CN112479324A - 一种污水处理用二氧化氯发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及二氧化氯发生器技术领域，特别是涉及一种污水处理用二氧化氯发生器，包括：反应原料罐；二氧化氯发生器与反应原料罐通过进料管连通；冷冻室与二氧化氯发生器通过第一导液管连通；集液池与冷冻室通过第二导液管连通；控制面板；反应原料罐、二氧化氯发生器、冷冻室和集液池均安装在所述底座上。本发明解决现有技术中二氧化氯制备过程中容易出现成本和纯度难以平衡的问题，过硫酸盐氧化法进行制备二氧化氯，通过冷冻析出硫酸钠使得硫酸钠可回收再次利用，整个工艺流程物料利用率高，并且反应转化率高。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化氯发生器技术领域，特别是涉及一种污水处理用二氧化氯发生器。
背景技术
二氧化氯作为一种新型的氧化剂和消毒剂，二氧化氯以其高效、广谱、无残留、无副产物的消毒能力和脱色、除臭、除异味等强氧化能力已经成为水处理领域的佼佼者。二氧化氯和紫外线、臭氧、次氯酸钠、液氯等传统的消毒剂相比二氧化氯有着独特的优势。
化学法二氧化氯发生器一般由供料系统、反应系统、安全系统、自动控制系统和吸收投加系组成。
二氧化氯的制备方法一般包括：
氧化法：该法是用氧化剂Cl2或HClO氧化NaClO2或在酸性介质中使NaClO2自身发生氧化还原反应生成ClO2，其反应式：Cl2+2NaClO2→2ClO2↑+2NaCl或2NaClO2+HClO+HCl→2ClO2↑+2NaCl+H2O。氧化法的特点是一次性投资少，操作简便，容易控制，制取的ClO2纯度高，副产物少。但它的反应速度慢、耗酸量大、成本较高，对设备条件要求苛刻，一般只适于实验室和小规模生产。NaClO2昂贵，决定了ClO2的生产成本较高，一般是氯酸盐法的3倍左右。
酸化法：NaClO2在酸性条件下，ClO2—以可测量的速率稳定地分解成ClO2、ClO3—和Cl—，反应式：5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O。目前，酸化法主要采用盐酸或硫酸/NaClO2体系发生ClO2。这种发生器技术是让酸(盐酸或硫酸)与亚氯酸钠NaClO2溶液在空气(或氯气)流下反应并吹出，由水射器将生成的ClO2送至消毒系统。该法工艺简单，操作方便。但该法的缺点是反应速率慢，酸量大，产生的废酸多，副产一定量的Cl2，影响ClO2的纯度，给ClO2的应用带来了麻烦。
过硫酸盐氧化法：过硫酸钠+NaClO2体系发生ClO2。过硫酸钠(又称过二硫酸钠)Na2S2O8，与亚氯酸钠溶液反应生成ClO2：2NaClO2+Na2S2O8→2ClO2↑+2Na2SO4。在实际处理过程中，只要用一定数量的片剂溶于一定体积的水中，便可获得一定浓度的ClO2溶液，用于消毒系统中。在现有技术中，过硫酸盐氧化法大量应用的案例较少，并且产生的Na2SO4容易被浪费，对资源形成浪费。
电解法：电解法是以氯酸钠或氯化钠为原料，采用隔膜电解技术制取ClO2，所用的电解液可以是食盐溶液、亚氯酸盐溶液和氯酸盐溶液。电解过程中，在阴极制得烧碱溶液和氢气，阳极获得ClO2、氯气、过氧化氢及臭氧的混合物。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种污水处理用二氧化氯发生器，用于解决现有技术中二氧化氯制备过程中容易出现成本和纯度难以平衡的问题。本发明采用过硫酸盐氧化法进行制备二氧化氯，通过冷冻析出硫酸钠使得硫酸钠可回收再次利用，整个工艺流程物料利用率高，并且反应转化率高。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种污水处理用二氧化氯发生器，所述污水处理用二氧化氯发生器包括：
反应原料罐，所述反应原料罐为过硫酸钠储液罐和亚氯酸钠储液罐；
二氧化氯发生器，所述二氧化氯发生器与所述反应原料罐通过进料管连通，所述进料管上安装有进料电磁阀门和进料泵；
冷冻室，所述冷冻室与所述二氧化氯发生器通过第一导液管连通，所述第一导液管上安装有第一导液泵；所述冷冻室上安装有控温装置；
集液池，所述集液池与所述冷冻室通过第二导液管连通，所述第二导液管上安装有第二导液泵；所述集液池的底部安装有二氧化氯出料管，所述二氧化氯出料管上安装有二氧化氯出料阀门；
控制面板，所述控制面板安装在所述二氧化氯发生器上，所述进料泵、控温装置、第一导液泵、第二导液泵、进料电磁阀门的输出端与所述控制面板上对应的输入端电性连接，所述控制面板与电源电性连接；
底座，所述反应原料罐、二氧化氯发生器、冷冻室和集液池均安装在所述底座上。
污水处理用二氧化氯发生器采用过硫酸盐氧化法进行制备二氧化氯，通过冷冻析出硫酸钠使得硫酸钠可回收再次利用，整个工艺流程物料利用率高，并且反应转化率高；反应原料罐与二氧化氯发生器连通并为二氧化氯发生器提供反应原料，控制面板控制进料电磁阀门和进料泵，使得整个进料过程更加自动化；反应之后的反应液转移至冷冻室中，在-5～10℃下析出硫酸钠，二氧化氯溶于水中并转移至集液池中，将大部分硫酸钠析出使得硫酸钠可再利用，二氧化氯溶液中含有较少的硫酸钠并不会对污水处理产生不利影响，集液池中的二氧化氯溶液可直接用于污水处理。
过硫酸盐氧化法中虽然采用了成本较高的亚氯酸钠，但是反应快速、物料利用率高、副反应少。二氧化氯发生器不需要设置加热装置，可常温进行反应，节约能源。冷冻室析出硫酸钠提高物料利用率。集液池收集到的二氧化氯溶液可直接用于污水处理。底座用于支撑以及固定各种设备装置。
于本发明的一实施例中，所述反应原料罐、二氧化氯发生器、冷冻室和集液池均安装有液位计，所述液位计的外表面上设置有夜光透明层。设计液位计便于观察液位，从而便于调节各阀门的开闭。液位计上设置夜光透明层便于夜间粗略观察，夜光透明层采用夜光透明材料喷涂而成。
于本发明的一实施例中，所述过硫酸钠储液罐和亚氯酸钠储液罐的外表面上均设置有隔热层，所述集液池内部设置有防腐层。过硫酸钠和亚氯酸钠的较热的温度下容易发生反应，为了安全起见，设置隔热层保证反应原料罐的温度处于20～30℃。
于本发明的一实施例中，所述反应原料罐上设置有进料口和进水管，所述进水管上设置有进水阀门。反应原料为过硫酸钠水溶液和亚氯酸钠水溶液，因此设计进料口和进水管，便于补充各原料，也避免预先溶解过硫酸钠和亚氯酸钠的工序。节约人力成本。
于本发明的一实施例中，所述二氧化氯发生器上安装有压力表和观察窗，所述压力表安装在所述二氧化氯发生器的侧面，所述观察窗安装在所述控制面板的下方。在二氧化氯发生器中设置压力表，避免压力过大造成安全隐患。在二氧化氯反应器的表面设置观察窗便于观察反应器内的情况。
于本发明的一实施例中，所述二氧化氯发生器的侧面安装有空气鼓泡管，所述空气鼓泡管的另一端浸没在二氧化氯缓冲槽中。整个装置用于平衡气压，二氧化氯缓冲槽中也是二氧化氯溶液，也可用于污水处理。
于本发明的一实施例中，所述冷冻室的底部安装有硫酸钠出料管，所述硫酸钠出料管安装有硫酸钠出料阀门。
于本发明的一实施例中，所述第二导液管与所述冷冻室接触区域安装有不锈钢滤网，所述不锈钢滤网的网格目数为15目。设置滤网避免析出的硫酸钠进入管道中。
如上所述，本发明的一种污水处理用二氧化氯发生器，具有以下有益效果：污水处理用二氧化氯发生器采用过硫酸盐氧化法进行制备二氧化氯，通过冷冻析出硫酸钠使得硫酸钠可回收再次利用，整个工艺流程物料利用率高，并且反应转化率高；反应原料罐与二氧化氯发生器连通并为二氧化氯发生器提供反应原料，控制面板控制进料电磁阀门和进料泵，使得整个进料过程更加自动化；反应之后的反应液转移至冷冻室中，在-5～10℃下析出硫酸钠，二氧化氯溶于水中并转移至集液池中，将大部分硫酸钠析出使得硫酸钠可再利用，二氧化氯溶液中含有较少的硫酸钠并不会对污水处理产生不利影响，集液池中的二氧化氯溶液可直接用于污水处理。
附图说明
图1显示为本发明实施例中污水处理用二氧化氯发生器的整体结构示意图。
图2显示为本发明实施例中污水处理用二氧化氯发生器的反应原料罐的结构示意图。
图3显示为本发明实施例中污水处理用二氧化氯发生器的图2中A处放大图。
图4显示为本发明实施例中污水处理用二氧化氯发生器的冷冻室的结构示意图。
图5显示为本发明实施例中污水处理用二氧化氯发生器的图4中B处放大图。
图6显示为本发明实施例中污水处理用二氧化氯发生器的二氧化氯发生器和二氧化氯缓冲槽的连接示意图。
图7显示为本发明实施例中污水处理用二氧化氯发生器的集液池的结构示意图。
元件标号说明
1-反应原料罐，101-过硫酸钠储液罐，102-亚氯酸钠储液罐，103-进料口，104进水管，105-进水阀门，106-隔热层；2-二氧化氯发生器，201-进料管，202-进料电磁阀门，203-进料泵，204-压力表，205-观察窗，206-空气鼓泡管，207-二氧化氯缓冲槽；3-冷冻室，301-第一导液管，302-第一导液泵，303-硫酸钠出料管，304-硫酸钠出料阀门，305-控温装置；4-集液池，401-第二导液管，402-第二导液泵，403-二氧化氯出料管，404-二氧化氯出料阀门，405-不锈钢滤网，406-防腐层；5-控制面板；6-夜光透明层；7-液位计；8-底座。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种污水处理用二氧化氯发生器，所述污水处理用二氧化氯发生器包括：
请参阅图1，反应原料罐1，所述反应原料罐1为过硫酸钠储液罐101和亚氯酸钠储液罐102，所述反应原料罐1上设置有进料口103和进水管104，所述进水管104上设置有进水阀门105；请参阅图2，所述过硫酸钠储液罐101和亚氯酸钠储液罐102的外表面上均设置有隔热层106；
请参阅图1，二氧化氯发生器2，所述二氧化氯发生器2与所述反应原料罐1通过进料管201连通，所述进料管201上安装有进料电磁阀门202和进料泵203；所述二氧化氯发生器2上安装有压力表204和观察窗205，所述压力表204安装在所述二氧化氯发生器2的侧面，所述观察窗205安装在所述控制面板5的下方；请参阅图6，所述二氧化氯发生器2的侧面安装有空气鼓泡管206，所述空气鼓泡管206的另一端浸没在二氧化氯缓冲槽207中；
请参阅图1和图4，冷冻室3，所述冷冻室3与所述二氧化氯发生器2通过第一导液管301连通，所述第一导液管301上安装有第一导液泵302；所述冷冻室3的底部安装有硫酸钠出料管303，所述硫酸钠出料管303安装有硫酸钠出料阀门304；所述冷冻室3上安装有控温装置305；控温装置305为常规选择的控温装置305。
请参阅图1，集液池4，所述集液池4与所述冷冻室3通过第二导液管401连通，所述第二导液管401上安装有第二导液泵402；所述集液池4的底部安装有二氧化氯出料管403，所述二氧化氯出料管403上安装有二氧化氯出料阀门404；请参阅图5，所述第二导液管401与所述冷冻室3接触区域安装有不锈钢滤网405，所述不锈钢滤网405的网格目数为15目；请参阅图7，所述集液池4内部设置有防腐层406；
请参阅图1，控制面板5，所述控制面板5安装在所述二氧化氯发生器2上，所述进料泵203、控温装置305、第一导液泵302、第二导液泵402、进料电磁阀门202的输出端与所述控制面板5上对应的输入端电性连接，所述控制面板5与电源电性连接，图中电源未画出，电源与控制面板5的连接方式为常规连接；
请参阅图1，底座8，所述反应原料罐1、二氧化氯发生器2、冷冻室3和集液池4均安装在所述底座8上；
请参阅图1和图3，所述反应原料罐1、二氧化氯发生器2、冷冻室3和集液池4均安装有液位计7，所述液位计7的外表面上设置有夜光透明层6。
使用过程：先将过硫酸钠和亚氯酸钠分别投入对应的储液罐中，溶解完全后打开控制面板5上进料电磁阀门202和进料泵203的控制按钮，原料输送至二氧化氯发生器2中反应，反应完成后打开第一导液泵302的控制按钮，反应液输送至冷冻室3冷冻析出硫酸钠，再输送至集液池4中即可。
综上所述，本发明的污水处理用二氧化氯发生器采用过硫酸盐氧化法进行制备二氧化氯，通过冷冻析出硫酸钠使得硫酸钠可回收再次利用，整个工艺流程物料利用率高，并且反应转化率高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于，所述污水处理用二氧化氯发生器包括：
反应原料罐(1)，所述反应原料罐(1)为过硫酸钠储液罐(101)和亚氯酸钠储液罐(102)；
二氧化氯发生器(2)，所述二氧化氯发生器(2)与所述反应原料罐(1)通过进料管(201)连通，所述进料管(201)上安装有进料电磁阀门(202)和进料泵(203)；
冷冻室(3)，所述冷冻室(3)与所述二氧化氯发生器(2)通过第一导液管(301)连通，所述第一导液管(301)上安装有第一导液泵(302)；所述冷冻室(3)上安装有控温装置(305)；
集液池(4)，所述集液池(4)与所述冷冻室(3)通过第二导液管(401)连通，所述第二导液管(401)上安装有第二导液泵(402)；所述集液池(4)的底部安装有二氧化氯出料管(403)，所述二氧化氯出料管(403)上安装有二氧化氯出料阀门(404)；
控制面板(5)，所述控制面板(5)安装在所述二氧化氯发生器(2)上，所述进料泵(203)、控温装置(305)、第一导液泵(302)、第二导液泵(402)、进料电磁阀门(202)的输出端与所述控制面板(5)上对应的输入端电性连接，所述控制面板(5)与电源电性连接；
底座(8)，所述反应原料罐(1)、二氧化氯发生器(2)、冷冻室(3)和集液池(4)均安装在所述底座(8)上。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于：所述反应原料罐(1)、二氧化氯发生器(2)、冷冻室(3)和集液池(4)均安装有液位计(7)，所述液位计(7)的外表面上设置有夜光透明层(6)。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于：所述过硫酸钠储液罐(101)和亚氯酸钠储液罐(102)的外表面上均设置有隔热层(106)；所述集液池(4)内部设置有防腐层(406)。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于：所述反应原料罐(1)上设置有进料口(103)和进水管(104)，所述进水管(104)上设置有进水阀门(105)。
5.根据权利要求1或2所述的一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于：所述二氧化氯发生器(2)上安装有压力表(204)和观察窗(205)，所述压力表(204)安装在所述二氧化氯发生器(2)的侧面，所述观察窗(205)安装在所述控制面板(5)的下方。
6.根据权利要求1或2所述的一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于：所述二氧化氯发生器(2)的侧面安装有空气鼓泡管(206)，所述空气鼓泡管(206)的另一端浸没在二氧化氯缓冲槽(207)中。
7.根据权利要求1或2所述的一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于：所述冷冻室(3)的底部安装有硫酸钠出料管(303)，所述硫酸钠出料管(303)安装有硫酸钠出料阀门(304)。
8.根据权利要求1所述的一种污水处理用二氧化氯发生器，其特征在于：所述第二导液管(401)与所述冷冻室(3)接触区域安装有不锈钢滤网(405)，所述不锈钢滤网(405)的网格目数为15目。
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2019
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