CN110734124A - 一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，包括：箱体、污水循环单元和臭氧循环单元。所述箱体的一侧为进料侧，另一侧为出料侧，在箱体内部设有污水槽，在污水槽上方设有催化单元。污水循环单元，所述污水循环单元包括多个循环组件，多个所述循环组件能分别在污水槽的不同区域内采集污水，并在相应采集区域的上方进行喷淋。所述臭氧循环单元包括文丘里射流器和循环管道，所述文丘里射流器设置在箱体的进料侧，文丘里射流器的进料口与气泵相连，出料口与污水槽相连，吸入口通过循环管道与箱体的顶部相连。本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，能够提升臭氧的利用率和污水的净化效果。

Description

一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法

技术领域

本发明创造属于污水处理设备领域，尤其是涉及一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法。

背景技术

随着水污染事件的频发爆发，人们对污水处理工作越来越重视，由于臭氧具有很强的氧化性能，能氧化污水中的多种污染物，因此臭氧催化氧化技术在水处理领域备受关注。在利用臭氧进行污水催化氧化时，臭氧与催化剂的接触能够产生大量的高氧化性自由基，利用氧化自由基能使水中的有机污染物被氧化分解，最终实现净水的目的。

但是，由于臭氧在水中的溶解度较低，注入废水中的臭氧会快速的向环境中逸散，因此现有装置中臭氧与污水的混合效果较差，注入装置中的臭氧无法得到有效的利用。装置中残留的臭氧会随净化后的污水排向外界，从而对外界环境造成污染。此外，当臭氧利用率较低时，污水的净化效果就会变差，污水中的COD去除率只有20%左右，因此无法有效的降低污水中的污染物含量。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，以实现提升臭氧利用率的目的。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一方面的，本发明创造提供一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，包括：

箱体，所述箱体的一侧为进料侧，另一侧为出料侧，在箱体内部设有用于容纳污水的污水槽，在污水槽上方设有催化单元；

臭氧循环单元，所述臭氧循环单元能利用外界空气实现臭氧的强制循环，并使箱体内部的臭氧浓度沿进料侧至出料侧逐渐降低，臭氧循环单元包括文丘里射流器和循环管道，所述文丘里射流器设置在箱体的进料侧，文丘里射流器的进料口通过气泵与外界环境相连，出料口与污水槽相连，吸入口通过循环管道与箱体的顶部相连；

污水循环单元，所述污水循环单元包括多个循环组件，多个所述循环组件分别在污水槽的不同区域内采集污水，并根据污染物浓度在相应臭氧浓度区域的上方进行喷淋，以尽可能与所述臭氧浓度相适应；所述循环组件包括：喷淋机构、循环泵和吸液管，所述喷淋机构设置在箱体内部，且位于催化单元上方，所述循环泵设置在箱体外部，循环泵的进液口通过吸液管与污水槽相连，出液口与喷淋机构相连。

进一步的，所述污水循环单元包括：

第一循环组件，所述第一循环组件用于循环高污染物浓度的污水，第一循环组件的吸液管管口位于污水槽的进料侧下层区域内；

第二循环组件，所述第二循环组件用于循环中污染物浓度的污水，第二循环组件的吸液管管口位于污水槽的中部中层区域内；

第三循环组件，所述第三循环组件用于循环低污染物浓度的污水，第三循环组件的吸液管管口位于污水槽的出料侧上层区域内。

进一步的，所述循环组件的喷淋密度与循环污水的污染物浓度呈正比。

进一步的，所述喷淋机构包括喷淋管，所述喷淋管与循环泵的出液口相连，在喷淋管上设有多个喷淋头。

进一步的，所述催化单元包括第一催化层，所述第一催化层包括镂空框笼，所述镂空框笼置于污水槽内部，且镂空框笼通过支架与箱体内壁相连，在镂空框笼内部设有催化填料。

进一步的，所述镂空框笼包括支撑框架，在支撑框架的顶部和底部均设有筛板，支撑框架的四周焊接有挡板。

进一步的，所述催化单元包括第二催化层，所述第二催化层设置在第一催化层上方，且通过支架与箱体内壁相连；所述第二催化层包括拉西环填料、鲍尔环填料或多面空心球填料中的一种或几种。

进一步的，所述催化单元包括第三催化层，所述第三催化层设置在第一催化层下方，包括紫外灯和超声波探头，所述紫外灯和超声波探头交替布置。

进一步的，所述箱体内部设有堰流组件，所述堰流组件包括出水堰和出水管，所述出水堰设置箱体的出料侧，且位于第一催化层和第二催化层之间，在所述出水堰上设有容纳槽，所述出水管的一端与容纳槽相连通，另一端与箱体外部相连。

另一方面的，本发明创造还包括一种高效的臭氧催化氧化水处理系统控制方法，用于控制上述水处理系统，所述控制方法包括如下步骤：

步骤一、根据待处理污水的污染物浓度计算相适应的臭氧量，根据计算数值向箱体内部注入臭氧和待处理污水，进行催化氧化反应；

步骤二、反应开始后，连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率小于预设阈值时，提高气泵的输出功率，从而提升箱体内部的臭氧循环速度；

步骤三、再次连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率再次小于预设阈值时，降低循环泵的输出功率，从而降低污水的循环速度。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法具有以下优势：

（1）本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，能在箱体内部同步进行污水循环和臭氧循环，通过污水循环能够提升污水与臭氧的接触几率，提升本系统对污水的净化效果，通过臭氧循环能够提升臭氧的利用率，降低装置中残留的臭氧含量。

（2）本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，能根据箱体内部臭氧的分布浓度对不同污染物浓度的污水进行喷淋，使高浓度的污水与高浓度的臭氧相接触，低浓度的污水与低浓度的臭氧相接触，从而提升臭氧对污水的净化效果和臭氧的利用率。

（3）本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，其催化单元分为三层，其中第一催化层设置在污水槽内部，能够对污水内部的臭氧进行催化，提升臭氧的氧化效率；第二催化层设置在第一催化层上方，能够对液面上方的臭氧进行催化，提升喷淋污水的净化效率；第三催化层设置在第一催化层下方，能通过紫外灯和超声波探头提升臭氧的催化氧化的效率。

（4）本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，在箱体内部设有堰流组件，通过堰流组件能在箱体的出料侧收集净化后的污水，并将污水排向箱体外部。此外，设置堰流组件还能对污水槽中的污水容量进行限制，当污水的液面高度高于出水堰高度时，多余的污水能通过出水管排向箱体外部，避免本系统在工作时发生事故。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的水处理系统的结构示意图；

图2为本发明创造实施例所述的水处理系统的剖切内视图；

图3为本发明创造实施例所述的循环组件的结构示意图；

图4为本发明创造实施例所述的水处理系统沿第三催化层所在平面的剖视图

图5为本发明创造实施例所述的第一催化层的剖视图。

附图标记说明：

1-箱体；11-污水槽；21-第一循环组件；211-循环泵；212-吸液管；213-喷淋管；214-喷头；22-第二循环组件；23-第三循环组件；31-文丘里射流器；32-循环管道；33-气泵；4-第一催化层；41-支撑框架；42-筛板；43-挡板；44-催化填料；5-第二催化层；61-紫外灯；62-超声波探头；71-出水堰；711-容纳槽；72-出水管；8-尾气处理装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，其结构可由图1和图2进行示意，如图所示，水处理系统包括：箱体1、污水循环单元和臭氧循环单元。

所述箱体1用于进行污水的臭氧催化氧化过程，箱体1的一侧为进料侧，另一侧为出料侧，在进料侧向箱体1内部输送待处理的污水和参与反应的臭氧，并在出料侧将净化后的污水导出箱体1。在箱体1的内部设有用于容纳污水的污水槽11，在所述污水槽11的上方设有催化单元，通过催化单元能够提升臭氧释放氧化自由基的速度，提升净化过程的工作效率。

由于臭氧在水中的溶解度较低，随污水一同进入装置中的臭氧会快速的向环境中逸散，因此现有装置中不能使臭氧和污水进行有效的混合，在进行净化工作时，装置内的臭氧利用率很低，无法使污水获得有效的净化。此外，残留在装置中的臭氧会对催化氧化过程产生反作用，降低催化氧化的效率，并且还可能随液体的流出而排向外界，从而对外界环境造成污染。

为提升臭氧的利用率，改善污水的净化效果，本实施例中设有污水循环单元和臭氧循环单元，利用上述两单元能使污水和臭氧在箱体1内部进行循环，从而提升臭氧与污水的混合效果和装置内臭氧的利用率。

所述臭氧循环单元能利用外界空气实现臭氧的强制循环，并使箱体1内部的臭氧浓度沿进料侧至出料侧逐渐降低，具体的臭氧循环单元包括文丘里射流器31和循环管道32，所述文丘里射流器31设置在箱体1的进料侧，文丘里射流器31的进料口通过气泵33与外界环境相连，出料口与污水槽11相连，吸入口通过循环管道32与箱体1的顶部相连。

通过设置臭氧循环单元能使箱体1内部未参与反应臭氧再次进入污水当中，通过这一过程能够提升臭氧的利用率，降低箱体1内部的臭氧残留量。在进行工作时，通过气泵33能向文丘里射流器31的进料口泵送空气，此时空气将沿出料口进入污水槽11内部，空气的流动会降低文丘里射流器31内部的气压，使吸入口形成负压环境。由于吸入口通过循环管道32与箱体1相连通，因此箱体1中的臭氧将会沿着循环管道32进入文丘里射流器31内部，并最终流向污水槽11中。

所述污水循环单元包括多个循环组件，多个所述循环组件能分别在污水槽11的不同区域内采集污水，根据污染物浓度在相应的臭氧浓度区域上方进行喷淋，以使得发生反应的污水污染物浓度尽可能的与臭氧浓度相适应。具体的，如图3所示，所述循环组件包括：喷淋机构、循环泵211和吸液管212，所述喷淋机构设置在箱体1内部，且位于催化单元上方，所述循环泵211设置在箱体1外部，循环泵211的进液口通过吸液管212与污水槽11相连，出液口与喷淋机构相连。

通过设置污水循环单元能使污水槽11中的污水由箱体1的上方向下喷淋，通过喷淋的过程能够提升污水与臭氧的混合程度，从而提升臭氧对污水的净化效果。

通过污水循环单元和臭氧循环单元能够提升污水和臭氧的混合效果，当污水和臭氧充分混合后，臭氧产生的氧化性自由基将会与污水中的有机污染物进行反应，从而使有机污染物发生氧化分解，最终实现净水目的。

在实际工作过程中，参与反应的臭氧将从箱体1的进料侧进入箱体1内部，但臭氧的逸散会在箱体1内部的不同区域具有不同的臭氧浓度。具体的，当臭氧进入污水槽11时，气泵33提供的推进力将会驱使臭氧由进料侧向出料侧扩散，但是由于臭氧的溶解度很低，在臭氧扩散的过程中会不断的向污水外部逃逸。由于臭氧的逃逸速度大于扩散速度，因此臭氧的逃逸量会随着扩散距离的增加而降低，这样一来箱体1内部的臭氧浓度将沿进料侧到出料侧的方向逐渐降低，使箱体1的进料侧形成高浓度臭氧区域，出料侧形成低浓度臭氧区域。

此外，由于污水中的有机污染物在扩散过程中会受到重力的影响，因此在污水槽11的不同区域内也会具有不同的污染物浓度。具体的，当污水进入污水槽11后，污水中的污染物将会同时承受水平方向的推进力和竖直方向的重力，因此在污水槽11内部靠近进料侧的区域比靠近出料侧的区域污染物浓度大，且靠近污水槽11底部的区域比靠近污水槽11顶部的污染物浓度大。

为提升臭氧与污染物的反应效果，使参与反应的臭氧浓度与污染物浓度相适应，可选的，所述污水循环单元包括：第一循环组件21、第二循环组件22和第三循环组件23。所述第一循环组件21用于循环高污染物浓度的污水，第一循环组件21的吸液管212管口位于污水槽11的进料侧下层区域内；所述第二循环组件22用于循环中污染物浓度的污水，第二循环组件22的吸液管212管口位于污水槽11的中部中层区域内；所述第三循环组件23用于循环低污染物浓度的污水，第三循环组件23的吸液管212管口位于污水槽11的出料侧上层区域内。

通过上述设置能高污染物浓度的污水与高浓度的臭氧相接触，低污染物浓度的污水与低浓度的臭氧相接触，此时臭氧与污染物将会获得最佳的反应效果，因此能够高效的实现污水的净化过程。

可选的，为进一步提升装置内臭氧的利用率，所述循环组件的喷淋密度应与循环污水的污染物浓度呈正比。作为示例的，在本实施例中，由于第一循环组件21的污染物浓度较大，因此其喷淋密度较高，而第三循环组件23的污染物浓度较小，因此其喷淋密度较低。由于污水中的污染物和臭氧均为反应物参与反应，因此提升高浓度臭氧区域的喷淋密度能提升污染物的投入量，从而提升臭氧的利用率。

如图3所示，所述喷淋机构包括喷淋管213，所述喷淋管213与循环泵211的出液口相连，在喷淋管213上设有多个喷头214。在进行工作时，参与循环的污水将通过喷淋头214喷向催化单元，通过喷淋过程能够提升污水、臭氧和催化剂之间的接触面积，提升反应的效果。相应的，为确保循环组件的喷淋密度应与循环污水的污染物浓度呈正比，工作人员可通过提升循环泵211的功率或增加喷头214的数目来提升相应喷淋区域的喷淋浓度。

此外，在现有装置中，催化剂的工作效果较差，当污水与催化剂相接触后，催化剂中的活性成分将会流失，因此无法高效的完成催化任务。提升催化单元的工作效果，可选的，所述催化单元包括：第一催化层4、第二催化层5和第三催化层。

所述第一催化层4设置在污水槽11内部，用于对污水内部的臭氧进行催化。具体的，第一催化层4包括镂空框笼，所述镂空框笼置于污水槽11内部，且镂空框笼通过支架与箱体1内壁相连，在镂空框笼内部设有催化填料44。

如图5所示为第一催化层4的剖切示意图，如图所示，所述镂空框笼包括支撑框架41，在支撑框架41的顶部和底部均设有筛板42，支撑框架41的四周焊接有挡板43。在进行工作时，待处理污水和臭氧均可自由通过第一催化层4，而设置在镂空框笼中的催化填料44将会对臭氧进行催化，提升其产生氧化自由基的速度。

可选的，所述催化填料44可选用二氧化锰、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化镧、氧化铈、氧化镨和氧化铷中的任意一种或几种的混合后制成的填料。

所述第二催化层5用于对液面上方的臭氧进行催化。具体的，所述第二催化层5设置在第一催化层4上方，且通过支架与箱体1内壁相连。由于第二催化层5将对喷淋污水与臭氧的反应过程进行催化，为提升催化剂与臭氧的接触时间，所述第二催化层5可选用拉西环填料、鲍尔环填料或多面空心球填料中的一种或几种。

所述第三催化层用于提升催化氧化的效率。具体的，如图4所示，所述第三催化层设置在第一催化层4的下方，包括紫外灯61和超声波探头62，所述紫外灯61和超声波探头62交替布置。在进行工作时，紫外灯61发出的紫外光能够使臭氧产生活泼的次生氧化剂，利用次生氧化剂能够提升臭氧的氧化能力，加快污水的处理进程。此外，超声波探头62发出的超声波能够提升臭氧的氧化能力，有助于提升臭氧的利用率。

当污水的净化过程完毕后，净化后的污水将由箱体1的出料侧排向外界，为方便净水的排出，可选的，所述箱体1内部设有堰流组件，所述堰流组件包括出水堰71和出水管72。所述出水堰71设置箱体1的出料侧，且位于第一催化层4和第二催化层5之间，在所述出水堰71上设有容纳槽711，所述出水管72的一端与容纳槽711相连通，另一端与箱体1外部相连。由于箱体1内部靠近出料侧的污水污染物浓度较低，因此随着循环过程的不断进行，净化后的污水会从第二催化层5靠近出料侧的一端向下运动。此时出水堰71的顶面将会盛接净化后的污水，并将其导向容纳槽711内部，最终沿出水管72排出箱体1。

此外，设置堰流组件还能对污水槽11中的污水容量进行限制，当污水的液面高度高于出水堰71的高度时，多余的污水能通过出水管72排向箱体1外部，避免本系统在工作时发生事故。

作为本实施例的一个可选实施方式，在所述箱体1的顶部设有尾气处理装置8，所述尾气处理装置8内部装有硫化钠、亚硫酸盐、硫代硫酸盐或亚铁盐等还原剂。当净化完成后的箱体1内部存在臭氧残留时，尾气处理装置8能够对臭氧进行分解，避免其污染外部环境。

上述实施例提供了一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，该系统能够在箱体1内部进行污水循环和臭氧循环，通过循环过程能够提升污水与臭氧的接触几率，从而提升污水的净化效果和臭氧的利用率。其次，本系统能根据箱体1内部臭氧的分布浓度对不同污染物浓度的污水进行喷淋，因此本系统具有更高的臭氧利用率和更好的污水净化效果。此外，在本系统中设有三层催化层，因此能使本系统具有更高的催化氧化效率。

由于残留在装置中的臭氧会对催化氧化的过程产生反作用，降低催化氧化的效率，同时残留的臭氧还会随净化后的污水排向外界，从而对外界环境造成污染。因此本实施例还包括一种高效的臭氧催化氧化水处理系统控制方法，通过该控制方法能够控制上述水处理系统，以实现提升臭氧的利用率的目的。

具体的，所述臭氧催化氧化水处理系统控制方法包括如下步骤：

步骤一、根据待处理污水的污染物浓度计算相适应的臭氧量，根据计算数值向箱体1内部注入臭氧和待处理污水，进行催化氧化反应。

在进行污水处理前，工作人员可在箱体1的进料侧对待处理污水的污染物浓度进行检测，结合臭氧的催化氧化反应曲线和测量值能够对净水所需的臭氧量进行计算，从而确定注入箱体1的臭氧量。所述注入的臭氧量可以根据设计目的进行灵活调整，若追求污水的净化效果，则可在所需臭氧量的基础上额外添加少量臭氧；若杜绝臭氧溢出，则可在所需臭氧量的基础上减少少量臭氧。

步骤二、反应开始后，连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率小于预设阈值时，提高气泵33的输出功率，从而提升箱体内部的臭氧循环速度。

当臭氧和待处理污水进入箱体1后，臭氧循环单元和污水循环单元将会开始工作，此时出水管72将会流出净化后的污水。工作人员可在多个时间节点下连续的对净化后污水的污染物浓度检测，通过相邻时间节点的检测数据可以获得净化后污水污染物浓度的变化率，通过污染物浓度的变化率可以对箱体1内部的反应效果进行判断，从而方便工作人员对本系统进行控制。

具体的，随着反应时间的增长，污水中的有机污染物会不断的被臭氧所氧化，因此净化后污水的污染物浓度将会随时间的增长而逐渐降低。由于催化氧化的过程会不断的消耗臭氧，此时净化后污水的污染物浓度将缓慢下降，其变化率将稳定在一定数值。在反应后期，由于箱内的臭氧会催化氧化过程产生反作用，降低催化氧化的效率。此时净化后污水的污染物浓度的变化率将会发生下降。在进行反应前，工作人员可根据臭氧催化氧化的反应曲线对污染物浓度的变化率进行估算，并相应的设定一个阈值，当检测到的污染物浓度变化率低于预设的阈值时，即可判定箱体1内部未能充分的进行催化氧化反应。

由于此时箱体1内部的臭氧含量较低，因此原有的臭氧循环速度将不足以支持箱体1中的臭氧与污水发生充分的接触。为提升箱体1内部的催化氧化效率，工作人员可提升气泵33的输出功率，通过提升气泵33的输出功率能加快臭氧强制循环的速度，从而提升臭氧的利用率，并使净化后污水的污染物浓度变化率增大。

步骤三、再次连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率再次小于预设阈值时，降低循环泵211的输出功率，从而降低污水的循环速度。

在提升臭氧循环速度后，箱体1内部的臭氧含量将会继续下降，而臭氧的消耗速度又会受到污水循环单元的喷淋浓度的影响。当喷淋浓度较大时，有机污染物与臭氧的混合比例会与最佳反应配比存在差异，从而对污水的净化效果造成影响。因此当提升臭氧的循环速度后，工作人员需要再次对净化后污水的污染物浓度进行连续采集，从而判断是否需要对污水循环速度进行调整。

当箱体1内部的污染物浓度与臭氧的混合比例超出最佳反应配比时，箱体1内部的臭氧无法及时与污水中的有机污染物进行反应，因此本系统中的催化氧化过程将会再次变慢，而这一情况将会导致净化后污水的污染物浓度的变化率将会再次发生下降。当污染物浓度变化率再次小于预设阈值时，工作人员可通过降低循环泵211的输出功率来降低污水循环单元的喷淋密度，通过喷淋密度的降低能够延长臭氧与有机污染物的反应时间，提升臭氧的利用率和污水的净化效果。

可选的，由于箱体1内部的臭氧浓度由进料侧向出料侧逐渐降低，因此靠近进料侧的区域将存在更多的臭氧，在降低循环泵211的输出功率时，工作人员可沿箱体1进料侧向出料侧的方向逐渐降低调节幅度。示例性的，在本实施例中，所述第一循环组件21的调节幅度最大，第三循环组件23的调节幅度最小。通过这一调节方式能使箱体1内部的臭氧获得最长的反应时间，进一步提升臭氧的利用率。

本实施例提供的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统控制方法，能够以净化后污水的污染物浓度变化率作为检测样本，对箱体1内部的污水净化过程进行直观的体现。当污染物浓度变化率小于预设阈值时，工作人员可以通过调整气泵33和循环泵211的输出功率对本系统内的催化氧化过程进行调节，从而提升臭氧的利用率和污水的净化效果，避免参与的臭氧对外界环境造成污染。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于包括：

箱体（1），所述箱体（1）的一侧为进料侧，另一侧为出料侧，在进料侧向箱体（1）内部输送待处理的污水和参与反应的臭氧；在箱体（1）内部设有用于容纳污水的污水槽（11），在污水槽（11）上方设有催化单元；

臭氧循环单元，所述臭氧循环单元能利用外界空气实现臭氧的强制循环，并使箱体（1）内部的臭氧浓度沿进料侧至出料侧逐渐降低，臭氧循环单元包括文丘里射流器（31）和循环管道（32），所述文丘里射流器（31）设置在箱体（1）的进料侧，文丘里射流器（31）的进料口通过气泵（33）与外界环境相连，出料口与污水槽（11）相连，吸入口通过循环管道（32）与箱体（1）的顶部相连；

污水循环单元，所述污水循环单元包括多个循环组件，多个所述循环组件分别在污水槽（11）的不同区域内采集污水，并根据污染物浓度在相应臭氧浓度区域的上方进行喷淋，所述循环组件的喷淋密度与循环污水的污染物浓度呈正比；所述循环组件包括：喷淋机构、循环泵（211）和吸液管（212），所述喷淋机构设置在箱体（1）内部，且位于催化单元上方，所述循环泵（211）设置在箱体（1）外部，循环泵（211）的进液口通过吸液管（212）与污水槽（11）相连，出液口与喷淋机构相连。

2.根据权利要求1所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述污水循环单元包括：

第一循环组件（21），所述第一循环组件（21）用于循环高污染物浓度的污水，第一循环组件（21）的吸液管（212）管口位于污水槽（11）的进料侧下层区域内；

第二循环组件（22），所述第二循环组件（22）用于循环中污染物浓度的污水，第二循环组件（22）的吸液管（212）管口位于污水槽（11）的中部中层区域内；

第三循环组件（23），所述第三循环组件（23）用于循环低污染物浓度的污水，第三循环组件（23）的吸液管（212）管口位于污水槽（11）的出料侧上层区域内。

3.根据权利要求1所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述喷淋机构包括喷淋管（213），所述喷淋管（213）与循环泵（211）的出液口相连，在喷淋管（213）上设有多个喷淋头（214）。

4.根据权利要求1所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述催化单元包括第一催化层（4），所述第一催化层（4）包括镂空框笼，所述镂空框笼置于污水槽（11）内部，且镂空框笼通过支架与箱体（1）内壁相连，在镂空框笼内部设有催化填料（44）。

5.根据权利要求4所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述镂空框笼包括支撑框架（41），在支撑框架（41）的顶部和底部均设有筛板（42），支撑框架（41）的四周焊接有挡板（43）。

6.根据权利要求5所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述催化单元包括第二催化层（5），所述第二催化层（5）设置在第一催化层（4）上方，且通过支架与箱体（1）内壁相连；所述第二催化层（5）包括拉西环填料、鲍尔环填料或多面空心球填料中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述催化单元包括第三催化层，所述第三催化层设置在第一催化层（4）下方，包括紫外灯（61）和超声波探头（62），所述紫外灯（61）和超声波探头（62）交替布置。

8.根据权利要求7所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述箱体（1）内部设有堰流组件，所述堰流组件包括出水堰（71）和出水管（72），所述出水堰（71）设置箱体（1）的出料侧，且位于第一催化层（4）和第二催化层（5）之间，在所述出水堰（71）上设有容纳槽（711），所述出水管（72）的一端与容纳槽（711）相连通，另一端与箱体（1）外部相连。

9.一种高效的臭氧催化氧化水处理系统控制方法，用于控制如权利要求1-8任一所述的水处理系统，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、根据待处理污水的污染物浓度计算相适应的臭氧量，根据计算数值向箱体（1）内部注入臭氧和待处理污水，进行催化氧化反应；

步骤二、反应开始后，连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率小于预设阈值时，提高气泵（33）的输出功率，从而提升箱体（1）内部的臭氧循环速度；

步骤三、再次连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率再次小于预设阈值时，降低循环泵（211）的输出功率，从而降低污水的循环速度。

Images