CN111470610A - 一种臭氧水处理技术评估系统及方法 - Google Patents

一种臭氧水处理技术评估系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111470610A
CN111470610A CN202010190175.9A CN202010190175A CN111470610A CN 111470610 A CN111470610 A CN 111470610A CN 202010190175 A CN202010190175 A CN 202010190175A CN 111470610 A CN111470610 A CN 111470610A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ozone
temperature water
reactor
constant
water jacket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010190175.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111470610B (zh
Inventor
郭建宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Information Technology
Original Assignee
Shenzhen Institute of Information Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Information Technology filed Critical Shenzhen Institute of Information Technology
Priority to CN202010190175.9A priority Critical patent/CN111470610B/zh
Publication of CN111470610A publication Critical patent/CN111470610A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111470610B publication Critical patent/CN111470610B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/23—O3

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明提供了一种臭氧水处理技术评估系统与方法，且系统包括：臭氧发生单元、臭氧破坏单元、臭氧反应单元、臭氧吸收单元和臭氧测量单元，其中，臭氧发生单元包括：氧气瓶、气体减压器、硅胶柱、二级减压阀、臭氧发生器和三通阀；臭氧反应单元包括：恒温水套多功能接触/反应器、止水阀、温度计、恒温水套反应器、臭氧探测头、低温水槽、磁力搅拌器和压力变迭器；臭氧测量单元包括：臭氧浓度检测仪、臭氧数据转换器和计算机；臭氧吸收单元包括：第一臭氧尾气吸收、第二臭氧尾气吸收装置。通过设置的不同的单元，方便快速、准确、定量的获取与臭氧相关的各种臭氧参数，为臭氧工艺评估，反应器设计参数优化、臭氧发生器的运行和生产等提供便利。

Description

一种臭氧水处理技术评估系统及方法
技术领域
本发明涉及水处理中的臭氧处理技术领域，特别涉及一种臭氧水处理技术评估系统与方法。
背景技术
臭氧是一种氧化性很强的气体，已广泛应用于污水深度处理，臭氧在污水治理中主要起脱色、灭菌及氧化的作用，另外，臭氧通过催化剂催化可以产生活跃的羟基自由基，臭氧和自由基可将水中大分子有机物断裂成小分子有机物或直接矿化。因此臭氧在水和污水处理中的应用越来越广。
但是臭氧很不稳定，在常温下慢慢分解，而且如果反应器内加入污染物，污染物会使臭氧消耗，没有反应的臭氧会随着尾气离开系统，而且水里也会存在溶解部分溶解态臭氧。臭氧的不稳定性和多相存在的特点使得其准确检测变的很困难，检测和评估成本很高，其反应动力学的测定也容易偏离真实情况。这使得臭氧工艺的设计无法根据多种多样的实际水质选择合适的设计参数，给工艺效果和运行成本带来了不确定性。
因此，如果能够快速、准确、定量的获取臭氧数据，对臭氧工艺的评估，反应器设计参数优化、甚至臭氧发生器的运行和生产，都具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种臭氧水处理技术评估系统，用于解决上述提出的技术问题。
本发明实施例提供一种臭氧水处理技术评估系统，包括：
臭氧发生单元，用于产生臭氧，并对所述臭氧进行分析处理，若分析处理结果不合格，则基于臭氧破坏单元对所述臭氧进行破坏，并继续对所述臭氧进行分析处理，直到分析处理结果合格为止；
臭氧反应单元，用于接收分析处理结果合格的臭氧，进行半动态臭氧氧化反应，制备高浓度臭氧水，当臭氧水的浓度值大于或等于预设值时，开始试验；
臭氧测量单元，用于当开始试验之后，记录所述臭氧产生单元和臭氧反应单元反应产生的试验数据，并根据所述试验数据，获取相关的臭氧参数；
臭氧吸收单元，用于在所述臭氧反应单元进行反应的过程中，吸收产生的臭氧尾气。
在一种可能实现的方式中，所述臭氧发生单元包括：氧气瓶、与所述氧气瓶依次连接的气体减压器、硅胶柱、二级减压阀、臭氧发生器和三通阀；
所述三通阀的第一端与所述臭氧发生器连接，所述三通阀的第二端依次与臭氧过滤器、第一玻璃转子流量计和臭氧气体分析仪连接；
所述三通阀的第三端与第二玻璃转子流量计连接；
其中，所述臭氧气体分析仪与所述臭氧破坏单元连接，所述第二玻璃转子流量计与所述臭氧反应单元连接。
在一种可能实现的方式中，所述臭氧破坏单元包括：臭氧破坏器；
所述臭氧破坏器与所述臭氧气体分析仪连接。
在一种可能实现的方式中，所述臭氧反应单元包括：恒温水套多功能接触/反应器、止水阀、温度计、恒温水套反应器、臭氧探测头、低温水槽、磁力搅拌器和压力变迭器；
所述恒温水套多功能接触/反应器的第一输入端与所述第二玻璃转子流量计连接，所述恒温水套多功能接触/反应器的第一输出端与所述止水阀的一端连接；
所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输出端与臭氧吸收单元连接；
所述恒温水套多功能接触/反应器的第三输出端通过第一三通阀与所述低温水槽连接；
所述低温水槽的输出端经过第二三通阀与所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输入端连接；
所述低温水槽的输出端经过第二三通阀与所述恒温水套反应器的输入端连接，所述恒温水套反应器的输出端通过所述第一三通阀与所述低温水槽的输入端连接；
所述止水阀的另一端设置在所述恒温水套反应器中，
所述磁力搅拌器上设置有温度计，且所述温度计的一端置于所述恒温水套反应器中，所述压力变迭器设置在所述恒温水套反应器的底部；
所述臭氧探测头设置在所述恒温水套反应器中，且所述臭氧探测头的另一端与臭氧测量单元连接。
在一种可能实现的方式中，臭氧测量单元包括：臭氧浓度检测仪、与所述臭氧浓度检测仪依次连接的臭氧数据转换器和计算机；
其中，所述臭氧浓度检测仪与所述臭氧探测头的另一端连接。
在一种可能实现的方式中，所述臭氧吸收单元包括：第一臭氧尾气吸收装置、与所述第一臭氧尾气吸收装置连接的第二臭氧尾气吸收装置；
所述第一臭氧尾气吸收装置的另一端与所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输出端连接。
在一种可能实现的方式中，所述恒温水套多功能接触/反应器包括：臭氧进气管、取样管、剩余臭氧出气管、曝气装置和放置瓶；
所述臭氧进气管的一端与所述第二玻璃转子流量计连接，另一端设置在所述放置瓶中，且所述臭氧进气管的底部设置有曝气装置，所述曝气装置的表征孔径约为400-600μm；
所述取样管的一端设置在所述放置瓶中，另一端与所述止水阀连接；
所述剩余臭氧出气管一端与所述放置瓶连接，另一端与所述臭氧吸收单元连接。
在一种可能实现的方式中，所述恒温水套多功能接触/反应器的外壁是双层夹套；
其中，所述恒温水套多功能接触/反应器的第三输出端设置在夹套外壁的底部，所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输入端设置在夹套外壁的顶部；
所述所述恒温水套多功能接触/反应器的高度与直径的比例大于5；
所述恒温水套反应器的外壁是双层夹套，所述恒温水套反应器的夹套外壁的底部和顶部分别为恒温水套反应器的输入端和输出端；
所述恒温水套反应器的夹套外壁的底部设置所述磁力搅拌器，且所述磁力搅拌器的高度与直径的比例为2。
在一种可能实现的方式中，所述臭氧测量单元，用于实时检测臭氧发生器的出口的气态臭氧浓度和恒温水套多功能接触/反应器的剩余臭氧出口的臭氧浓度，并通过计算机记录气态臭氧浓度、剩余臭氧出口的臭氧浓度及其流量，自动计算剩余臭氧出口的臭氧的实时质量流量，并在预设时间段内，计算出对应的第一臭氧总量；
所述臭氧测量单元，还用于实时检测恒温水套反应器中的溶解态臭氧浓度，并通过计算机记录溶解态臭氧浓度及其对应的流量，自动计算溶解态臭氧浓度的实时质量流量，并在预设时间段内计算出对应的第二臭氧总量；
所述计算机，用于实时显示三路臭氧浓度，同时显示相关的计算结果；
其中，在实时检测臭氧发生器的出口的气态臭氧浓度的过程中，包括：
步骤A1：当分析处理结果为臭氧合格时，对臭氧发生器产生的气体臭氧浓度ρ和气体臭氧容量υ进行实时监测；
步骤A2：根据实时监测结果，确定所述气体臭氧的臭氧质量m，同时，对获取的所述臭氧质量m进行修正处理，获得修正质量m′；
m＝ρυ；
Figure BDA0002415582330000041
其中，mt表示臭氧合格时，当前时间段内的气体臭氧质量；mt-1表示臭氧合格时，上一时间段内的气体臭氧质量；mt+1表示臭氧合格时，下一时间段内的气体臭氧质量；Δt表示确定气体臭氧质量的每个时间段的时间长度；e表示自然常数；δt表示臭氧合格时，当前时间段内的气体变化量；δt+1表示臭氧合格时，下一时间段内的气体变化量；δt-1表示臭氧合格时，上一时间段内的气体变化量；
步骤A3：根据所述修正质量m′确定试验过程中常规质量范围，所述常规质量范围为[m′-β1，m′+β2]，其中，β1表示常规质量范围的第一变动误差值，β2表示常规质量范围的第二变动误差值；
步骤A4：记录试验进程和试验需求，确定当前试验测量的当前臭氧质量是否小于所述常规质量范围的最小值；
若是，根据所述当前臭氧质量m″和经流所述开关阀门的氧气流量l，确定所述氧气瓶的开关阀门的旋转等级θ，并根据所述旋转等级实时控制所述氧气瓶的开关阀门进行相应角度的旋转，直到所述开关阀门关闭；
Figure BDA0002415582330000051
其中，a1＞a2＞a3＞a4，且都为常数；T表示根据试验进程和试验需求，确定的试验时间，且T是变化的。
本发明实施例提供一种臭氧水处理技术评估方法，包括：
基于臭氧产生单元产生臭氧，并对所述臭氧进行分析处理，若分析处理结果不合格，则基于臭氧破坏单元对所述臭氧进行破坏，并继续对所述臭氧进行分析处理，直到分析处理结果合格为止；
接收分析处理结果合格的臭氧，进行半动态臭氧氧化反应，制备高浓度臭氧水，当臭氧水的浓度值大于或等于预设值时，开始试验；
当开始试验之后，记录所述所述臭氧产生单元和臭氧反应单元反应产生的试验数据，并根据所述试验数据，获取相关的臭氧参数；
同时，在所述臭氧反应单元进行反应的过程中，吸收产生的臭氧尾气。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种臭氧水处理技术评估系统的结构图；
图2为本发明实施例中一种臭氧水处理技术评估系统的装置图；
图3为本发明实施例中一种臭氧水处理技术评估方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
为解决臭氧不稳定导致臭氧难于测定的问题，本发明提供一种臭氧水处理技术评估系统与方法。利用本发明中的系统，可以快速、简便的测量到臭氧的含量和臭氧在水中的溶解浓度，臭氧的测定过程中考虑的影响因素包括：水质、水温、臭氧的制备量、水质对臭氧的吸收效果的影响等。这些参数的影响均可包括在本发明的系统中。本发明的系统解决了臭氧在水中溶解量评估方法中的不足，而且简单快速的检测方法也更适用于实际工程项目和现场检测。利用长期积累的数据，也可以为水厂和污水厂的臭氧工艺、臭氧制备和运行管理提供指导。
本发明实施例提供一种臭氧水处理技术评估系统，如图1所示，包括：
臭氧发生单元，用于产生臭氧，并对所述臭氧进行分析处理，若分析处理结果不合格，则基于臭氧破坏单元对所述臭氧进行破坏，并继续对所述臭氧进行分析处理，直到分析处理结果合格为止；
臭氧反应单元，用于接收分析处理结果合格的臭氧，进行半动态臭氧氧化反应，制备高浓度臭氧水，当臭氧水的浓度值大于或等于预设值时，开始试验；
臭氧测量单元，用于当开始试验之后，记录所述臭氧产生单元和臭氧反应单元反应产生的试验数据，并根据所述试验数据，获取相关的臭氧参数；
臭氧吸收单元，用于在所述臭氧反应单元进行反应的过程中，吸收产生的臭氧尾气。
上述臭氧参数包括：臭氧质量流量、臭氧产量、臭氧反应量、臭氧消耗量、臭氧剩余量等参数；
上述获取的试验数据经过计算和数据转换之后，获取臭氧参数；
上述臭氧发生单元，用于产生臭氧，并对臭氧进行分析处理，是为了让反应获得臭氧浓度达到一个稳定范围，便于后续进行试验。
上述进行半动态臭氧氧化反应，是为了便于对试验条件的精准控制；
上述合格的臭氧一般为臭氧水的浓度值大于或等于预设值，其预设值是根据臭氧氧化标准进行确定的；
其中，臭氧的测定过程中考虑的影响因素包括：水质、水温、臭氧的制备量、水质对臭氧的吸收效果的影响等，该部分可以是通过臭氧反应单元和臭氧测量单元实现，其可以作为试验数据的一部分，并根据所述试验数据，获取相关的臭氧参数；
臭氧破坏单元可以利用初步产生的臭氧进行有效利用，臭氧吸收单元吸收产生的臭氧尾气，其环保。
上述臭氧发生单元，除了通过氧气瓶中的氧气进行反应产生臭氧，也可以是通过空气产生臭氧。
在该系统工作之前需要装配管路和测试装置密封性，只有都完成且都合格之后，该系统才开始工作，是为了保证该系统运行的稳定性。
上述技术方案的有益效果是：通过设置的不同的单元，便于实时记录试验数据，进而方便快速、准确、定量的获取与臭氧相关的各种臭氧参数，为臭氧工艺评估，反应器设计参数优化、臭氧发生器的运行和生产等提供便利。
在一个实施例中，如图2所示，所述臭氧发生单元包括：氧气瓶1、与所述氧气瓶1依次连接的气体减压器2、硅胶柱3、二级减压阀4、臭氧发生器5和三通阀6；
所述三通阀6的第一端与所述臭氧发生器5连接，所述三通阀6的第二端依次与臭氧过滤器7、第一玻璃转子流量计8和臭氧气体分析仪9连接；
所述三通阀6的第三端与第二玻璃转子流量计10连接；
其中，所述臭氧气体分析仪9与所述臭氧破坏单元连接，所述第二玻璃转子流量计10与所述臭氧反应单元连接。
优选地，所述臭氧破坏单元包括：臭氧破坏器；
所述臭氧破坏器与所述臭氧气体分析仪9连接。
优选地，所述臭氧反应单元包括：恒温水套多功能接触/反应器11、止水阀12、温度计13、恒温水套反应器14、臭氧探测头15、低温水槽19、磁力搅拌器23和压力变迭器24；
所述恒温水套多功能接触/反应器11的第一输入端与所述第二玻璃转子流量计10连接，所述恒温水套多功能接触/反应器11的第一输出端与所述止水阀12的一端连接；
所述恒温水套多功能接触/反应器11的第二输出端与臭氧吸收单元连接；
所述恒温水套多功能接触/反应器11的第三输出端通过第一三通阀25与所述低温水槽19连接；
所述低温水槽19的输出端经过第二三通阀26与所述恒温水套多功能接触/反应器11的第二输入端连接；
所述低温水槽19的输出端经过第二三通阀26与所述恒温水套反应器14的输入端连接，所述恒温水套反应器14的输出端通过所述第一三通阀25与所述低温水槽19的输入端连接；
所述止水阀12的另一端设置在所述恒温水套反应器14中，
所述磁力搅拌器23上设置有温度计13，且所述温度计13的一端置于所述恒温水套反应器14中，所述压力变迭器24设置在所述恒温水套反应器14的底部；
所述臭氧探测头15设置在所述恒温水套反应器14中，且所述臭氧探测头15的另一端与臭氧测量单元连接。
优选地，臭氧测量单元包括：臭氧浓度检测仪16、与所述臭氧浓度检测仪16依次连接的臭氧数据转换器17和计算机18；
其中，所述臭氧浓度检测仪16与所述臭氧探测头15的另一端连接。
优选地，所述臭氧吸收单元包括：第一臭氧尾气吸收装置21、与所述第一臭氧尾气吸收装置21连接的第二臭氧尾气吸收装置22；
所述第一臭氧尾气吸收装置21的另一端与所述恒温水套多功能接触/反应器11的第二输出端连接。
优选地，所述恒温水套多功能接触/反应器11包括：臭氧进气管11-1、取样管11-2、剩余臭氧出气管11-3、曝气装置11-4和放置瓶；
所述臭氧进气管11-1的一端与所述第二玻璃转子流量计10连接，另一端设置在所述放置瓶中，且所述臭氧进气管11-1的底部设置有曝气装置11-4，所述曝气装置11-4的表征孔径约为400-600μm；
所述取样管11-2的一端设置在所述放置瓶中，另一端与所述止水阀12连接；
所述剩余臭氧出气管11-3一端与所述放置瓶连接，另一端与所述臭氧吸收单元连接。
优选地，所述恒温水套多功能接触/反应器11的外壁是双层夹套；
其中，所述恒温水套多功能接触/反应器11的第三输出端设置在夹套外壁的底部，所述恒温水套多功能接触/反应器11的第二输入端设置在夹套外壁的顶部；
所述所述恒温水套多功能接触/反应器11的高度与直径的比例大于5；
所述恒温水套反应器14的外壁是双层夹套，所述恒温水套反应器14的夹套外壁的底部和顶部分别为恒温水套反应器14的输入端和输出端；
所述恒温水套反应器14的夹套外壁的底部设置所述磁力搅拌器23，且所述磁力搅拌器23的高度与直径的比例为2。
上述技术方案的工作原理是：氧气瓶基于气体减压器输出氧气，氧气通过硅胶柱和二级减压阀将氧气传输到臭氧发生器中，首先关闭三通阀的第三端口，打开三通阀的第二端口，此时，臭氧发生器将产生的臭氧依次经过三通阀的第一端口和第二端口、臭氧过滤器、第一玻璃转子流量计和臭氧气体分析仪传输到臭氧破坏器，当基于臭氧气体分析仪的分析处理结果为臭氧合格时，关闭开关阀的第二端口，打开开关阀的第一端口和第三端口，此时，臭氧发生器将产生的气体臭氧通过第二玻璃转子流量计和臭氧进气管进入恒温水套多功能接触/反应器的放置瓶中，气体臭氧经过曝气装置进行曝气处理，同时基于夹套中的冷却水，对气体臭氧进行冷却，来制备高浓度臭氧水，臭氧水并经过取样管进行排出，且取样管对应的排气管上设置有止水阀，只有当止水阀打开时，才会将臭氧水排出到恒温水套反应器中，并基于实时观测恒温水套反应器中的溶解态臭氧浓度，当溶解态臭氧浓度达到预定值后开始试验，并通过臭氧测量单元实现对试验数据的记录，获得臭氧参数。
其中，恒温水套多功能接触/反应器的第三输出端设置在夹套外壁的底部，所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输入端设置在夹套外壁的顶部，是为了将低温水槽的冷却水经由第二输入端输入到夹套中，此时，第一三通阀靠近低温水槽的一端口关闭，其他端口打开，当需要放出该夹套中的水时，靠近恒温水套反应器一端的第一开关阀的端口关闭，其他端口打开，并将其夹套中的水流到低温水槽中，实现水的循环利用；
同理，恒温水套反应器的夹套中的水与上述恒温水套多功能接触/反应器的夹套中的水的原理类似，此处不再赘述；
上述设置的磁力搅拌器是为了加快获取溶解态臭氧浓度；
上述设置的压力变迭器，是为了测量恒温水套反应器中的臭氧水的压力值，当其压力值达到一定的预设值时，控制止水阀关闭，否则，控制止水阀打开。
上述设置的第二玻璃转子流量计，是为了测量流经恒温水套多功能接触/反应器的气体臭氧的流量。
臭氧进入臭氧反应单元，完成吸收或反应的目的。
恒温水套多功能接触/反应器的反应池即为放置瓶可以与恒温水套反应器的反应池连接，可以定量的将放置瓶中的高浓度臭氧水引入恒温水套反应池中，用于不同臭氧量的序批式测试或试验。
恒温水套多功能接触/反应器的反应池中也可直接加入污染的水，完成半动态的臭氧氧化实验，最大限度的贴近工程实际。
臭氧测量单元，能够实时测定臭氧发生器产生的臭氧浓度和恒温水套多功能接触/反应器的反应池的臭氧浓度，并通过臭氧测量单元记录，记录的数据处理后能够计算出臭氧的质量流量，用于工程实验很方便。
同时，还有一套水中臭氧的数据记录装置，用于实时记录恒温水套反应池内的溶解臭氧浓度。数据也可实现记录和后期的计算功能，可以准确的完成臭氧反应动力学的测定。
其中，低温水槽包括：进水管19-1，回水管19-2和低温水池19-3，其中，低温水池19-3与进水管19-1、回水管19-2连接；
且，进水管19-1与低温水槽的输出端经过第二三通阀与恒温水套多功能接触/反应器的第二输入端连接；
且回水管19-2与恒温水套多功能接触/反应器的第三输出端通过第一三通阀与低温水槽连接。
上述技术方案的有益效果是：通过设置二级减压阀是为了保证氧气传输的稳定性，进而确保臭氧反应器反应的稳定性，快速安全的制备高浓度臭氧水，用于臭氧氧化实验，通过设置的温度计和压力变迭器，可快速、准确的控制反应的温度和臭氧量，获得真实的反应动力学参数，低成本解决不同类型污水臭氧处理工艺中设计参数难获取的难题，可实现半动态实验，并进行实验条件的精确控制。
在一个实施例中，所述臭氧测量单元，用于实时检测臭氧发生器5的出口的气态臭氧浓度和恒温水套多功能接触/反应器11的剩余臭氧出口的臭氧浓度，并通过计算机18记录气态臭氧浓度、剩余臭氧出口的臭氧浓度及其流量，自动计算剩余臭氧出口的臭氧的实时质量流量，并在预设时间段内，计算出对应的第一臭氧总量；
所述臭氧测量单元，还用于实时检测恒温水套反应器14中的溶解态臭氧浓度，并通过计算机18记录溶解态臭氧浓度及其对应的流量，自动计算溶解态臭氧浓度的实时质量流量，并在预设时间段内计算出对应的第二臭氧总量；
所述计算机18，用于实时显示三路臭氧浓度，同时显示相关的计算结果；
其中，在实时检测臭氧发生器5的出口的气态臭氧浓度的过程中，包括：
步骤A1：当分析处理结果为臭氧合格时，对臭氧发生器产生的气体臭氧浓度ρ和气体臭氧容量υ进行实时监测；
步骤A2：根据实时监测结果，确定所述气体臭氧的臭氧质量m，同时，对获取的所述臭氧质量m进行修正处理，获得修正质量m′；
m＝ρυ；
Figure BDA0002415582330000121
其中，mt表示臭氧合格时，当前时间段内的气体臭氧质量；mt-1表示臭氧合格时，上一时间段内的气体臭氧质量；mt+1表示臭氧合格时，下一时间段内的气体臭氧质量；Δt表示确定气体臭氧质量的每个时间段的时间长度；e表示自然常数；δt表示臭氧合格时，当前时间段内的气体变化量；δt+1表示臭氧合格时，下一时间段内的气体变化量；δt-1表示臭氧合格时，上一时间段内的气体变化量；
步骤A3：根据所述修正质量m′确定试验过程中常规质量范围，所述常规质量范围为[m′-β1，m′+β2]，其中，β1表示常规质量范围的第一变动误差值，β2表示常规质量范围的第二变动误差值；
步骤A4：记录试验进程和试验需求，确定当前试验测量的当前臭氧质量是否小于所述常规质量范围的最小值；
若是，根据所述当前臭氧质量m″和经流所述开关阀门的氧气流量l，确定所述氧气瓶1的开关阀门的旋转等级θ，并根据所述旋转等级实时控制所述氧气瓶1的开关阀门进行相应角度的旋转，直到所述开关阀门关闭；
Figure BDA0002415582330000131
其中，a1＞a2＞a3＞a4，且都为常数；T表示根据试验进程和试验需求，确定的试验时间，且T是变化的。
其中，三路浓度指的是检测臭氧发生器的出口的气态臭氧浓度、恒温水套多功能接触/反应器的剩余臭氧出口的臭氧浓度以及恒温水套反应器14中的溶解态臭氧浓度。
上述计算结果可以是第一臭氧总量、第二臭氧总量、臭氧质量流量、臭氧产量、臭氧反应量、臭氧消耗量、臭氧剩余量等结果。
上述技术方案的有益效果是：通过显示三路浓度和计算结果，便于进行多组数据观察，通过对合格臭氧进行实时监测，便于实时获取其臭氧发生器的参数，通过对其臭氧质量进行修正，提高确定的三路臭氧浓度的准确性，通过试验进程、试验需求及其常规质量范围，便于对氧气瓶的开关阀门的旋转角度进行实时控制，为试验提供定量和精准的臭氧，还可避免氧气的浪费，节省资源，且便于进行实验条件的精确控制。
本发明实施例提供一种臭氧水处理技术评估方法，如图3所示，包括：
步骤1：基于臭氧产生单元产生臭氧，并对所述臭氧进行分析处理，若分析处理结果不合格，则基于臭氧破坏单元对所述臭氧进行破坏，并继续对所述臭氧进行分析处理，直到分析处理结果合格为止；
步骤2：接收分析处理结果合格的臭氧，进行半动态臭氧氧化反应，制备高浓度臭氧水，当臭氧水的浓度值大于或等于预设值时，开始试验；
步骤3：当开始试验之后，记录所述臭氧反应单元反应产生的试验数据，并根据所述试验数据，获取相关的臭氧参数；
步骤4：同时，在所述臭氧反应单元进行反应的过程中，吸收产生的臭氧尾气。
上述技术方案的有益效果是：便于实时记录试验数据，进而方便快速、准确、定量的获取与臭氧相关的各种臭氧参数，为臭氧工艺评估，反应器设计参数优化、臭氧发生器的运行和生产等提供便利。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，包括：
臭氧发生单元，用于产生臭氧，并对所述臭氧进行分析处理，若分析处理结果不合格，则基于臭氧破坏单元对所述臭氧进行破坏，并继续对所述臭氧进行分析处理，直到分析处理结果合格为止；
臭氧反应单元，用于接收分析处理结果合格的臭氧，进行半动态臭氧氧化反应，制备高浓度臭氧水，当臭氧水的浓度值大于或等于预设值时，开始试验；
臭氧测量单元，用于当开始试验之后，记录所述臭氧产生单元和臭氧反应单元反应产生的试验数据，并根据所述试验数据，获取相关的臭氧参数；
臭氧吸收单元，用于在所述臭氧反应单元进行反应的过程中，吸收产生的臭氧尾气。
2.如权利要求1所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，所述臭氧发生单元包括：氧气瓶、与所述氧气瓶依次连接的气体减压器、硅胶柱、二级减压阀、臭氧发生器和三通阀；
所述三通阀的第一端与所述臭氧发生器连接，所述三通阀的第二端依次与臭氧过滤器、第一玻璃转子流量计和臭氧气体分析仪连接；
所述三通阀的第三端与第二玻璃转子流量计连接；
其中，所述臭氧气体分析仪与所述臭氧破坏单元连接，所述第二玻璃转子流量计与所述臭氧反应单元连接。
3.如权利要求2所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，所述臭氧破坏单元包括：臭氧破坏器；
所述臭氧破坏器与所述臭氧气体分析仪连接。
4.如权利要求2所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，所述臭氧反应单元包括：恒温水套多功能接触/反应器、止水阀、温度计、恒温水套反应器、臭氧探测头、低温水槽、磁力搅拌器和压力变迭器；
所述恒温水套多功能接触/反应器的第一输入端与所述第二玻璃转子流量计连接，所述恒温水套多功能接触/反应器的第一输出端与所述止水阀的一端连接；
所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输出端与臭氧吸收单元连接；
所述恒温水套多功能接触/反应器的第三输出端通过第一三通阀与所述低温水槽连接；
所述低温水槽的输出端经过第二三通阀与所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输入端连接；
所述低温水槽的输出端经过第二三通阀与所述恒温水套反应器的输入端连接，所述恒温水套反应器的输出端通过所述第一三通阀与所述低温水槽的输入端连接；
所述止水阀的另一端设置在所述恒温水套反应器中，
所述磁力搅拌器上设置有温度计，且所述温度计的一端置于所述恒温水套反应器中，所述压力变迭器设置在所述恒温水套反应器的底部；
所述臭氧探测头设置在所述恒温水套反应器中，且所述臭氧探测头的另一端与臭氧测量单元连接。
5.如权利要求4所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，臭氧测量单元包括：臭氧浓度检测仪、与所述臭氧浓度检测仪依次连接的臭氧数据转换器和计算机；
其中，所述臭氧浓度检测仪与所述臭氧探测头的另一端连接。
6.如权利要求4所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，所述臭氧吸收单元包括：第一臭氧尾气吸收装置、与所述第一臭氧尾气吸收装置连接的第二臭氧尾气吸收装置；
所述第一臭氧尾气吸收装置的另一端与所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输出端连接。
7.如权利要求4所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，所述恒温水套多功能接触/反应器包括：臭氧进气管、取样管、剩余臭氧出气管、曝气装置和放置瓶；
所述臭氧进气管的一端与所述第二玻璃转子流量计连接，另一端设置在所述放置瓶中，且所述臭氧进气管的底部设置有曝气装置，所述曝气装置的表征孔径约为400-600μm；
所述取样管的一端设置在所述放置瓶中，另一端与所述止水阀连接；
所述剩余臭氧出气管一端与所述放置瓶连接，另一端与所述臭氧吸收单元连接。
8.如权利要求4所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，
所述恒温水套多功能接触/反应器的外壁是双层夹套；
其中，所述恒温水套多功能接触/反应器的第三输出端设置在夹套外壁的底部，所述恒温水套多功能接触/反应器的第二输入端设置在夹套外壁的顶部；
所述所述恒温水套多功能接触/反应器的高度与直径的比例大于5；
所述恒温水套反应器的外壁是双层夹套，所述恒温水套反应器的夹套外壁的底部和顶部分别为恒温水套反应器的输入端和输出端；
所述恒温水套反应器的夹套外壁的底部设置所述磁力搅拌器，且所述磁力搅拌器的高度与直径的比例为2。
9.如权利要求1所述的一种臭氧水处理技术评估系统，其特征在于，
所述臭氧测量单元，用于实时检测臭氧发生器的出口的气态臭氧浓度和恒温水套多功能接触/反应器的剩余臭氧出口的臭氧浓度，并通过计算机记录气态臭氧浓度、剩余臭氧出口的臭氧浓度及其流量，自动计算剩余臭氧出口的臭氧的实时质量流量，并在预设时间段内，计算出对应的第一臭氧总量；
所述臭氧测量单元，还用于实时检测恒温水套反应器中的溶解态臭氧浓度，并通过计算机记录溶解态臭氧浓度及其对应的流量，自动计算溶解态臭氧浓度的实时质量流量，并在预设时间段内计算出对应的第二臭氧总量；
所述计算机，用于实时显示三路臭氧浓度，同时显示相关的计算结果；
其中，在实时检测臭氧发生器的出口的气态臭氧浓度的过程中，包括：
步骤A1：当分析处理结果为臭氧合格时，对臭氧发生器产生的气体臭氧浓度ρ和气体臭氧容量υ进行实时监测；
步骤A2：根据实时监测结果，确定所述气体臭氧的臭氧质量m，同时，对获取的所述臭氧质量m进行修正处理，获得修正质量m′；
m＝ρυ；
Figure FDA0002415582320000041
其中，mt表示臭氧合格时，当前时间段内的气体臭氧质量；mt-1表示臭氧合格时，上一时间段内的气体臭氧质量；mt+1表示臭氧合格时，下一时间段内的气体臭氧质量；Δt表示确定气体臭氧质量的每个时间段的时间长度；e表示自然常数；δt表示臭氧合格时，当前时间段内的气体变化量；δt+1表示臭氧合格时，下一时间段内的气体变化量；δt-1表示臭氧合格时，上一时间段内的气体变化量；
步骤A3：根据所述修正质量m′确定试验过程中常规质量范围，所述常规质量范围为[m′-β1，m′+β2]，其中，β1表示常规质量范围的第一变动误差值，β2表示常规质量范围的第二变动误差值；
步骤A4：记录试验进程和试验需求，确定当前试验测量的当前臭氧质量是否小于所述常规质量范围的最小值；
若是，根据所述当前臭氧质量m″和经流所述开关阀门的氧气流量l，确定所述氧气瓶的开关阀门的旋转等级θ，并根据所述旋转等级实时控制所述氧气瓶的开关阀门进行相应角度的旋转，直到所述开关阀门关闭；
Figure FDA0002415582320000051
其中，a1＞a2＞a3＞a4，且都为常数；T表示根据试验进程和试验需求，确定的试验时间，且T是变化的。
10.一种臭氧水处理技术评估方法，其特征在于，包括：
基于臭氧产生单元产生臭氧，并对所述臭氧进行分析处理，若分析处理结果不合格，则基于臭氧破坏单元对所述臭氧进行破坏，并继续对所述臭氧进行分析处理，直到分析处理结果合格为止；
接收分析处理结果合格的臭氧，进行半动态臭氧氧化反应，制备高浓度臭氧水，当臭氧水的浓度值大于或等于预设值时，开始试验；
当开始试验之后，记录所述臭氧产生单元和臭氧反应单元反应产生的试验数据，并根据所述试验数据，获取相关的臭氧参数；
同时，在所述臭氧反应单元进行反应的过程中，吸收产生的臭氧尾气。
CN202010190175.9A 2020-03-18 2020-03-18 一种臭氧水处理技术评估系统及方法 Active CN111470610B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010190175.9A CN111470610B (zh) 2020-03-18 2020-03-18 一种臭氧水处理技术评估系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010190175.9A CN111470610B (zh) 2020-03-18 2020-03-18 一种臭氧水处理技术评估系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111470610A true CN111470610A (zh) 2020-07-31
CN111470610B CN111470610B (zh) 2021-02-26

Family

ID=71747955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010190175.9A Active CN111470610B (zh) 2020-03-18 2020-03-18 一种臭氧水处理技术评估系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111470610B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1508080A (zh) * 2002-12-18 2004-06-30 中国科学院生态环境研究中心 一种氧化去除饮用水中微量邻苯二甲酸二正丁酯的方法
CN1827175A (zh) * 2006-03-23 2006-09-06 徐名勇 可制取低温水来提高臭氧水溶解度的臭氧水生成机组
JP2011068560A (ja) * 2010-10-29 2011-04-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd オゾン濃縮装置及びオゾン濃縮装置の運転方法
CN102557230A (zh) * 2011-05-17 2012-07-11 济南市供排水监测中心 一种用于确定水处理中臭氧投加量的设备及其方法
CN205773581U (zh) * 2016-06-17 2016-12-07 鲁西化工集团股份有限公司 一种臭氧污水处理系统
CN107814459A (zh) * 2017-10-18 2018-03-20 上海电气集团股份有限公司 一种生化‑臭氧水处理方法及其处理装置
CN108602702A (zh) * 2015-12-24 2018-09-28 株式会社保尔 使用低能量的臭氧水处理系统
CN109704449A (zh) * 2019-02-26 2019-05-03 江苏方洋水务有限公司 一种高效臭氧水处理系统及连续式臭氧制备与水处理方法
KR20190091907A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 주식회사 매직워터코리아 오존을 이용한 고효율 정화장치
CN209872484U (zh) * 2019-02-26 2019-12-31 江苏方洋水务有限公司 一种高效臭氧水处理系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1508080A (zh) * 2002-12-18 2004-06-30 中国科学院生态环境研究中心 一种氧化去除饮用水中微量邻苯二甲酸二正丁酯的方法
CN1827175A (zh) * 2006-03-23 2006-09-06 徐名勇 可制取低温水来提高臭氧水溶解度的臭氧水生成机组
JP2011068560A (ja) * 2010-10-29 2011-04-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd オゾン濃縮装置及びオゾン濃縮装置の運転方法
CN102557230A (zh) * 2011-05-17 2012-07-11 济南市供排水监测中心 一种用于确定水处理中臭氧投加量的设备及其方法
CN108602702A (zh) * 2015-12-24 2018-09-28 株式会社保尔 使用低能量的臭氧水处理系统
CN205773581U (zh) * 2016-06-17 2016-12-07 鲁西化工集团股份有限公司 一种臭氧污水处理系统
CN107814459A (zh) * 2017-10-18 2018-03-20 上海电气集团股份有限公司 一种生化‑臭氧水处理方法及其处理装置
KR20190091907A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 주식회사 매직워터코리아 오존을 이용한 고효율 정화장치
CN109704449A (zh) * 2019-02-26 2019-05-03 江苏方洋水务有限公司 一种高效臭氧水处理系统及连续式臭氧制备与水处理方法
CN209872484U (zh) * 2019-02-26 2019-12-31 江苏方洋水务有限公司 一种高效臭氧水处理系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111470610B (zh) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100927847B1 (ko) 총 유기탄소 분석기
CN101907558A (zh) 总有机碳在线分析仪及分析总有机碳的方法
CN103837579B (zh) 一种短程硝化反硝化过程中n2o产生的检测装置与方法
CN110220855B (zh) 一种用于总氮的化学分析系统
CN102998347B (zh) 基于超临界水氧化的化学需氧量检测方法和设备
Rozzi et al. Anaerobic process control by bicarbonate monitoring
CN111470610B (zh) 一种臭氧水处理技术评估系统及方法
CN201662575U (zh) 水质总氮在线自动监测装置
CN211955227U (zh) 总氮在线监测装置
CN201425581Y (zh) 根据现场情况确定消解时间的cod监测装置
CN104792704A (zh) Toc、tn、tp三指标连续同步实时在线测定方法与仪器
CN110658140A (zh) 一种用于总磷的化学分析系统
CN111533252A (zh) 一种用于实验室模拟污水厌氧消化处理的装置及方法
CN108226435A (zh) 基于多传感器信息融合的cod检测方法和装置
CN110658139A (zh) 一种高锰酸盐指数分析系统
US20100281950A1 (en) Method and apparatus for analysis of mixed streams
CN110174398A (zh) 基于高级氧化技术的水体总铬含量在线检测装置及方法
He et al. Oxygen-transfer measurement in clean water
CN211955222U (zh) 一种高氯水样的cod测定装置
US4968436A (en) Method for the treatment of sewage containing nitrites
CN210269598U (zh) 一种用于总氮的化学分析系统
CN211122512U (zh) 一种高锰酸盐指数分析系统
CN209132261U (zh) 一种污水的检测保存装置
Fried et al. Laser photoacoustic detection of nitrogen dioxide in the gas-phase titration of nitric oxide with ozone
CN113916812A (zh) 一种淡水中总氮浓度的测定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Guo Jianning

Inventor after: Peng Jianxiao

Inventor after: Wu Rongyang

Inventor after: Xiong Ye

Inventor before: Guo Jianning

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant