CN110156143A - 一种uv光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，包括臭氧发生器、微气泡发生器、进水泵、紫外线灯和微气泡臭氧化反应器，所述臭氧发生器的出口与微气泡发生器相连通，进水泵的进水口与废水相连通，进水泵的出水口与微气泡发生器相连通，微气泡发生器的出水/气口与微气泡臭氧化反应器的底部相连通，微气泡臭氧化反应器的顶端设置有排气管，紫外线灯安装在微气泡臭氧化反应器内。本发明发挥臭氧微气泡技术优势，强化臭氧传质，提高臭氧利用率，利用微气泡类催化效应和紫外线灯照射光催化效应增强氧化能力，提高难降解有机污染物去除效率，显著改善废水可生化性，降低废水生物毒性，且臭氧尾气浓度接近于零，无需处理臭氧尾气。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体是一种UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统。
背景技术
工业废水(如化工、制药、印染等)中存在大量难降解有机污染物，经过传统生化工艺处理后，难降解有机污染物仍然残留于生化尾水中，造成工业废水生化尾水达不到排放标准，同时生态毒性较高，对水环境造成严重危害。因此，对工业废水进行有效深度处理是目前工业废水处理面临的普遍和关键问题。
臭氧化处理技术在工业废水深度处理中应用较为普遍。然而，臭氧在水中溶解度较低，臭氧自身氧化能力较弱且具有选择性，尽管采用催化臭氧化等高级氧化技术可以提高臭氧处理氧化能力，但传统臭氧化处理技术仍然普遍存在气液传质速率慢、氧化能力不足、臭氧利用效率低、需对臭氧尾气进行处理等问题。因此，提高臭氧利用效率和氧化能力是臭氧化废水深度处理技术的关键问题
发明内容
本发明的目的在于提供一种UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，包括臭氧发生器、微气泡发生器、进水泵、紫外线灯和微气泡臭氧化反应器，所述臭氧发生器的进口与氧气瓶的出口相连通，臭氧发生器的出口与微气泡发生器相连通，进水泵的进水口与废水相连通，进水泵的出水口与微气泡发生器相连通，微气泡发生器的出水/气口与微气泡臭氧化反应器的底部相连通并且微气泡臭氧化反应器采用密闭结构，微气泡臭氧化反应器的顶端设置有排气管，紫外线灯安装在微气泡臭氧化反应器内。
作为本发明进一步的方案：臭氧发生器采用制氧机，微气泡臭氧化反应器上还设置有排气管。
作为本发明进一步的方案：紫外线灯外部套有石英管套。
作为本发明进一步的方案：微气泡发生器采用OHR气液混合管发生器。
所述UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统的工作流程，具体步骤如下：
步骤一，氧气瓶将氧气输送至臭氧发生器，臭氧发生器以氧气为气源产生臭氧气体，臭氧气体进入微气泡发生器产生臭氧微气泡；
步骤二，废水通过进水泵进入微气泡发生器，臭氧微气泡与废水混合后从底部进入微气泡臭氧化反应器；
步骤三，臭氧微气泡在微气泡臭氧化反应器内与废水混合接触，进行臭氧气液传质和直接氧化反应，同时通过臭氧微气泡类催化效应和紫外线灯照射的光催化效应产生羟基自由基，强化去除难降解有机污染物，UV光催化/微气泡臭氧化反应充分进行后，剩余气体由微气泡臭氧化反应器顶部的排气管排出，剩余气体均为氧气，导入好氧曝气池充氧，处理后废水由微气泡臭氧化反应器溢流堰溢流出水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明充分发挥臭氧微气泡技术优势，强化臭氧传质，提高臭氧利用率，并利用微气泡类催化效应和紫外线灯照射光催化效应增强氧化能力，从而提高难降解有机污染物去除效率，显著改善废水可生化性，降低废水生物毒性，且臭氧尾气浓度接近于零，无需处理臭氧尾气；本产品对废水进行深度处理后，可实现其安全达标排放，并且具有高效低耗的优点。
附图说明
图1为UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统的结构示意图。
其中：1-臭氧发生器，2-微气泡发生器，3-进水泵，4-紫外线灯，5-微气泡臭氧化反应器，6-氧气瓶，7-排气管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，包括臭氧发生器1、微气泡发生器2、进水泵3、紫外线灯4和微气泡臭氧化反应器5，所述臭氧发生器1的进口与氧气瓶6的出口相连通，臭氧发生器1的出口与微气泡发生器2相连通，进水泵3的进水口与废水相连通，进水泵3的出水口与微气泡发生器2相连通，微气泡发生器2的出水口与微气泡臭氧化反应器5的底部相连通并且微气泡臭氧化反应器5采用密闭结构，微气泡臭氧化反应器5的顶端设置有排气管，紫外线灯4安装在微气泡臭氧化反应器5内。臭氧发生器1采用制氧机，为市售设备，可根据处理废水水量、水质和处理要求确定臭氧产生量和臭氧投加量。微气泡臭氧化反应器5上还设置有排气管7。紫外线灯4外部套有石英管套。微气泡发生器2采用OHR气液混合管发生器，该产品具有寿命长、免维护、性能稳定、适宜大规模应用等优点，微气泡发生器2控制气水体积比率为10％-20％，OHR气液混合管前压力大于0.3MPa，可以稳定产生直径小于50μm的微气泡。氧气瓶6也可以替换为制氧机。
所述UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统的工作流程，具体步骤如下：
步骤一，氧气瓶将氧气输送至臭氧发生器，臭氧发生器以氧气为气源产生臭氧气体，臭氧气体进入微气泡发生器产生臭氧微气泡；
步骤二，废水通过进水泵进入微气泡发生器，臭氧微气泡与废水混合后从底部进入微气泡臭氧化反应器；
步骤三，臭氧微气泡在微气泡臭氧化反应器内与废水混合接触，进行臭氧气液传质和直接氧化反应，同时通过臭氧微气泡类催化效应和紫外线灯照射的光催化效应产生羟基自由基，强化去除难降解有机污染物，UV光催化/微气泡臭氧化反应充分进行后，剩余气体由微气泡臭氧化反应器顶部的排气管排出，剩余气体均为氧气，导入好氧曝气池充氧，处理后废水由微气泡臭氧化反应器溢流堰溢流出水，由于微气泡臭氧气液传质速率快，同时臭氧微气泡类催化效应和紫外线灯照射的光催化效应使得臭氧分解速率和反应速率极快，因此臭氧利用率接近100％，出水中溶解臭氧浓度和尾气臭氧浓度均接近0，无需臭氧尾气处理。
臭氧微气泡是直径小于50μm的微小臭氧气泡，臭氧微气泡可以大幅提高臭氧气液传质速率和效率，克服臭氧化反应的传质瓶颈；同时臭氧微气泡在液相中具有类催化效应，可以通过臭氧微气泡收缩和破裂过程产生羟基自由基(·OH)，从而增强臭氧化能力，可见微气泡臭氧化技术能够强化臭氧传质，提高臭氧利用率，并通过类催化效应促进·OH产生，显著改善臭氧化处理效果。紫外线灯4的照射具有光催化效应，能够促进臭氧分解产生·OH，同时能够将微气泡中的氧气转化为臭氧，进一步增强臭氧氧化能力，强化去除废水中难降解有机污染物。将紫外线灯4照射与臭氧微气泡技术相结合，研发紫外线灯4强化微气泡臭氧化技术，对难降解工业废水进行深度处理，能够高效去除难降解有机污染物，显著改善废水可生化性，降低废水生物毒性。和传统催化臭氧化技术相比，紫外线灯强化微气泡臭氧化技术是一种新型的高级氧化技术，该技术利用了臭氧微气泡技术的优势，充分发挥臭氧微气泡类催化效应、强化臭氧传质效应和紫外线灯4照射光催化效应的协同作用，具有更强的氧化能力、更高的处理效率和臭氧利用率以及更低的处理成本，因此在工业废水深度处理中具有显著的应用优势。
紫外线灯4的安装位置、方式和数量依据废水水质、处理要求和微气泡臭氧化反应器5的尺寸设计。微气泡臭氧化反应器5为密闭容器，设置有出水溢流堰和顶部排气管，处理时间根据废水水质确定，一般为0.5-1h，以保证微气泡臭氧作用的充分发挥，微气泡臭氧化反应器5内部做防腐处理。紫外线灯4的灯管寿命应大于10000h，单只紫外线灯4的灯管服务面积约为0.2-0.4m3，紫外线灯4的灯管功率根据服务面积和处理要求确定。微气泡臭氧化反应器5处理出水的BOD/COD值约为0.3～0.5，生物毒性基本消除，溶解氧浓度可达20mg/L以上。
采用该系统处理某印染企业污水处理站生化处理出水，COD浓度约为120～150mg/L，BOD/COD约为0.04，可生化性极差。经UV光催化/微气泡臭氧化处理后，出水平均COD浓度降至50mg/L以下，脱色率达到98％以上。处理最终出水水质可以达到排放标准要求，且BOD/COD提高至0.41，废水发光细菌抑制率由85.6％(高毒)降至-0.8％(无毒)，消除废水生态毒性；总体臭氧利用率在99％以上，出水溶解氧浓度高于20mg/L，最终实现废水安全达标排放。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，其特征在于，包括臭氧发生器、微气泡发生器、进水泵、紫外线灯和微气泡臭氧化反应器，所述臭氧发生器的进口与氧气瓶的出口相连通，臭氧发生器的出口与微气泡发生器相连通，进水泵的进水口与废水相连通，进水泵的出水口与微气泡发生器相连通，微气泡发生器的出水/气口与微气泡臭氧化反应器的底部相连通并且微气泡臭氧化反应器采用密闭结构，微气泡臭氧化反应器的顶端设置有排气管，紫外线灯安装在微气泡臭氧化反应器内。
2.根据权利要求1所述的UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，其特征在于，所述臭氧发生器采用制氧机，微气泡臭氧化反应器上还设置有排气管。
3.根据权利要求1所述的UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，其特征在于，所述紫外线灯外部套有石英管套。
4.根据权利要求1所述的UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，其特征在于，所述微气泡发生器采用OHR气液混合管发生器。
5.一种如权利要求1-4任一所述的UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统的工作流程，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，氧气瓶将氧气输送至臭氧发生器，臭氧发生器以氧气为气源产生臭氧气体，臭氧气体进入微气泡发生器产生臭氧微气泡；
步骤二，废水通过进水泵进入微气泡发生器，臭氧微气泡与废水混合后从底部进入微气泡臭氧化反应器；
步骤三，臭氧微气泡在微气泡臭氧化反应器内与废水混合接触，进行臭氧气液传质和直接氧化反应，同时通过臭氧微气泡类催化效应和紫外线灯照射的光催化效应产生羟基自由基，UV光催化/微气泡臭氧化反应充分进行后，剩余气体由微气泡臭氧化反应器顶部的排气管排出并且导入好氧曝气池充氧，处理后废水由微气泡臭氧化反应器溢流堰溢流出水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190823 |