CN1034351A - 喷射气氯快速消毒新工艺及新装置 - Google Patents

Abstract

喷射气氯快速消毒工艺及装置是利用喷射原理， 采用射流曝气将一定量气氯利用负压吸入污水中使 在扩散管与污水进行强制接触和强烈能量交换，促使 发生氯化反应而达到杀菌消毒。装置有一内装有喷 水、喷氯和扩散三个喷嘴的密闭水气混合室。喷水嘴 和扩散嘴大小一致，同轴对嘴分别置于室上下壁中 部，喷氯嘴在室侧中部和喷水嘴成90°，还有一个调 节空气进入氯管的控制手轮，一个位于扩散管内后部 的螺旋切割器，一个控制污水泵和电磁阀的自动控制 器。该工艺消毒时间短，杀菌效果好，能减少二次污 染。

Description

本发明属于对医院废水及其他细菌含量较高的生活废水的生物化学处理工艺及装置。

氯化消毒技术在国内外已应用多年。国内用的传统方法是用液氯或将氯取出与水混合使氯溶解于水形成消毒剂-次氯酸，然后再通过投放装置将一定量的次氯酸投放入含菌污水中使与菌体相接触，利用次氯酸的强氧化性将细菌杀死而达到消毒的目的。投氯的装置通常用转子加氯机加氯，最为流行的是用双虹吸定量投氯。国外，气氯消毒技术近年有新的发展。美国有彭伯赛（Penberthy）水射器消毒法。该法主要由一个泵、一个水射器和一个玻璃纤维反应管三部分构成。泵和水射器装在处理槽的首端，一块挡板的前面。反应管装在挡板上，挡板的作用是使整个水流全部通过反应管。水射器连接着供氯管。水泵将少量污水打入水射器，在喷嘴处形成高速喷射作用把消毒剂带到污水主流中，造成强的紊流。污水在紊流状态下通过反应管，使整个水流在短时间内得到处理。（美国《Water Waster Engineering》1975年第四期66页）还有一种是采用两个共轴的喷嘴把液体排入混合室，内部的喷嘴以较高的速度排出废液，周围的喷嘴排放液态氯，利用废液与HOCl和OCl^-初始的闪电般接触混合来增加废液中细菌与病毒的杀死率，达到杀菌消毒的目的。（Mikkel Mancle美国《Water and -sewage works Aprie 1978》）

上面所述的现有工艺，消毒原理都是利用HOCl或OCl^-的强氧化性将细菌杀死，其液氯或气氯的投量不好控制，因而在被消毒的污水中存在着较多量的余氯，较多量余氯的存在除造成浪费外，还造成二次污染。且基建投资大，工程造价高。

鉴于上述已有技术存在的问题，本发明的任务是提供一种杀菌时间短、消毒效果好、污水中余氯量少，能避免造成二次污染，工程造价低的新工艺和新装置。

本发明是根据气氯作用于含菌污水时能发生氯化反应而提出的。即氯分子迅速与细菌细胞质的蛋白质发生生化反应，与蛋白质上的N-H键发生氯化反应形成N-Cl键，从而使蛋白质丧失生物活性。

本发明的技术解决方案是采用射流曝气原理将一定量的气态氯利用负压吸入污水中，使氯在扩散管内与污水进行强制接触和强烈的能量交换，使含菌污水和氯气形成的气液两相流体处于高度紊流状态（其中Re＞3.32×10⁶），促使其迅速发生氯化反应。整个工艺装置分为供水系统，供氯系统和反应器三部组成。氯气（实际是氯和空气的混合气）和污水是通过氯喷嘴和水喷嘴供给。水气混合室为一密封室，污水喷管，扩散管是两个口径一致，同轴相对的喷嘴，分别装于水气混合室上下面中部，喷氯嘴在混合室的侧面中部和喷污水嘴，扩散嘴成90°，三喷嘴相邻，距离相等。在混合室外还有一个小室，喷氯嘴后部在此室内。在此室外壁上有一个控制手轮，调节此轮，可控制空气进入供氯管内的量，使空气和氯气先在供氯管内预混合。在扩散管内（后部）有一高效螺旋切割混合器。该混合器是由多个正向或反向螺旋元件所组成，在供氯系统的电磁阀处和供水系统的水泵处装有一个自动控制器，使污水喷射和氯喷射同步。

本发明有如下附图：

图中1为污水吸水管，2为污水泵，3为污水上水管，4为混合管，5为支架，6为扩散管，7为喉管，8为喷射管，9为外壳，10为控制器，11为电磁阀，12为氯和空气混合管，13为传动齿轮，14为控制手轮，17为氯气管，16为氯钢瓶，15为螺旋切割器，18为污水液面信号线，19为污水液面控制接点，20为污水井。

当污水由污水泵2抽提时，污水经管道流至污水喷射管8喷出并直接喷入扩散管6的喷嘴内。由于污水喷射管嘴和污水上水管相比口径很小，故污水由喷射管喷出时速度很大。又由于水气混合室系一密封室，故污水由喷射管喷出至扩散管过程中，液体的高速流动使密封室内形成负压，此负压使氯和空气的混合气由混合管口高速喷出。因为污水泵和电磁阀11为同一自动控制器10所控制，故供水和供氯同步，保证了喷水时有氯喷出。氯和空气的混合气被带至扩散管后，由于二者速度均很快，故在扩散管内，污水和氯（氯和空气混合气）即形成气液两相流体处于高度紊流状态，从而进行能量交换与强制接触。处于这样状态的污水随即进入螺旋切割器15切割混合。前面说过，螺旋切割器是由多个正向或反向螺旋元件组成的，当污水流经一个正向或反向螺旋元件时，就受到一次分割，并被迫沿着螺旋元件表面与管道内壁所形成的通道前进，进行强制混合，分割次数S＝2ⁿ次，S为污水被分割的次数，n为管道内混合器元件数，n随污水被切割的层厚δ≤Q或τ而变动。Q为细菌直径，一般为1微米，τ为病毒直径，一般为0.01微米。这样，暴露在水体中的细菌在第一次强制接触又再一次强制接触，使在第一次未杀死的细菌，在再次强制接触中杀死，因而提高了消毒质量。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1.能准确可靠的消毒，消毒时间比传统法大为缩短，仅为传统法的1/100，传统法一般为1～1.5小时，而本法仅为30秒至1分。

2.能较精确地控制给氯量，减少水体中因氯余剩过多而造成二次污染，本工艺的余氯量在5mg/l以下，低于国家规定标准。

3.能大大缩小土建工程，可节约基建投资30～60%。

4.管理维修方便，运行管理费用低，有显著经济效益。

实施例：

某医院日排污水量为320吨，细菌总数在1ml内难于计数，总大肠杆菌数＞16000个/l;

根据上述条件;装置设计按附图，参数取：污水管内径：D₁＝100mm，污水喷射嘴内径D₂＝30mm，投氯（氯和空气混合气）喷射嘴内径D₃＝30mm，扩散管嘴内径D₄＝30mm，螺旋切割混合器内径D₅＝100mm，螺旋切割单元数n＝36（正反各18个螺旋元件）投氯量1.77升/100T，污水吸入空气量：10m³/小时，1分钟处理后，检测结果：

细菌总数：7个/ml，大肠总数：＜90个/l，消毒杀菌效果99.4%。

余氯量：5mg/l;

出水水质完全符合国家排放标准。

Claims (5)

1、喷射气氯快速消毒工艺及装置，其特征在于污水和气氯投入混合室都是用喷射管高速喷射，水气混合室是一密闭室，污水喷射管和扩散管嘴是大小一致，同轴对嘴，喷射管置于室上壁中部，扩散管嘴置于室下壁中部，喷氯、喷水扩散三喷射管同置于混合室内，在扩散管内后部有一螺旋切割混合器。

2、按权利要求1所述的喷射气氯快速消毒工艺装置，其特征在于，在水气混合室内，喷氯管装在室的侧面中部和喷水管及扩散管成90°。

3、按权利要求1或2所述的喷射气氯快速消毒工艺装置，其特征在于喷氯管后连结有一个进空气的控制手轮，喷氯管所喷出气体为氯和空气的混合气。

4、按权利要求1、2、3所述的喷射气氯快速消毒工艺装置，其特征在于扩散管后部装有一由多个正向或反向螺旋所组成的螺旋切割混合器，正反螺旋个数n由公式S＝2ⁿ确定。

5、按权利要求1、3所述的喷射气氯快速消毒工艺装置，其特征在于供氯系统有一电磁阀，此电磁阀和供水系统上的污水泵有一自动控制器以控制喷污水和喷氯气同步。