盘5之间均设有一组用于传输催化填料的传送桶52，位于最下方的催化剂放置盘5还额外通过一组贯穿其余催化剂放置盘5的加长传送桶53与位于最上方的催化剂放置盘5连接，传送桶52和加长传送桶53均与每组催化剂放置盘5转动连接，传送桶52及加长传送桶53内部均设有传输绞龙55，传送桶52内部的传输绞龙55与加长传送桶53内部的传输绞龙55设置方向相反，传送桶
52用于向上送料，加长传送桶53用于向下送料，传送桶52及加长传送桶53在纵向上围成一个圆环且间隔角度相同；

[0049] 承托层6包括位于下部的过滤网61和位于上部的支撑板62，支撑板62上表面设有一组用于上下限位固定催化剂放置盘5的限位杆63，限位杆63依次贯穿每组催化剂放置盘5后与位于筒体1内上部的固定板11连接，限位杆63与每组催化剂放置盘5均转动连接，固定板11一端设有转动电机7，转动电机7为市售齿轮减速电机，转动电机7下方的输出端设有用于驱动位于最上方的一组催化剂放置盘5转动的转动轮71，转动轮71的外齿与最上方的一组催化剂放置盘5外壁设有的齿啮合转动连接；

[0050] 支撑板62与转动电机7对应一端的上表面设有一组立柱8，立柱8在对应每两组催化剂放置盘5间隙处均设有一组弧形挡板81，弧形挡板81内表面设有齿槽82，每组传送桶52及加长传送桶53外壁中部均设有齿条54，当传送桶52及加长传送桶53转动至弧形挡板81所在位置处时齿条54与齿槽82对接用于控制传送桶52及加长传送桶53转动，位于齿条54上下位置处的传送桶53外壁设有小孔56，限位杆63上部靠近固定板11的位置处为可伸缩设置，弧形挡板81与立柱8外侧设有的滑槽83滑动连接，弧形挡板81上下边缘均设有3组用于使弧形挡板81沿催化剂放置盘5上下表面滑动的滑轮84；

[0051] 如图1所示，反洗组件4位于筒体1内中部，反洗组件4与催化反应组件3之间设有承托层6，反洗组件4包括上下并排设置的反冲洗进水管41和反冲洗进气管42。

[0052] 应用上述催化反应组件3进行催化反应的工作原理为：

[0053] 经臭氧曝气的废水进入催化反应组件3内，依次通过每组催化剂放置盘5的通孔51与催化剂放置盘5内部的催化填料相接触完成催化，与此同时，打开转动电机7使其带动转动轮71转动，从而带动最上方的一组催化剂放置盘5转动，每组催化剂放置盘5在限位杆63的作用下同步转动，从而实现更高效氯的催化反应；

[0054] 为使每组催化剂放置盘5内部的催化填料能够相互流通，在催化剂放置盘5转动的同时，每当一组传送桶52转动至弧形挡板81所在位置处时，弧形挡板81的齿槽82与传送桶52的齿条54对应啮合，啮合完成后由于传送桶52继续随催化剂放置盘5转动从而完成传送桶52的自转，当传送桶52脱离弧形挡板81时传送桶52完成180°自转，通过传送桶52的自转完成其内部传输绞龙55的送料，将位于下方的催化剂放置盘5内部催化填料一部分输送至位于上部的催化剂放置盘5内，每组传送桶52先后完成一次送料，同时，加长传送桶53以上述同样的方法完成一次催化填料的向下运送，且加长传送桶53向下输送一次催化填料的量等同于每组传送桶52向上输送一次催化填料的量的总和，以保证催化反应组件3内部催化填料的平衡；

[0055] 在此过程中，催化反应组件3还能够在水流的作用下上下活动，限位杆63上部靠近固定板11的位置处为可伸缩设置用于抵消上下活动的余量，同时弧形挡板81沿滑槽83上下同步滑动，并通过滑轮84与催化剂放置盘5上下面接触保证催化剂放置盘5始终能够完成转动，达到进一步提高曝气效果的目的。

[0056] 实施例3

[0057] 本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：催化反应组件3内部催化填料结构大小不同。

[0058] 催化填料直径为5mm，堆积密度为0.6t/m3，比表面积为150m2/g。

[0059] 实施例4

[0060] 本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：催化反应组件3内部催化填料结构大小不同。

[0061] 催化填料直径为3mm，堆积密度为0.8t/m3，比表面积为300m2/g。

[0062] 实施例5

[0063] 本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：催化反应组件3的整体大小不同。

[0064] 催化反应组件3高度为1.5m。

[0065] 实施例6

[0066] 本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：催化反应组件3的整体大小不同。

[0067] 催化反应组件3高度为3m。

[0068] 实施例7

[0069] 本实施例记载的是实施例2的臭氧催化氧化反应器在粘胶纤维废水处理中应用。

[0070] 应用方法包括以下步骤：

[0071] S1：将待处理的主要污染物为甲基氧化吗啉的粘胶纤维废水由污水输送管22内输入，将质量浓度为40mg/L的臭氧由臭氧输送管21内输入，进气流速为1.1L/min；

[0072] S2：将曝气后的废水依次通过每组催化剂放置盘5，开启转动电机7使催化剂放置盘5转动提高催化填料的催化效果，催化反应时间为1.3h，再将催化反应后的废水由出水口12排出；

[0073] 催化填料的制备方法为：

[0074] 将活性炭颗粒浸泡于质量浓度1mol/L的Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3溶液中搅拌反应6h，随后滴加质量浓度1mol/L的KMnO4和NaOH溶液，静置6h，Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3混合溶液与滴加的KMnO4和NaOH溶液体积比为29：1：1，过滤得到固体混合物，将固体混合物在108℃下烘干，再在435℃下煅烧2h得到Y2O3、MgO以及MnO2负载的活性炭颗粒，其中Y的质量比例为1.4％，Mg的质量比例为0.9％，Mn的质量比例为4.8％；

[0075] S3：每隔6h反洗一次对筒体内部及过滤网61进行清洗，通过反冲洗进气管42注入2 2
空气，气洗强度为12L/m /s，通过反冲洗进水管41注入清水，水洗强度为6L/m /s，反洗时间
20min。

[0076] 实施例8

[0077] 本实施例与实施例7基本相同，其不同之处在于：步骤S1的臭氧注入参数不同。

[0078] S1：将待处理的主要污染物为甲基氧化吗啉的粘胶纤维废水由污水输送管22内输入，将质量浓度为30mg/L的臭氧由臭氧输送管21内输入，进气流速为1L/min。

[0079] 实施例9

[0080] 本实施例与实施例7基本相同，其不同之处在于：步骤S1的臭氧注入参数不同。

[0081] S1：将待处理的主要污染物为甲基氧化吗啉的粘胶纤维废水由污水输送管22内输入，将质量浓度为50mg/L的臭氧由臭氧输送管21内输入，进气流速为1.2L/min。

[0082] 实施例10

[0083] 本实施例与实施例7基本相同，其不同之处在于：步骤S2催化填料的制备方法不同。

[0084] S2：将曝气后的废水依次通过每组催化剂放置盘5，开启转动电机7使催化剂放置盘5转动提高催化填料的催化效果，催化反应时间为1h，再将催化反应后的废水由出水口12排出；

[0085] 催化填料的制备方法为：

[0086] 将活性炭颗粒浸泡于质量浓度1mol/L的Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3溶液中搅拌反应6h，随后滴加质量浓度1mol/L的KMnO4和NaOH溶液，静置6h，Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3混合溶液与滴加的KMnO4和NaOH溶液体积比为29：1：1，过滤得到固体混合物，将固体混合物在105℃下烘干，再在400℃下煅烧1h得到Y2O3、MgO以及MnO2负载的活性炭颗粒，其中Y的质量比例为1.3％，Mg的质量比例为0.8％，Mn的质量比例为4.7％。

[0087] 实施例11

[0088] 本实施例与实施例7基本相同，其不同之处在于：步骤S2催化填料的制备方法不同。

[0089] S2：将曝气后的废水依次通过每组催化剂放置盘5，开启转动电机7使催化剂放置盘5转动提高催化填料的催化效果，催化反应时间为1.5h，再将催化反应后的废水由出水口12排出；

[0090] 催化填料的制备方法为：

[0091] 将活性炭颗粒浸泡于质量浓度1mol/L的Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3溶液中搅拌反应6h，随后滴加质量浓度1mol/L的KMnO4和NaOH溶液，静置6h，Mn(NO3)2、Mg(NO3)2和Y(NO3)3混合溶液与滴加的KMnO4和NaOH溶液体积比为29：1：1，过滤得到固体混合物，将固体混合物在110℃下烘干，再在450℃下煅烧3h得到Y2O3、MgO以及MnO2负载的活性炭颗粒，其中Y的质量比例为1.5％，Mg的质量比例为1％，Mn的质量比例为5％。

[0092] 实施例12

[0093] 本实施例与实施例7基本相同，其不同之处在于：步骤S3的反洗参数不同。

[0094] S3：每隔6h反洗一次对筒体内部及过滤网61进行清洗，通过反冲洗进气管42注入2 2
空气，气洗强度为10L/m /s，通过反冲洗进水管41注入清水，水洗强度为5L/m /s，反洗时间
10min。

[0095] 实施例13

[0096] 本实施例与实施例7基本相同，其不同之处在于：步骤S3的反洗参数不同。

[0097] S3：每隔6h反洗一次对筒体内部及过滤网61进行清洗，通过反冲洗进气管42注入2 2
空气，气洗强度为15L/m /s，通过反冲洗进水管41注入清水，水洗强度为7L/m /s，反洗时间
30min。

[0098] 实验例

[0099] 对实施例1‑6的臭氧催化氧化反应器进行废水处理实验，废水为含氮废水，实验结果如表1所示。

[0100] 表1实施例1‑6的臭氧催化氧化反应器废水处理效果

[0101]

[0102] 由实施例1可以看出，采用了本发明臭氧催化氧化反应器能够对废水中氨氮的去除效果有进一步的提高；对比实施例1和2可以看出，采用了本发明的催化反应组件3能够对氨氮的去除效果有进一步的提高；

[0103] 对比实施例2‑4可以看出，选用小尺寸、高密度、高比表面积的催化填料催化反应效果最好，其中实施例2的处理效果与实施例4的处理效果相差无几，而实施例4的催化填料制作成本却大大提高，考虑到制作成本选用实施例2的催化填料尺寸；

[0104] 对比实施例2、5、6可以看出，催化反应组件3的高度选择不宜过高或过低，过高或过低均会影响催化反应的效果，因此选用实施例2的2.2m为最优。

[0105] 实验例2

[0106] 对实施例7‑13的臭氧催化氧化反应器在粘胶纤维废水处理中的处理效果进行实验，主要观察其对废水中COD和TN的去除效果，实验结果如表2所示。

[0107] 表2实施例7‑13的臭氧催化氧化反应器废水处理效果

[0108]

[0109] 对比实施例7‑9可以看出，选用合适的臭氧注入参数对废水的处理效果有影响，臭氧注入速度低则处理效果不好，臭氧注入速度高则可能导致一定程度的浪费，因此选用实施例7的臭氧注入参数最优；

[0110] 对比实施例7、10、11可以看出，改变催化填料的制备方法对臭氧催化氧化反应器的废水处理效果影响较小，在本发明的催化填料的制备方法参数范围内选取均能达到较好的效果；

[0111] 实验例3

[0112] 对实施例7、12、13可以看出，的臭氧催化氧化反应器在粘胶纤维废水处理中的处理效果进行实验，观察反洗3次之后的废水处理效果，并将实施例1中的臭氧催化氧化反应器应用实施例7的反洗方法后的处理效果进行对比，实验结果如表3所示。

[0113] 表3实施例1、7、12、13的臭氧催化氧化反应器废水处理效果

[0114]

[0115] 对比实施例7、12、13可以看出，反洗参数不同，反洗后的废水处理净化效果也不同，应选用实施例7中的反洗参数最为合理，达到最大的清洗效果保证了下一次的废水净化率，同时又能够控制成本；

[0116] 对比实施例1和7可以看出，使用同样的反洗方法，实施例7的处理效果远远好于实施例1，尤其是反洗多次之后实施例7仍能保持较高的处理效率，这是因为本发明的臭氧催化氧化反应器在应用的催化反应组件3后能够减轻催化填料的磨损，延长了其使用寿命。