CN107473440A - 一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，本装置包括壳体，壳体整体可为圆柱形或矩形，其内部包括平板液体分布器，填料区、环型曝气管、气浮区、臭氧氧化区以及溢流区，其中填料区所使用的填料为强抗氧化的合成规整填料；臭氧气浮过后的废水经进水口进入平板液体分布器进行布水，臭氧气体由柱体下方的环形曝气管上所等距分布的曝气头进行均匀曝气，气液两相采用逆流式进入，并在柱体内部填料区进行充分反应。处理过的废水经由溢流区至出水口排出，残余气体可通过臭氧破坏装置破坏。本发明可以有效的克服臭氧气浮工艺中气液混合不均匀，反应不充分的缺点，即可以保证废水的处理效果，又可提高臭氧的利用率，降低能耗。

Description

一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置
技术领域
本发明属于污水深度处理技术领域，特别涉及一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置。
背景技术
随着水资源的缺乏，水处理技术的不断进步，污水排放标准越来越严格，水处理不得不进一步的进行深度处理。
气浮处理法是一种应用广泛的污水固液分离技术，其主要原理是取部分处理过的污水，与干燥过的空气共同通过气液混合泵产生微气泡，进入污水处理气浮区。水中经过絮凝的污染物、悬浮颗粒物通过粘附在微气泡上，随微气泡一起浮上水面，再通过排渣系统排出，达到污水净化的目的。
臭氧作为仅次于F的强氧化性物质，可氧化污水中大部分有机物，尤其是印染废水中的发色基团的偶氮类有机物。所以目前的污水处理将臭氧氧化作为一种污水深度处理工艺，不仅用来对城市污水的二级出水进行杀菌消毒，也多用于印染、制药、橡胶等业污水处理中。
臭氧气浮作为一种高效去除色度、有机物污水深度处理工艺，不光在城市污水中应用，在印染、石油、制药行业也越来越多的被使用。臭氧气浮工艺是利用臭氧替代传统气浮工艺中的空气作为产生微气泡的气源，臭氧微气泡可带走污水里的悬浮污染物，同时，具有强氧化性的臭氧又可与污水中的污染物进行反应，改变污水中污染物的性质。
传统的臭氧气浮污水在气浮过后，多由气浮区的污水收集装置收集，通过法兰连接的进水管直接进到臭氧氧化区，气体则通过曝气盘曝气，这样会导致进水分布不均匀，气液两相也无法完全混合，从而导致臭氧气体不能充分利用，未溶解的臭氧气体则会排出，必须经过臭氧破坏装置进行破坏，这样不仅造成臭氧气体的浪费，也会增加不必要的能耗损失。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，利用液体布水器、规整填料和臭氧氧化优化结合的工艺使臭氧气体和污水充分反应，在使处理水质达到回用要求的前提下，提高臭氧的利用率。该装置对解决传统臭氧气浮中臭氧利用率低，布水不均匀具有重要的意义，实现了臭氧气体在臭氧气浮工艺中的多级利用，降低能耗，保证出水水质可达到回用水质的要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，包括壳体1，壳体1中设置有与其共底的内筒3，内筒3的高度小于壳体1，内筒3的顶部敞口，待处理污水以及溶气水均从内筒3的底部进入，在壳体1的底部布置带曝气头10的环形曝气管9，环形曝气管9在内筒3外，在壳体1内，顶部为排渣区，上部为气浮分离区2，下部为臭氧氧化区13，其特征在于，所述臭氧氧化区13布置有填料区8，填料区8上方有出水口6，所述气浮分离区2与臭氧氧化区13之间以抗氧化性的水平隔板隔开，气浮分离区2的出水经进水管4进入设置在所述水平隔板下方的平板液体分布器5进行布水进入臭氧氧化区13，与曝气头10的臭氧逆流式混合，在填料区8实现气液均匀混合并进行充分反应，反应后的出水通过出水管6进入清水箱7。
本发明气液两相反应采用逆流式混合反应，逆流式操作具有传质平均推动力大、速率快、吸收及利用效率高的特点，故而可增大气液两相接触面积，提高臭氧气体的利用率。即，废水和臭氧逆流进入臭氧氧化区13，并在填料区8进行充分反应。
所述待处理污水通过进水提升泵22进入管式静态混合器21，与加药桶18的混凝剂混合，管式静态混合器21的出口接内筒3底部的污水进水口；所述溶气水由气液混合泵20产生，所述气液混合泵20的气体管路连接臭氧发生器14，臭氧发生器14的空气进气口12依次连接吸附干燥机15和冷冻干燥机16，气液混合泵20的液体管路连接所述清水箱7的一个出水口，清水与臭氧气体进入气液混合泵20混合，产生溶气水，气液混合泵20的溶气水出口连接溶气罐19，溶气罐19连接设置在内筒3底部的用以产生产生微气泡的微孔曝气头。
所述清水箱7中设有浮球装置，当液面达到一定液位由出水口排出到回用水桶，下方设有清水管，连接气液混合泵20。
所述臭氧发生器14与环形曝气管9连接，为其提供曝气用的臭氧。环形曝气管9能耗低，曝气均匀，可以有效解决使用曝气盘所导致的曝气不均匀问题。
所述排渣区连接有排渣管23，浮渣由排渣管23排出，在气浮分离区2和臭氧氧化区13的上方均设有集气口，多余的臭氧气体通过集气口进入臭氧破坏装置17，防止臭氧气体污染。
所述进水管4先穿出壳体1外，再穿入壳体1内与下方的平板液体分布器5连接，在壳体1外的管体中设置电磁阀24。
所述平板液体分布器5为平板状，其上设有等距且孔径大小相同的出水口，保证布水均匀，防止壁流效应发生。
所述平板液体分布器5上的出水口为圆形，孔径为1cm，各出水口间距与孔径相同。
所述填料区8采用抗氧化腐蚀的合成填料，以增大气液两相接触面积，提高臭氧利用率，实现多级臭氧气浮工艺。其中，在壳体1内壁与内筒3外壁之间设置承托板11，所述填料设置在承托板11上。
所述内筒3穿过填料区8、平板液体分布器5和所述水平隔板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、解决了臭氧气浮臭氧氧化区布水不均匀的问题。
2、提高臭氧利用率。
3、降低能耗。
4、提高污水中有机物、色度的去除率。
因此，与以往传统的臭氧气浮相比，本发明解决了臭氧利用率低的问题，同时易于自动化操作，处理效果稳定。在污水深度处理领域有着重要的意义。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明进一步的详细描述。
一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，如图1所示，该装置包括壳体1，壳体1整体可为圆柱形或矩形，其内部包括平板液体分布器，填料区、环型曝气管、气浮区、臭氧氧化区以及溢流区等，其中填料区所使用的填料为强抗氧化的合成规整填料。臭氧氧化区13布置有填料区8，气浮分离区2与臭氧氧化区13之间以抗氧化性的水平隔板隔开，内筒3在壳体1中，依次穿过填料区8、平板液体分布器5和水平隔板。臭氧气浮过后的废水经进水管14进入平板液体分布器5进行布水，臭氧气体由下方的环形曝气管9上所等距分布的曝气头10进行均匀曝气，气液两相采用逆流式进入，并在填料区8进行充分反应。处理过的废水经由溢流区至出水口排出，残余气体可通过臭氧破坏装置破坏。本发明可以有效的克服臭氧气浮工艺中气液混合不均匀，反应不充分的缺点，即可以保证废水的处理效果，又可提高臭氧的利用率，降低能耗。
具体地，污水通过进水提升泵22进入管式静态混合器21，与加药桶18的混凝剂混合，管式静态混合器21的出口接内筒3底部的污水进水口。空气依次通过冷冻干燥机16和吸附干燥机15进入臭氧发生器14的空气进气口12，其中冷冻干燥机16主要是降低空气中的温度，析出空气中的水分，吸附干燥机15里面含有活性氧化铝，可进一步压缩空气中的水分，以保证进入臭氧发生器14的空气源为干燥状态；空气源通过臭氧发生器14产生臭氧，通过气路管道进入气液混合泵20，在清水箱7底部设置一端出水口也连接气液混合泵20，清水与臭氧气体进入气液混合泵20混合，产生溶气水，进入溶气罐19，通过内筒3底部的微孔曝气头产生微气泡，与污水混合进入气浮分离区2进行气浮固液分离过程。浮渣由上方的排渣管23排出，出水通过臭氧氧化区进水管4进入平板液体分布器5，进行布水；气浮分离区2与臭氧氧化区13由抗氧化性的水平隔板隔开，平板液体分布器5位于该水平隔板的下方。气浮分离区2的出水经由平板液体分布器5进入臭氧氧化区13，与臭氧发生器14产生的臭氧逆流式进入到规整的填料区8，在填料区8实现气液均匀混合，完全反应。出水通过填料区8上方的出水管6进入到清水箱7；清水箱里设有浮球装置，当液面达到一定液位由出水口排出到回用水桶，下方设有清水管，连接气液混合泵20；气浮分离区2和臭氧氧化区13上方均设有集气口，多余的臭氧气体通过集气口进入到臭氧破坏装置17，防止臭氧气体污染。
利用上述装置进行污水深度处理的流程如下：
1、水处理正常进行时，污水通过进水提升泵22，混凝剂通过连接加药桶18的加药泵，两者混合进入管式静态混合器21，水流通过管式静态混合器21中的产生分流、交叉混合和反向旋流三个作用，可以瞬间完全混合，混合效率95％，所以该段水力停留时间为20秒，以达到去除污水中的污染物混凝或破乳，出水通过进水管道进入内筒3。
2、干燥过后的空气进入臭氧发生器14，产生臭氧进入气液混合泵20，溶气比为1:10，溶气水通过溶气罐19进行加压，通过溶气水管道进入内筒3中的微孔曝气头，产生微气泡与管式静态混合器21的出水混合，进入气浮分离区2进行气浮分离处理，进行固液分离，固体浮渣浮与液面，进水水位通过时间继电器控制，上升时通过浮渣区上方的排渣管23排出，同时臭氧微气泡也会和污水中的有机物进行反应，多余臭氧气体通过液面上方的集气口排出到臭氧破坏装置17，防治臭氧气体污染。
3、气浮分离区2出水通过进水管4进入臭氧氧化区13上方的平板液体分布器5，通过液体分布器5上所分布的小孔进行布水。平板液体分布器5内小孔直径设置为1cm，目的是使进水布水均匀，防治进水产生壁流效应所导致的气液反应不充分。
4、通过平板液体分布器5的进水进入臭氧氧化区13中的填料区8，臭氧发生装置14所产生的臭氧通过气管进入承托板11下方的环形曝气管9，通过环形曝气管9与其上均匀排列的曝气头10进行均匀曝气。臭氧气体和气浮处理过的污水逆流式进入填料区8，于填料表面均匀混合，充分反应，对气浮分离区出水的二次深度处理，从而保证出水色度、有机物、以及异味的去除，多余臭氧气体通过液面上方的集气口排出到臭氧破坏装置17，防治臭氧气体污染。
5、填料区8采用强抗氧化的合成板式规整填料，由薄板片冲压折叠和组装而成，通过曲折而不断改变方向的板片，促进液相的分散-聚合-再分散循环，保证与污水与臭氧气体的良好接触，规整填料的比表面积为300m2/m3。与迄今在比表面上可相比拟的填料相比，它的负荷能力提高26％，压力损耗降低33％。
6、经过臭氧氧化区13深度处理，出水由填料区8上方的出水管6进入清水箱7，清水箱上配有浮球装置，下部设有清水管，清水管连接气液混合泵20，进入溶气罐19，产生气浮区的溶气水，其中溶气罐工作压力为0.4MPa。另一部分通过上方清水管排出到回用水桶。
7、臭氧气浮排渣系统头臭氧氧化区进水管4上的电磁阀24控制时间，电磁阀连接控电柜的时间继电器，其中液位上升时间为4min，液位上升到排渣区，可是液面表面的浮渣通过排渣管23排出，时间为1min，之后3min降液位。
综上，通过合理的实施与布置，可实现臭氧气浮中臭氧气体多级利用，提高臭氧的利用率，降低能耗。

Claims (10)

1.一种提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，包括壳体(1)，壳体(1)中设置有与其共底的内筒(3)，内筒(3)的高度小于壳体(1)，内筒(3)的顶部敞口，待处理污水以及溶气水均从内筒(3)的底部进入，在壳体(1)的底部布置带曝气头(10)的环形曝气管(9)，环形曝气管(9)在内筒(3)外，在壳体(1)内，顶部为排渣区，上部为气浮分离区(2)，下部为臭氧氧化区(13)，其特征在于，所述臭氧氧化区(13)布置有填料区(8)，填料区(8)上方有出水口(6)，所述气浮分离区(2)与臭氧氧化区(13)之间以抗氧化性的水平隔板隔开，气浮分离区(2)的出水经进水管(4)进入设置在所述水平隔板下方的平板液体分布器(5)进行布水进入臭氧氧化区(13)，与曝气头(10)的臭氧逆流式混合，在填料区(8)实现气液均匀混合并进行充分反应，反应后的出水通过出水管(6)进入清水箱(7)。
2.根据权利要求1所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述待处理污水通过进水提升泵(22)进入管式静态混合器(21)，与加药桶(18)的混凝剂混合，管式静态混合器(21)的出口接内筒(3)底部的污水进水口；所述溶气水由气液混合泵(20)产生，所述气液混合泵(20)的气体管路连接臭氧发生器(14)，臭氧发生器(14)的空气进气口(12)依次连接吸附干燥机(15)和冷冻干燥机(16)，气液混合泵(20)的液体管路连接所述清水箱(7)的一个出水口，清水与臭氧气体进入气液混合泵(20)混合，产生溶气水，气液混合泵(20)的溶气水出口连接溶气罐(19)，溶气罐(19)连接设置在内筒(3)底部的用以产生产生微气泡的微孔曝气头。
3.根据权利要求2所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述清水箱(7)中设有浮球装置，当液面达到一定液位由出水口排出到回用水桶，下方设有清水管，连接气液混合泵(20)。
4.根据权利要求2所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述臭氧发生器(14)与环形曝气管(9)连接，为其提供曝气用的臭氧。
5.根据权利要求1所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述排渣区连接有排渣管(23)，浮渣由排渣管(23)排出，在气浮分离区(2)和臭氧氧化区(13)的上方均设有集气口，多余的臭氧气体通过集气口进入臭氧破坏装置(17)，防止臭氧气体污染。
6.根据权利要求1所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述进水管(4)先穿出壳体(1)外，再穿入壳体(1)内与下方的平板液体分布器(5)连接，在壳体(1)外的管体中设置电磁阀(24)。
7.根据权利要求1所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述平板液体分布器(5)为平板状，其上设有等距且孔径大小相同的出水口，保证布水均匀，防止壁流效应发生。
8.根据权利要求7所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述平板液体分布器(5)上的出水口为圆形，孔径为1cm，各出水口间距与孔径相同。
9.根据权利要求1所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述填料区(8)采用抗氧化腐蚀的合成填料，以增大气液两相接触面积，提高臭氧利用率，其中，在壳体(1)内壁与内筒(3)外壁之间设置承托板(11)，所述填料设置在承托板(11)上。
10.根据权利要求1所述提高多级臭氧气浮工艺中臭氧利用率的装置，其特征在于，所述内筒(3)穿过填料区(8)、平板液体分布器(5)和所述水平隔板。
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