CN112239301A - 一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，包括水处理舱、上臭氧泵、下臭氧泵、电磁装置、上超声装置和下超声装置，上臭氧泵水平安置于水处理舱左上部，下臭氧泵水平安置于水处理舱右下部，上臭氧泵与下臭氧泵之间连接有臭氧导管，臭氧导管设置于于水处理舱内部，水处理舱顶部右侧垂直设置有上水器，水处理舱底部左侧垂直设置有下水器，水处理舱顶部中心处设置有投料口，上水器、下水器和水处理舱连接处均设置有旋口，电磁装置周向固定设置于水处理舱中部外壁，上超声装置水平安置于水处理舱外壁右上部，下超声装置水平安置于水处理舱外壁左下部。本发明的优点在于可适合复杂场景下的污废水处理需要。

Description

一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备
技术领域
本发明涉及一种污水处理设备技术领域，特别涉及一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备。
背景技术
我国要实现生态文明建设，需要不断更新的技术手段，在生态文明建设，水是重点需要关注的对象，现今水处理技术趋于多样化和系统化，污染废水类型随着行业的不同而不同，另外随着环境修复的兴起，地下水修复已然成为新的迫在眉睫的研究方向。目前针对各类型污染废水的处理方法有：物理方法、物理化学方法、生物方法以及高级氧化技术法。其中高级氧化技术法(AOPs)包括：臭氧氧化、芬顿氧化、过硫酸盐氧化、超声波化学氧化、电化学氧化、光催化氧化、等离子体处理以及其联合技术等。AOPs可以直接氧化或间接生成活性自由基而完全降解废水中有机污染物。AOPs被用于处理环境问题已经引起了广泛的研究，尤其在处理污水方面，但是针对联合技术的实体设备的有机整合与开发，却较少，即技术与设备开发存在一定落差，主要这里面涉及到多方面的原因，仅仅环境工程技术还远远不够，还需要机械工程、电气工程方面的结合，故限制AOPs实际发展应用。
发明内容
本发明结构上为反对称设计，结合实际水处理难点，基于构架电磁线圈联合臭氧同时物理辅助的AOPs技术，提出一种可放大运行亦可小型化处理，便于携运，可适合复杂场景下的污废水处理需要的设备，旨在更好利用环境工程技术处理多种废水。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于，包括水处理舱1、上臭氧泵2、下臭氧泵3、电磁装置9、上超声装置18和下超声装置20，所述上臭氧泵2水平安置于水处理舱1左上部，所述下臭氧泵3水平安置于水处理舱1右下部，所述上臭氧泵2与下臭氧泵3之间连接有臭氧导管10，所述臭氧导管10设置于于水处理舱1内部，所述水处理舱1顶部右侧垂直设置有上水器4，所述水处理舱1底部左侧垂直设置有下水器5，所述水处理舱1顶部中心处设置有投料口6，所述上水器4、下水器5和水处理舱1连接处均设置有旋口7，所述旋口7由双层三片叶片重叠构成，所述水处理舱1内部中心设置有隔门8，所述投料口6设置于隔门8两侧，所述电磁装置9周向固定设置于水处理舱1中部外壁，所述上超声装置18水平安置于水处理舱1外壁右上部，所述下超声装置20水平安置于水处理舱1外壁左下部。
优选的，所述臭氧导管10呈U型，所述臭氧导管10包括外管11，中管12和压力气喷13，所述压力气喷13呈子弹头状，均匀交错排列在外管11左右两侧，所述中管12内置于外管11。
优选的，所述上水器4和下水器5包括反转转头22和阀口23，所述反转转头22设置于上水器4和下水器5中部，所述阀口23设置于上水器4的顶部和下水器5的尾部，所述阀口23为压力螺旋阀，内置三重交错旋片，控制旋口7的封闭或开放。
优选的，所述隔门8为多层渗透膜组成的渗透墙，将水处理舱1内部分割为两部分。
优选的，所述上超声装置18和下超声装置20均包括换取装置21与发声装置19，所述换取装置21采用垂直抽屉式与水处理舱1外壁固定连接，所述发声装置19可拆卸安装于换取装置21内部。
优选的，所述水处理舱1内壁于隔门8两侧分别设置有滑轨17，所述滑轨17上滑动连接有一U型滑头1。
优选的，所述U型滑头1上分别固定连接有上行磁片16和下行磁片15。
优选的，所述电磁装置9内包括由密铜线缠绕而成的线圈。
综上所述，本发明的有益效果为：本发明采用反对称设计结构，可以满足多种AOPs技术的组合使用，同时还可以改变上下水向，完成反冲洗逆向水处理效果，便于反应控制，线圈控制组合渗透墙，控制磁片运动，继而控制连续流的水力停留时间，同时滞留或悬停磁性催化剂，污水置于外加电磁场中，增加弱电磁催化效应，从而快速降解水体污染物，臭氧采用舱体环绕型气喷，使得臭氧利用率增加；设备可放大运行亦可小型化处理，便于携运，可适合复杂场景下的污废水处理需要，充分巧妙利用环境、生物和机械上的原理，创新设计，便于推广。
附图说明
图1是本发明结构主视图；
图2是本发明结构反剖图；
图3是本发明中上水器与下水器的具体结构图；
图4是本发明中臭氧导管的具体说明图；
图中：1-水处理舱，2-上臭氧泵，3-下臭氧泵，4-上水器，5-下水器，6-投料口，7-旋口，8-隔门，9-电磁装置，10-臭氧导管，11-外管，12-中管，13-压力气喷，14-U型滑头，15-上行磁片，16-下行磁片，17-滑轨，18-上超声装置，19-发声装置，20-下超声装置，21-换取装置，22-反转转头，23-阀口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
如图1至4所示的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，包括水处理舱1、上臭氧泵2、下臭氧泵3、电磁装置9、上超声装置18和下超声装置20，所述上臭氧泵2水平安置于水处理舱1左上部，所述下臭氧泵3水平安置于水处理舱1右下部，所述上臭氧泵2与下臭氧泵3之间连接有臭氧导管10，所述臭氧导管10设置于于水处理舱1内部，所述水处理舱1顶部右侧垂直设置有上水器4，所述水处理舱1底部左侧垂直设置有下水器5，所述水处理舱1顶部中心处设置有投料口6，所述上水器4、下水器5和水处理舱1连接处均设置有旋口7，所述旋口7由双层三片叶片重叠构成，所述水处理舱1内部中心设置有隔门8，所述投料口6设置于隔门8两侧，为了用于方便投磁性催化材料或者氧化剂，同时保证压力平衡，所述电磁装置9周向固定设置于水处理舱1中部外壁，所述上超声装置18水平安置于水处理舱1外壁右上部，所述下超声装置20水平安置于水处理舱1外壁左下部。
所述臭氧导管10呈U型，所述臭氧导管10包括外管11，中管12和压力气喷13，所述压力气喷13呈子弹头状，均匀交错排列在外管11左右两侧，所述中管12内置于外管11，从而能够起到气液更好混合的效果即臭氧能第一时间均匀地接触到处理液。
所述上水器4和下水器5包括反转转头22和阀口23，所述反转转头22设置于上水器4和下水器5中部，通过反转转头22使得上水器4由进水改为出水，使得下水器5由出水改为进水，为了可改变水向，完成反冲洗逆向处理效果。所述阀口23设置于上水器4的顶部和下水器5的尾部，所述阀口23为压力螺旋阀，内置三重交错旋片，为了控制进出水同时控制旋口7封闭或开放，即往下拧转，旋片关闭，阀口关闭；往上拧转，旋片打开，阀口打开。
所述隔门8为多层渗透膜组成的渗透墙，将水处理舱1内部分割为两部分，从而形成隔门8两侧不同的渗透压。
所述上超声装置18和下超声装置20均包括换取装置21与发声装置19，所述换取装置21采用垂直抽屉式与水处理舱1外壁固定连接，所述发声装置19可拆卸安装于换取装置21内部，所述发声装置可设置为超声震板、超声震棒、超声探针、超声变幅杆其中任意一种，所述发声装置19可通过垂直抽屉式的换取装置21完成发声装置19的换取或进入水处理舱体1的长短距离，从而方便换取发声装置19以及控制进入舱体的深浅，达到控制声处理的效果。
所述水处理舱1内壁于隔门8两侧分别设置有滑轨17，所述滑轨17上滑动连接有一U型滑头1，所述U型滑头1上分别固定连接有上行磁片16和下行磁片15，所述上行磁片16和下行磁片15能够沿着滑轨17上下运动，下行磁片16和上行磁片15始终保持下行和上行的运动状态，当在污水流向为自上往下时，所述下行磁片16由于流水重力呈现下行状态，所述上行磁片15由于渗透作用呈现上行状态；当在污水流向为自下往上时，所述上行磁片15由于流水冲力呈现上行状态，所述下行磁片16由于渗透作用呈现下行状态。
所述电磁装置9内包括由密铜线缠绕而成的线圈，线圈通电后能够产生磁效应，减缓下行磁片16和上行磁片15运动速度，同时滞留或悬停磁性催化剂，如纳米零价铁，同时使得污水置于外加电磁场中，增加弱电磁催化效应。
本发明的工作原理为：当需要深度处理的污废水从上水器流入，开启臭氧泵，臭氧经臭氧导管送入水处理舱，其中外管，中管和压力气喷三者作用形成梯级压力效应，控制臭氧以更小气泡进入水体，重要的是，压力气喷可改性增加臭氧催化效果，即采用水热法于压力气喷外部负载一层纳米催化剂，其催化剂的选择根据需要自行改性，本发明采用了纳米二氧化钛以及锰铁氧化物，根据需要选择性开启上下两个超声装置，超声场的加入，可更高效的促使臭氧催化分解产生高效的包括羟基自由基在内的活性物质，以促使难降解有机污染物的快速、深度处理，由于隔门作用，待处理废液将延迟渗入另一侧，由于水流的压力与重力作用，将推动左侧下行磁片沿滑轨往下运行，右侧的上行磁片由于渗透作用沿滑轨往上运动，由于电磁装置通电后将形成电场，对其上下运动的磁片将产生电磁阻力，减缓磁片的运行速度，同时相互作用形成弱磁场，对于加入的铁基纳米催化剂具有较好的悬停作用，同时处理过程废水将慢慢于底部积累通过渗透膜向右侧渗透进行二次处理。当整个舱体满水后，进入处理平衡阶段，在两侧达到渗透平衡后，下水器可开始出水，这边重要在于整个处理装置的参数设置，以保证起初的间歇段与渗透平衡可根据出水水质的要求进行匹配性设定，当稳定出水后，整个系统进入连续流处理模式，上水器可添加外加氧化剂过硫酸盐、双氧水等，通过体系耦合，深度提高设备处理污废水的能力。
反之，当下水器进水、上水器出水处理过程和原理一样，不同点在于进水有反冲洗作用，但设备运行一段时间后，难免积累污垢，利用反冲洗可保持设备的清洁性，在实际运行中两种进出水方式交替使用，能够提高设备运行效率与寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于，包括水处理舱（1）、上臭氧泵（2）、下臭氧泵（3）、电磁装置（9）、上超声装置（18）和下超声装置（20），所述上臭氧泵（2）水平安置于水处理舱（1）左上部，所述下臭氧泵（3）水平安置于水处理舱（1）右下部，所述上臭氧泵（2）与下臭氧泵（3）之间连接有臭氧导管（10），所述臭氧导管（10）设置于于水处理舱（1）内部，所述水处理舱（1）顶部右侧垂直设置有上水器（4），所述水处理舱（1）底部左侧垂直设置有下水器（5），所述水处理舱（1）顶部中心处设置有投料口（6），所述上水器（4）、下水器（5）和水处理舱（1）连接处均设置有旋口（7），所述旋口（7）由双层三片叶片重叠构成，所述水处理舱（1）内部中心设置有隔门（8），所述投料口（6）设置于隔门（8）两侧，所述电磁装置（9）周向固定设置于水处理舱（1）中部外壁，所述上超声装置（18）水平安置于水处理舱（1）外壁右上部，所述下超声装置（20）水平安置于水处理舱（1）外壁左下部。
2.根据权利要求1所述的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于：所述臭氧导管（10）呈U型，所述臭氧导管（10）包括外管（11），中管（12）和压力气喷（13），所述压力气喷（13）呈子弹头状，均匀交错排列在外管（11）左右两侧，所述中管（12）内置于外管（11）。
3.根据权利要求1所述的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于：所述上水器（4）和下水器（5）包括反转转头（22）和阀口（23），所述反转转头（22）设置于上水器（4）和下水器（5）中部，所述阀口（23）设置于上水器（4）的顶部和下水器（5）的尾部，所述阀口（23）为压力螺旋阀，内置三重交错旋片，控制旋口（7）的封闭或开放。
4.根据权利要求1所述的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于：所述隔门（8）为多层渗透膜组成的渗透墙，将水处理舱（1）内部分割为两部分。
5.根据权利要求1所述的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于：所述上超声装置（18）和下超声装置（20）均包括换取装置（21）与发声装置（19），所述换取装置（21）采用垂直抽屉式与水处理舱（1）外壁固定连接，所述发声装置（19）可拆卸安装于换取装置（21）内部。
6.根据权利要求1所述的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于：所述水处理舱（1）内壁于隔门（8）两侧分别设置有滑轨（17），所述滑轨（17）上滑动连接有一U型滑头（1）。
7.根据权利要求6所述的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于：所述U型滑头（1）上分别固定连接有上行磁片（16）和下行磁片（15）。
8.根据权利要求1所述的一种声辅助臭氧电磁催化氧化污水处理设备，其特征在于：所述电磁装置（9）内包括由密铜线缠绕而成的线圈。
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