CN203333358U - 一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，属于污水处理领域。它包括刻度计、取水管、拍门、臭氧发生装置、气体流量计、液体止回阀、臭氧引入管、抽吸空化联合臭氧反应区、水泵、液体流量计、出水管、莲蓬头、出水停留箱和载体；所述的抽吸空化联合臭氧反应区包括空化发生器、等直径空化段和观察室。本实用新型可以对不同水域不同深度的藻水进行处理，使污水产生“水力空化效应”后与臭氧混合，大大提高了污水处理的效率并使臭氧的利用率得到极大提升。

Description

一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理领域，更具体地说，涉及一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置。

背景技术

流体高速流经节制闸（如文丘里管、小孔孔板等）后，流体周围区域压力会骤减，当压力达到液体饱和蒸气压甚至是更低时，在流体中产生大量空泡。空泡随流体进一步流动，遇周边压力增大时，空泡体积急剧（毫秒级）缩小直至溃灭，水力空化空泡溃灭时将在空泡周围的空间内，产生瞬时高温（约5000 K）和高压（500 bar以上），温度变化率高达10⁹ K/s，并伴随有强烈的冲击波和速度高达100 m/s以上的微射流，会形成“水力空化效应”。在此极端的环境中水分子会裂解，产生氧化性极强的无选择性氧化剂羟基自由基。抽吸空化即是将空化部件安装于水泵吸水口前端，由水泵抽吸产生负压而形成的一种水力空化现象。有机物、微生物、藻类细胞等物质在空泡内会发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解、自由基反应或生物活性等变化。

臭氧是一种强氧化剂，它的氧化能力比氯强5.1倍，比二氧化氯强3.7倍。臭氧在水力空化环境中不稳定，产生氧化能力极强的新生态氧[O]和羟基自由基（HO??）等具有极强灭活作用的次生氧化物。因此，利用水力空化产生的空化效应，不仅可促进臭氧在水体中的质传递，还能促进更强氧化剂氢氧自由基的生成，从而提高臭氧利用率，缩短处理时间，降低处理成本，强化处理效果。

中国专利公开号CN100999358A，专利名称为漂浮式臭氧水处理装置的专利文件公开了一种能够漂浮在水面上的臭氧水处理装置。它把臭氧发生器、紫外线灯、水泵、电源及控制器等部件组装在一个特制的浮筒内，组成一个可以在水面上漂浮的臭氧水处理装置，能够直接放在水里进行污水处理。该装置可以便捷地对污水进行处理，但是处理效率低，实用性能差。该技术方案的不足之处在于，它将电子臭氧发生器，紫外线灯，小型水泵以及电源控制器放入一个含有内套的浮筒内，其处理效率受到内套大小的制约，取水量小，处理效率低。同时小型水泵将水抽入内套，与臭氧自然混合，而臭氧在水中的溶解度不高，对污水处理效果差。未利用的臭氧会被放空浪费掉，且会对周围环境产生不利影响，特别是若放空的臭氧超出一定浓度范围，容易造成安全隐患；由于电子臭氧发生器利用高压发电产生臭氧，在臭氧的产生过程中会产生大量的热，当内套中有水时，容易雾化附着在内套中，当高压放电时，容易发生电弧放电，存在安全隐患。

中国专利号201020110577.5，专利名称为移动式催化臭氧化水处理装置。该实用新型底座下设滑轮，底座右侧设进水泵、与进水泵联通的原水箱。原水箱的上端设处理后水箱，底座中部设溶气离心泵，底座左侧设第一步臭氧反应柱、第二步臭氧反应柱、过滤柱、臭氧发生器。与压缩气源联通的阀门通过空气流量计与臭氧发生器联通，臭氧发生器通过阀门和臭氧流量计与溶气离心泵联通。第一步臭氧反应柱的底部通过混合流量计、溶气离心泵与原水箱联通，第一步臭氧反应柱的底部通过阀门与原水箱联通、顶部通过管道与第二步臭氧反应柱的底部联通。第二步臭氧反应柱的底部通过阀门与原水箱联通、顶部通过管道与过滤柱的底部联通，过滤柱的底部通过阀门与处理后水箱联通、顶部通过管道与处理后水箱联通。该技术方案的不足之处在于，该专利采用三塔式臭氧催化处理污水，体积较大，拆卸安装运输均不方便。虽然在整体装置底部安装了滚轮，但是无法在水面进行作业，对于同一水域不同区域的污水不能灵活处理。该专利三塔中塔1和塔2分别装有不同载体的臭氧催化剂，催化剂活性会随着使用时间逐渐降低，每隔一定时间就需要更换催化剂，这增加了整套装置的运行成本。该专利取水口入水深度固定，对不同深度的污水无法灵活进行单独处理，使得整套装置的实用性能降低。 

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的臭氧利用率低和污水处理效率低的问题，本发明提供了一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，它可以对不同水域不同深度的藻水进行处理，使污水产生“水力空化效应”后与臭氧混合，大大提高了污水处理的效率并使臭氧的利用率得到极大提升。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，包括臭氧发生装置、气体流量计、臭氧引入管、水泵和载体，其特征在于，还包括刻度计、取水管、拍门、液体止回阀、抽吸空化联合臭氧反应区、液体流量计、出水管、莲蓬头和出水停留箱；所述的抽吸空化联合臭氧反应区包括空化发生器、等直径空化段和观察室；

所述的刻度计安装在取水管表面；所述的取水管至少设有一个进水口，每个进水口对应的安装一个拍门；所述的取水管、抽吸空化联合臭氧反应区、水泵、液体流量计、出水管和莲蓬头依次连接并固定于载体之中；所述的臭氧发生装置、气体流量计、液体止回阀和臭氧引入管依次连接并接入抽吸空化联合臭氧反应区中；所述的出水停留箱位于所述莲蓬头的正下方且固定在所述载体上。水泵抽吸和空化发生器共同作用产生负压从而形成抽吸空化，利用臭氧和空化效应同时处理污水并将处理后的污水排入出水停留箱中进行曝气，待水中臭氧含量降低后再从排水口排出，从而完成了一个污水处理的周期。

优选地，所述的取水管为倒“L”型的等直径取水管，所述的刻度计安装于所述取水管的竖直段的外侧壁上。 

优选地，所述的取水管采用耐腐圆管且进水口处设有防腐过滤网。

优选地，所述的臭氧发生装置为臭氧产生量可调的空气源臭氧发生器或氧气源臭氧发生器。

优选地，所述的空化发生器包括节制闸。

优选地，所述的取水管、抽吸空化联合臭氧反应区、水泵、出水管和莲蓬头依次通过法兰连接；所述的臭氧发生装置、臭氧引入管和抽吸空化联合臭氧反应区依次通过法兰连接。

优选地，所述的载体为浮动装置且包括动力系统。

优选地，所述的出水停留箱上设置有臭氧水浓度监测装置和排水阀。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明将空化器安装于水泵抽吸端，较之常规的正压空化，抽吸过程中会产生真空，空化效果更加明显，空化效率更高；

（2）本发明的取水段为倒“L”型取水管，在其垂直段装刻度计，在刻度计的不同刻度处安装有拍门，可根据实际处理需要，打开不同刻度处的拍门，对不同深度的水经行取水处理，提高了本发明的使用灵活性；

（3）本发明将臭氧发生装置引入空化设备中，与水力空化同时使用。臭氧是一种强氧化剂，在水中具有极强的氧化能力，能有效去除水中多种难降解的无机和有机污染物，并具有显著的脱色、除臭、杀菌和灭藻效果。另外，由于臭氧具有不稳定、分解产生氧气的特性，不会在水中形成致癌性卤代有机物。本发明利用物理化学技术，将臭氧与高速微射流及水力空化效应相结合，在三者的共同作用下，氧化和灭菌效能得到大大提高；

（4）本发明装置其具有结构简单，拆卸安装运输维护方便等优点；在使用过程中，只需要根据所处理水域的要求，将装置载体置于水面上，打开相应深度的拍门即可将取水范围控制在某一特定深度和特定区域。操作容易，无需特殊技能培训即可操作，降低人力资源成本；

（5）臭氧属于有害气体，不宜直接排放到空气中；本发明装置的出水停留箱中设置有臭氧水浓度监测装置，该装置可检测水体中的臭氧浓度，经检测后若符合排放标准则通过排水阀将水排出，可有效避免臭氧对人或环境的损害；

（6）本装置的载体为包括动力系统的浮动装置，较之常规的滚轮式载体，该载体可根据处理要求，停留于所需处理水域的任意位置，灵活性高；同时，本装置的取水段为倒“L”型取水管，可直接深入到水面下进行取水，省却了常规陆地式处理装置所需要的各种长度的金属取水管，一定程度上降低设备的制造成本，无需因为取水地点改变而更换不同长度的取水管，使用也更加方便。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中：1、刻度计；2、取水管；3、拍门；4、臭氧发生装置；5、气体流量计；6、液体止回阀；7、臭氧引入管；8、抽吸空化联合臭氧反应区；801、空化发生器；802、等直径空化段；803、观察室；9、水泵；10、液体流量计；11、出水管；12、莲蓬头；13、出水停留箱；14、载体。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，为本发明的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，包括刻度计1、取水管2、拍门3、臭氧发生装置4、气体流量计5、液体止回阀6、臭氧引入管7、抽吸空化联合臭氧反应区8、水泵9、液体流量计10、出水管11、莲蓬头12、出水停留箱13和载体14。其中，刻度计1安装于取水管2的垂直段外侧，拍门3对应刻度计1的不同刻度安装于取水管2的进水口内，通过绳索控制拍门3的开关。取水管2、抽吸空化联合臭氧反应区8、水泵9、液体流量计10、出水管11和莲蓬头12依次连接后固定于载体14之中。取水管2、抽吸空化联合臭氧反应区8、水泵9、出水管11和莲蓬头12依次通过法兰连接。臭氧发生装置4、气体流量计5、液体止回阀6和臭氧引入管7依次连接后，臭氧引入管7的下端通过法兰盘接入抽吸空化联合臭氧反应区8中。

其中，抽吸空化联合臭氧反应区8包括空化发生器801、等直径空化段802、观察室803和三通管。该三通管有左、右、上共3三个端口，左、右端口分别连接1个等直径空化段802，两个等直径空化段802内均设置有空化发生器801。位于三通管右端的等直径空化段802通过观察室803与水泵9连接。三通管的上端口与臭氧引入管7的下端通过法兰连接。

出水停留箱13设置于莲蓬头12的正下方且固定在载体14上，出水停留箱13上设置有臭氧水浓度监测装置和排水阀。

其中，取水管2采用倒“L”型等直径不锈钢耐腐圆管，且进水口处设有不锈钢防腐过滤网，臭氧发生装置4为氧气源臭氧发生器，节制闸为多孔孔板，载体14采用三相普电为动力系统供能且以船为浮动载体，水泵9采用功率为1.5 kW、扬程为32 米的离心泵。

使用本实施例下的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置进行污水处理，操作步骤如下：

（1）首先根据水质特点通过刻度计1的读数利用绳索打开对应刻度处的拍门3；

（2）打开水泵9将污水抽入取水管2中，由于水泵9和空化发生器801的作用，污水经过空化发生器801后会产生较高真空度，进而致使污水发生水力空化效应；

（3）通过观察室803观察到污水发生水力空化现象后，打开臭氧发生装置4，并根据水质处理需要调节臭氧浓度，臭氧的排量可由气体流量计5读出，臭氧引入管7上装有液体止回阀6可以防止污水流入臭氧发生装置4中，产生的臭氧在水泵9的作用下被带入空化后的污水中对污水进行净化处理；

（4）水泵9的抽水量可由液体流量计10计读，处理后的污水经在水泵9的作用下通过出水管11从莲蓬头12中流出进行曝气；

（5）曝气后的水流入出水停留箱13中，通过出水停留箱13中的臭氧水浓度监测装置检测水体中臭氧浓度，经检测后若符合排放标准则通过排水阀将水排出。

将本实施例的装置用于处理养殖池塘含藻水。根据对实施地养殖池塘长期观测与监测，养殖池塘内藻类主要聚集于水体表层20cm以上，按照刻度计1位置，编号为4、5、6、7的拍门3对应的水深为水面0~20cm处。实施时首先通过绳索开启编号为4、5、6、7的拍门3，然后开启水泵9，此时藻类主要聚集层通过抽吸作用进入处理系统。本实例主要为灭杀藻类并降解藻毒素。氧气源臭氧发生器的臭氧的产生量调节为最大。经过水力空化作用时的高速湍流、震荡流、剪切力、水力脉冲等机械作用，养殖池塘藻类外层附着的为其提供遮蔽的颗粒物得以破碎、藻细胞壁产生损伤。空化过程亦使臭氧气泡粉碎成微气泡，水力空化效应作用与臭氧联合使藻类细胞体死亡速率加快。藻毒素亦在空化效应和臭氧氧化的作用下得以降解。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。 

Claims (8)

1.一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，包括臭氧发生装置（4）、气体流量计（5）、臭氧引入管（7）、水泵（9）和载体（14），其特征在于，还包括刻度计（1）、取水管（2）、拍门（3）、液体止回阀（6）、抽吸空化联合臭氧反应区（8）、液体流量计（10）、出水管（11）、莲蓬头（12）和出水停留箱（13）；所述的抽吸空化联合臭氧反应区（8）包括空化发生器（801）、等直径空化段（802）和观察室（803）；

所述的刻度计（1）安装在取水管（2）表面；所述的取水管（2）至少设有一个进水口，每个进水口对应的安装一个拍门（3）；所述的取水管（2）、抽吸空化联合臭氧反应区（8）、水泵（9）、液体流量计（10）、出水管（11）和莲蓬头（12）依次连接并固定于载体（14）之中；所述的臭氧发生装置（4）、气体流量计（5）、液体止回阀（6）和臭氧引入管（7）依次连接并接入抽吸空化联合臭氧反应区（8）中；所述的出水停留箱（13）位于所述莲蓬头（12）的正下方且固定在所述载体（14）上。

2.根据权利要求1所述的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，其特征在于，所述的取水管（2）为倒“L”型的等直径取水管，所述的刻度计（1）安装于所述取水管（2）的竖直段的外侧壁上。 

3.根据权利要求1或2所述的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，其特征在于，所述的取水管（2）采用耐腐圆管且进水口处设有防腐过滤网。

4.根据权利要求1所述的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，其特征在于，所述的臭氧发生装置（4）为臭氧产生量可调的空气源臭氧发生器或氧气源臭氧发生器。

5.根据权利要求1所述的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，其特征在于，所述的空化发生器（801）包括节制闸。

6.根据权利要求1或2或4所述的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，其特征在于，所述的取水管（2）、抽吸空化联合臭氧反应区（8）、水泵（9）、出水管（11）和莲蓬头（12）依次通过法兰连接；所述的臭氧发生装置（4）、臭氧引入管（7）和抽吸空化联合臭氧反应区（8）依次通过法兰连接。

7.根据权利要求6所述的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，其特征在于，所述的载体（14）为浮动装置且包括动力系统。

8.根据权利要求7所述的一种浮动式抽吸空化联合臭氧水处理装置，其特征在于，所述的出水停留箱（13）上设置有臭氧水浓度监测装置和排水阀。

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