CN201372225Y - 一种臭氧氧化水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种臭氧氧化水处理装置，主要由氧气瓶、臭氧化反应器、高压电源、储水罐、水泵和臭氧毁灭器组成。氧气瓶内压力氧气在臭氧化反应器的气室内由高压电场作用产生臭氧和活性自由基，臭氧和活性自由基立即穿过微孔陶瓷管，在臭氧化反应室内产生微气泡，和泵入的水或废水迅速反应，减少臭氧产生和吸收两个工艺过程间的时间，另外利用电晕放电区产生的活性自由基高效参与氧化水中污染物的反应。该装置提高了臭氧传质和氧化反应速率，节省臭氧化运行费用。

Description

一种臭氧氧化水处理装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，特指一种臭氧氧化水处理装置。

背景技术

臭氧具有极强的氧化能力，它在水中的氧化还原电位为2.07eV。用臭氧处理废水的方法叫臭氧化法，属于化学氧化法的一种。在国外，臭氧已经作为饮用水的消毒剂得到广泛的应用，它能快速有效地杀死水中的细菌和病毒，除去水中的异味。臭氧还被用来处理工业废水，臭氧能有效除去水中的许多有机和无机污染物，降低水的BOD和COD，并对脱色、除臭、杀菌有显著效果。臭氧化法和生化法、活性炭吸附等方法比起来有许多优点，它的氧化能力强，净化效果好，它可以在较短的时间内使废水中的污染物降低到允许排放浓度，还能消除废水中致癌性的卤代有机物前体，将污染物降解为毒性小或无毒害的物质。它工艺简单、安全可靠、不产生二次污染。

国内外在臭氧用于处理饮用水和废水的研究方面一直非常活跃，从臭氧单独氧化发展到高级氧化过程，这些技术作用机理，主要是加快了臭氧氧化反应的速率。然而，多数的臭氧吸收过程是由臭氧分子在水中的扩散过程控制或扩散和反应同时控制的过程。因此如何强化传质，提高臭氧的利用效率，是臭氧化水处理技术中一个很重要的方面。臭氧工艺自投入生产实践的百余年来，所采用的几乎都是化工领域常见的气液接触形式和常用的机械搅拌等强化气液相传质的传统方法，如提高气相中臭氧质量浓度，增加接触反应容器内的压力，采用喷射、机械搅拌混合等方法。

总之，为了提高臭氧化效率，国内外研究主要采取以下几个措施：(1)提高气相中臭氧的分压，(2)提高气相臭氧浓度，(3)降低溶解液体温度，(4)扩大气液接触面积。其中(1)、(2)两个措施要从臭氧发生器的优化设计等方面，(3)降低溶解液体温度在实际应用中受到很大限制，目前主要方向是如何扩大气液接触面积来提高臭氧在水中的溶解效率。

发明内容

本实用新型的目的是提高臭氧化水处理工艺过程中臭氧传质速率和臭氧化反应速度，同时减少臭氧化工艺运行费用，而提供的一种臭氧化水处理装置。

一种臭氧化水处理装置，包括氧气瓶、臭氧化反应器、高压电源、储水罐、水泵和臭氧毁灭器组成，其特征在于：臭氧化反应器从里层到外层分别由不锈钢条筒、微孔陶瓷管、气室、玻璃管和螺旋缠绕的铝薄片组成，氧气瓶通过管路连接臭氧化反应器的气室，为气室供给氧气；高压电源的高压极连接到臭氧化反应器外壁玻璃管上螺旋缠绕的铝薄片，接地极连接到臭氧化反应器内壁微孔陶瓷管上镶嵌的不锈钢条筒，储水罐通过管路分别与臭氧化反应器的上端和下端连接，水泵位于储水罐底部，臭氧毁灭器位于储水罐的上方，通过管路连接臭氧毁灭器。

上述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：在氧气瓶连接到臭氧化反应器的气室的管路上设有气体转子流量计和压力表。

上述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：储水罐与臭氧化反应器的下端连接的管路中设有三通阀和液体转子流量计。

上述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：臭氧毁灭器与储水罐连接的管路中设有出气阀。

上述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：臭氧化反应器外壁的玻璃管和内壁的微孔陶瓷管间的间隙为1～2mm，玻璃管与微孔陶瓷管两管同心，其中玻璃管为高介电常数耐压耐热玻璃管，介电常数为7.5，微孔陶瓷管微孔直径在100～200μm间。

上述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：臭氧化反应器底部应高于储水罐顶部，保障水泵停止后，臭氧化反应器内的水或废水能回流到储水罐内。

本装置的工作过程为：在臭氧化反应器内外壁间的气室加上高压，进入气室的氧气在高压电场作用下产生臭氧和活性自由基，产生的臭氧和活性自由基在气压的作用下立即通过臭氧化反应器内壁微孔陶瓷管进入臭氧化反应室内；储水罐储存待处理的水或废水，置于储水罐底部的泵把水或废水从臭氧化反应器底部泵入，水或废水在臭氧化反应室内与气室内产生的臭氧和活性自由基进行反应；处理后的水或废水由臭氧化反应器的顶盖通过管路进入储水罐内，进行循环处理；储水罐的顶盖通过管路连接臭氧毁灭器，储水罐内不能溶解的臭氧定期通过臭氧毁灭器处理掉，消除臭氧化反应的尾气；待经过臭氧化反应器处理的水或废水经过检测到处理目标要求，由储水罐底部的泵泵出。

待处理水或废水先进行预处理去除杂质，防止颗粒物污染物堵塞臭氧化反应器内壁的微孔陶瓷管上的微孔。

在臭氧化反应处理之前，先调节氧气输送压力和流量，再调节水或废水泵入臭氧化反应器的流量和压力，使氧气在微孔陶瓷管内壁微孔出口处压力能阻挡泵入的水或废水向放电间隙内渗入。

水或废水量较大情况下，可考虑将多组本实用新型的臭氧化反应器通过辅助管路接头并联运行，增加处理量。

氧气瓶内压力氧气进入气室内在高压电晕放电场内产生臭氧和活性自由基，气室内气流没有别的出处，只能穿过微孔陶瓷管中微孔，在臭氧化反应器内产生的微气泡，这样能增强臭氧传质，所产生的臭氧立即进入水或废水中，减少臭氧产生和吸收两个工艺过程间的时间，同时利用电晕放电区产生的活性自由基高效参与氧化水中污染物的反应。

本实用新型的臭氧化水处理装置提高了臭氧传质和氧化反应速率，节省臭氧化运行费用。

附图说明

图1-臭氧化水处理装置示意图：1-高压电源 2-氧气瓶 3-气体转子流量计 4-压力表 10-臭氧毁灭器 11-出气阀 12-储水罐 13-水泵 14-液体转子流量计 15-三通阀16-臭氧化反应器

图2-臭氧化反应器截面图：5-不锈钢条筒 6-微孔陶瓷管 7-气室 8-玻璃管 9-螺旋缠绕的铝薄片

图3-不锈钢条筒

具体实施方式

待处理的水或废水先进行预处理，主要去除杂质，再放入储水罐12内待处理。将本实用新型装置所用的部件按照图1所示的次序连接好，臭氧氧化反应器垂直放置，氧气由氧气瓶2供给到臭氧化反应器内，其流量通过气体转子流量计3调节，同时注意压力表4显示的压力，再检查气路是否有漏气情况，出现情况即时检修。此时高压电源1不开启，然后将储水罐12水或废水用水泵13以液体转子流量计14设定流量泵入臭氧化反应器内，这样防止水或废水通过微孔陶瓷管6的微孔渗入气室7内，检查水路是否存在漏水情况，出现情况即时检修。气流和水流连续运行几分钟稳定后，再开启高压电源1。水或废水被处理到目标要求，关闭高压电源1和水泵13，将三通阀15置位到出水管，再开启水泵13将处理后的水或废水排出。没有溶解的臭氧由出气阀10进入臭氧毁灭器11把它消除掉。

实施例

采用臭氧氧化法处理RB5染料废水。RB5染料初始浓度为150mg/L，调节其pH为3，其COD值为180mg/L。调节气体转子流量计使其进气流量为0.06L/min，进气压力为120kPa～150kPa，产生臭氧浓度为15～20g/Nm³，水泵进水流量调节为0.12L/min，经过30min处理后，废水中RB5染料浓度为35mg/L，去除率达到76.7％，COD值为47mg/L，去除率达到73.8％；经过60min处理后，废水中RB5染料浓度接近于0，去除率达到100％，COD值为28mg/L，去除率达到84.4％。

Claims (6)

1、一种臭氧化水处理装置，包括氧气瓶(2)、臭氧化反应器(16)、高压电源(1)、储水罐(12)、水泵(13)和臭氧毁灭器(10)组成，其特征在于：臭氧化反应器(16)从里层到外层分别由不锈钢条筒(5)、微孔陶瓷管(6)、气室(7)、玻璃管(8)和螺旋缠绕的铝薄片(9)组成，氧气瓶(2)通过管路连接臭氧化反应器(16)的气室(7)，为气室(7)供给氧气；高压电源(1)的高压极连接到臭氧化反应器(16)玻璃管(8)上螺旋缠绕的铝薄片(9)，接地极连接到臭氧化反应器(16)内壁微孔陶瓷管(6)上镶嵌的不锈钢条筒(5)，储水罐(12)通过管路分别与臭氧化反应器(16)的上端和下端连接，水泵(13)位于储水罐(12)底部，臭氧毁灭器(10)位于储水罐(12)的上方，通过管路连接臭氧毁灭器(16)。

2、根据权利要求1所述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：在氧气瓶(2)连接到臭氧化反应器(16)的气室(7)的管路上设有气体转子流量计(3)和压力表(4)。

3、根据权利要求1所述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：储水罐(12)与臭氧化反应器(16)的下端连接的管路中设有三通阀(15)和液体转子流量计(14)。

4、根据权利要求1所述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：臭氧毁灭器(10)与储水罐(12)连接的管路中设有出气阀(11)。

5、根据权利要求1所述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：臭氧化反应器(16)外壁的玻璃管(8)和内壁的微孔陶瓷管(6)间的间隙为1～2mm，玻璃管(8)与微孔陶瓷管(6)两管同心，其中玻璃管(8)为高介电常数耐压耐热玻璃管，介电常数为7.5，微孔陶瓷管微孔(6)直径在100～200μm间。

6、根据权利要求1所述的一种臭氧化水处理装置，其特征在于：臭氧化反应器(16)底部应高于储水罐(12)顶部。

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