CN203461871U - 臭氧深度氧化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及曝气式接触氧化装置,具体涉及一种臭氧深度氧化曝气装置,曝气式接触氧化池池口密封,两端的侧壁分别设有进水口和出水口,内部设有上挡板和下挡板,上挡板和下挡板交替排列,从而在曝气式接触氧化池进口和出口间内形成迂回的通路,所述的上挡板与池体上部固定连接,下挡板与池体下部固定连接,池体顶部开设分配口、尾气排放口和呼吸口,臭氧出口连接投加分配装置,投加分配装置出口连接分配管进口,分配管出口穿过分配口设置在池体的下部,分配管的出口上设有曝气盘,所述的尾气排放口连接尾气排放装置进口,呼吸口与呼吸阀进口连接。本实用新型相对于现有技术而言,曝气式接触氧化池的曝气接触时间更长,曝气氧化反应效果更好。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及曝气式接触氧化装置,具体涉及一种臭氧深度氧化曝气装置。
[背景技术]
臭氧氧化工艺已大范围用于水处理工程中,其性能的发挥受臭氧溶于水的投加方式所限。常用的臭氧投加方式有曝气式,曝气式又分为直接曝气或氧化塔式。
在大型水处理中通常采用曝气式接触氧化池,底部通常采用陶瓷曝气盘,但是一般的曝气接触氧化池的曝气效果由于流体流动方式的问题,效果不理想,需要对设备进一步改进,增加曝气接触氧化的时间。
[发明内容]
为了弥补现有技术中的不足和缺陷,本实用新型提供了一种臭氧深度氧化曝气装置。
一种臭氧深度氧化设备,包括臭氧发生装置、尾气排放装置、呼吸阀和投加分配装置,臭氧发生装置包括臭氧出口,其特征在还包括一曝气式接触氧化池,曝气式接触氧化池池口密封,在所述的曝气式接触氧化池的两端的侧壁分别设有进水口和出水口,曝气式接触氧化池内部设有上挡板和下挡板,上挡板和下挡板交替排列,从而在曝气式接触氧化池进口和出口间内形成迂回的通路,所述的上挡板与池体上部固定连接,下挡板与池体下部固定连接,池体顶部开设分配口、尾气排放口和呼吸口,所述的臭氧出口连接投加分配装置,所述的投加分配装置出口连接分配管进口,分配管出口穿过分配口设置在池体的下部,分配管的出口上设有曝气盘,所述的尾气排放口连接尾气排放装置进口,呼吸口与呼吸阀进口连接。
所述的臭氧发生装置由空气压缩机、储气罐、冷冻干燥机、吸附干燥机、发生室的进、出口通过管道依次串联连接。
所述的池体内进出口附近设有溢流板。
所述的曝气盘间隔设置在上下挡板之间。
所述的曝气式接触氧化池顶设置人孔。
本实用新型相对于现有技术而言,曝气式接触氧化池的曝气接触时间更长,曝气氧化反应效果更好。
[附图说明]
图1为本实用新型的结构示意图;
图中1.空气压缩机 2.储气罐 3.过滤器 4.冷冻干燥机 5.除油水过滤器 6.吸附干燥机 7.除尘过滤器 8.臭氧发生室 9.冷却水泵 10.膨胀罐 11.板式换热器 12.尾气排放装置 13.呼吸阀 14.投加分配装置 15.进水口 16.出水口 17.曝气式接触氧化池。
[具体实施方式]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,对本实用新型进行进一步详细说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例一
如图1所示,臭氧发生装置由空气压缩机、储气罐、冷冻干燥机、吸附干燥机、发生室的进、出口通过管道依次串联连接,储气罐和冷冻干燥机之间设置第一过滤器,冷冻干燥机和吸附干燥机之间设置第二过滤器,吸附干燥机与发生室之间设置第三过滤器
曝气式接触氧化池池口密封,在所述的曝气式接触氧化池的两端的侧壁分别设有进水口和出水口,进、出口附近设有溢流板,曝气式接触氧化池内部设有上挡板和下挡板,上挡板和下挡板交替排列,从而在曝气式接触氧化池进口和出口间内形成迂回的通路,所述的上挡板与池体上部固定连接,下挡板与池体下部固定连接,池体顶部开设分配口、尾气排放口和呼吸口,所述的臭氧出口连接投加分配装置,所述的投加分配装置出口连接分配管进口,分配管出口穿过分配口设置在池体的下部,分配管的出口上设有曝气盘,所述的尾气排放口连接尾气排放装置进口,呼吸口与呼吸阀进口连接。所述的曝气盘间隔设置在上下挡板之间。所述的曝气式接触氧化池顶设置人孔。
其设备参数和使用方法如下:
臭氧发生装置技术参数
单台臭氧发生装置消耗参数
正常 | 备注 | ||
1 | 空气(Nm3/hr) | 229-320 | |
2 | 冷却水(t/hr) | 32 | 循环量 |
3 | 臭氧发生装置电力消耗(kWh) | 136kw | 冷却水温度30℃时 |
注:应保证冷却水供应量有一定的盈余。
臭氧系统运行功率表
注:臭氧系统设备的配电须留有充足的余量。
气源条件
1 | 原料 | 空气 |
2 | 气体流量 | 320Nm3/h |
3 | 露点(1个标准大气压下) | ≤-50℃ |
4 | 供气压力 | ≥2bar-g(压力波动较大时≥3bar-g) |
5 | 供气温度 | 环境温度 |
6 | 空气中颗粒尺寸 | ≤0.1μm,无金属成分 |
7 | 含油量 | ≤0.01mg/m3 |
电源条件:臭氧发生装置使用380V/3ph/50Hz三相五线制电源,允许电源波动范围±5%,达不到要求需要增加稳压装置。尽量避免与大功率及频繁启动的用电设备共用一路电源。业主负责提供一路电源,满足臭氧系统设备供电。臭氧系统的配电,须留有充足的余量。
冷却水条件:臭氧发生装置产生的热量需要释放出来,国林臭氧发生装置冷却系统通过流过放电管外壁的冷却水来实现。任何不锈钢均对氯离子腐蚀相当敏感,特别是氯离子浓度高时需要相当重视:腐蚀的能力受水温和PH值的影响,水温越高PH越低腐蚀越快。
客户提供外循环冷却水源,压力≥0.2Mpa,温度≤30℃,浑浊度不超过1度(NTU),水量:32m3/h,悬浮物≤10mg/L,COD≤100mg/L,并不能造成板式换热器堵塞。客户提供内循环冷却水水源(蒸馏水或纯水),
接地条件:由于臭氧发生装置为高压放电设备,根据GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》和GB14050-2008《系统接地的形式及安全技术要求》标准的规定,臭氧发生装置的金属底座和外壳应安全可靠接地,以保证设备和人身安全。
因此,业主应在臭氧制备间内预埋接地装置,并预留接头,以便设备安装时与设备的接地端子连接。
设备间应远离尘源、腐蚀性物质源;远离高温、潮湿环境;远离振动源;房间通风采光良好。房间高度应满足设备安装维修需要。房间温度5-30℃左右,湿度<85%,避免机房内的温度过高是设备正常运行的可靠保障。气源处理设备与臭氧发生装置最好隔间安装。如果条件有限,空压机、冷干机应单独安装于独立房间内。设备间内禁止使用爆炸性物质、易燃气体、腐蚀性气体及有机溶剂。
压缩空气管路可以采用碳钢管,臭氧发生装置前末级过滤器后管路、氧气和臭氧管路必须采用不低于304级别材质无缝管,如有条件可以采用316L材质无缝管。如果从主管道引分支供气管时,接口应安装在主管道的上部,避免将冷凝水引入设备。
设备间安装进气栅和通风口(通风管过长时加引风机)时应注意避免造成压缩机、冷干机冷却空气的回流。进气栅应处于墙壁下部,通风口应处于空气对流处墙壁上部。空压机房的换气不采用通风管时换气量不小于15m3/min·kw;采用通风管时换气量不小于6m3/min·kw;kw对应的是空压机功率。通风管允许压降不大于25Pa。通风管空气流速不大于5m/s。
(8)空压机、冷干机、储气罐、过滤器的排水管出口不得浸入水中,冷凝水应能靠重力自然排放。
(9)设备、设备与墙壁和设备之间应留有安装维修空间,管路高度应便于仪表阀门安装维修及人员穿行,发生室端口外应留足够空间便于放电体抽出维护。设备间内预留一路自来水管线,便于设备维修后的清洗。
(10)设备连接管路附件标准不得低于设备管路附件,压缩空气管路法兰密封垫圈可以采用石棉垫圈,氧气及臭氧管路法兰密封垫圈采用四氟垫圈。法兰中心应与管道中心对中焊接。
(11)动力电缆、高压电缆不得与信号电缆一同布置,应分开铺设,避免干扰。
(12)动力电缆、气管路、水管路水平布置有交叉时应不同高度安装且保持一定距离,原则上由高至低顺序是电缆、气管路、水管路。
检测仪器-备选
4、臭氧系统设备详细技术参数
臭氧发生装置
类型:RSCY-8000
尺寸:3600*2700*2120mm
臭氧产量:≥8kg/h
臭氧出气浓度:25-35mg/l
功率:112-136kw
工作压力:0.095MPa,允许波动5%
需用气量:229-320Nm3/h
冷却水流量:32m3/h
电源:380V/3ph/50Hz
发生器产量可平滑调节
设备接口:气口DN50,水口DN100
空气压缩机
类型:GH-60
功率:45kW
排气压力:0.7MPa
排气量:7.7m3/min
尺寸:1000*1300*1410mm
设备接口:DN50
冷冻干燥机
类型:TCLF-10.7/10
功率:3.2kw
处理量:10.7Nm3/min
尺寸:9500*600*1350mm
设备接口:ZG2"
吸附式干燥机
类型:ICXW-10.7/10无热再生
功率:0.06kw
处理量:10.7Nm3/min
尺寸:1300*600*1900mm
设备接口:2”
油水分离器
类型:CS0095
处理量:10.58m3/min
设备接口:G1-1/2”
空气过滤器
类型:U/H/U/H-G0150
处理量:9m3/min
设备接口:G1-1/2”
臭氧尾气破坏器
型号:按8kg/h设计
类型:加热催化
排气浓度:<0.1ppm
功率:11kw
水泵
类型:L-35-80
水量:35.8m3/h
扬程:18m
功率:3.7kw
接口:DN80
板式换热器
类型:GX-26-47
板片材质:316不锈钢
接口:DN100
本臭氧发生装置系统臭氧发生装置配备了专用的供电单元。
本臭氧制备原理是间隙放电法,供电单元提供高压电场而使流过发生器的氧气在此电场中通过。臭氧发生装置罐体本身和内部的发生室为接地极,高压电加到绝缘体的金属电极上,金属电极外部覆有绝缘材料,这样在绝缘材料层和臭氧发生装置罐体接地极之间形成了高压电场,氧气通过时通过高压电晕放电转化为臭氧。
氧气转化为臭氧的过程中释放热量,必须通过接地极的发生器水腔的冷却水带走热量以促进臭氧的转化效率,因此冷却水对臭氧制备非常重要。
臭氧发生装置的特点
臭氧发生装置最重要的部分是臭氧放电管,采用的是国际先进的自有专利臭氧放电管,支撑放电管的材料是特殊材料的不锈钢管。
每一根放电管在出厂之前都通过2倍的运行电压测试,而且在系统安装使用前再经过同样测试。承诺臭氧发生装置使用寿命至少10年。
臭氧发生装置为水平安装的形式,它可以直接安放在地上、或安装在基础上、或固定在架子上;由于水平安装而且通过观察端头的封板可以很容易的检查和维修。
臭氧发生装置有以下部分组成:
气源入口和分布室;
高压分配安装在气源入口分布室,为臭氧发生单元提供电能;
发生器罐体,臭氧放电管安装在里面;每台发生器的臭氧罐体(反应槽)使用不锈钢材料制造,符合国际、国内标准并且符合中国有关消防、压力容器的规定。
臭氧出口收集室;
冷却水腔,在发生器罐体和通过两端已焊接的密封的不锈钢管隔离,作为冷却水腔。
冷却输入口和出口管道;
放电管安装在不锈钢管内,罐体作为接地电极;
放电管数量在设计时留有充足的余量,即使由于不可预见放电管污染等(最高10%),臭氧系统还可以达到全负荷工作,臭氧产量不会低于设计产量,这样可以保证臭氧系统能继续正常运行直到计划的维护时间再检修。
部分不能生产臭氧的能量转化为热能释放,必须通过冷却水腔流过足够流量的冷却水带走。
发生器设计为24小时连续工作,每一台预先安装好了相关的仪表和阀门。
臭氧发生装置是完全一体化安装的,出厂前已将管道、阀门、仪表和电缆安装在发生器上,而且全套系统在工厂已完成了全部测试。
放电管:大型臭氧发生装置的发生室是根据所需臭氧的产量来设计,而产量是根据单个放电管在一定频率、电压条件下所产的臭氧产量的总和来确定。因此,放电管是发生室设计的基本依据,而在国内,放电管技术是大型臭氧发生装置制造技术的瓶颈。
臭氧发生室采用自有专利放电管。专利放电管臭氧产量大,臭氧浓度高,能最大程度的发挥电源系统和冷却系统的功能,是大产量高浓度臭氧发生装置的关键。
臭氧电源装置:臭氧发生装置产生臭氧的电能是由臭氧系统的电源柜提供的。臭氧发生装置的电源柜转换常规电压和频率成为生成臭氧所需的电压和频率。电源柜输出的高压电源通过特殊的高压电缆和特制的高压接头连接到臭氧发生装置气源入口室的高压电极上。
臭氧发生装置中频电源系统采用4000V的电压。
可控硅全控整流桥电路:用于控制调节整流器的输出电压,实现高压输出电压与臭氧产量的平滑调节。该电路能避免发生室在起辉和工作放电时由于负载变动产生过高的电压,从而保证了电源与发生室的可靠性。采用南车集团株洲电力电子事业部可控硅。
中频逆变:包括可控硅关断电路,因可控硅是半开关器件,它必须在自身电流过零时才能关断,而可控硅又接在电源与负载之间作为开关使用,可控硅一旦打开,就失去了控制电流大小的作用。而且臭氧发生室这一负载在起辉、正常工作、瞬时跳火或局部跳火时负载特性变化很大,这极大地影响了可控硅的正常关断,为此专门研制了相应的数字电路,保证了可控硅的关断。采用南车集团株洲电力电子事业部可控硅。
气源处理及仪表风系统设备性能:
空气压缩机采用柳州富达螺杆空压机,出气效率高,噪音小,运行费用低。
冷冻式干燥机是将饱和状况下的压缩空气降温冷凝除水,正常工作条件下可去除压缩空气中约80%的水分,气源可达到大气露点-20℃左右,除水量大,能耗低,属于浅度除水,必须有吸干及配合才能满足臭氧放电要求。
冷冻式干燥机由氟压缩机、预冷器、蒸发器、热交换、冷凝器组成,工作时有效保证空气出口管路不结露、不滴水。
吸附式干燥机是应用变压吸附原理和无热再生方法对压缩空气进行干燥的一种除湿净化装置,属于深度除水。
吸附式干燥机采用双塔结构,一塔在一定的压力下吸附空气中的水分,另一塔用稍高于大气压的一小部分干燥空气使吸附塔内的干燥剂再生,经过一定时间两塔切换,保证干燥压缩空气的连续供应。在正常操作条件下,经处理的空气露点可降到-50℃以下。公司研制的臭氧专用深度干燥吸附式干燥机吸附塔采用三段式结构,分别填装活性氧化铝、吸附硅胶和吸附分子筛,干燥剂再生采用无热的方式。
空气过滤器
一般采用分级的方式,包括主管道过滤、除油过滤、除尘过滤等,保证进入吸附式干燥机的气源含油量小于0.01mg/m3,保证进入臭氧发生装置的气源粉尘颗粒度小于1μm乃至0.01μm。
投加系统
本项目采用接触池曝气的方式,主要器件为微孔的曝气盘。曝气盘一般布置在水深6m(根据用户条件)的池底,从池顶进水,气泡和水流之间形成逆流运动。孔径60-70um的曝气盘产生的微小气泡,两者结合提供充分的时间来延长臭氧气泡和水的接触,提高臭氧的溶解效率。
微孔曝气盘以高强度工程塑料压型而成,因其材料成分的原因,其本身的强度比较高。由于臭氧发生装置对气源的要求很高,所以臭氧气体非常洁净,曝气盘不会被堵塞。采用高质量的安装材料和高素质的安装人员保证了系统不会造成短路。
一般臭氧接触池采用密封的方式,为保证臭氧接触池内外的压力平衡,池子需加装双向安装呼吸阀。
曝气式接触氧化池说明
曝气式接触氧化池采用多层螺旋切割的形式进行充氧曝气,当气流进入HNBQ-260型混流型曝气器时,气流首先通过二道螺旋切割系统切割后进入下层的多层锯齿形布气头,进行多层切割,使气泡切割成微气泡,这样大大提高了氧的利用率,具有布气均匀,充氧效率高的特点。适用于各大、中、小型的工业废水和城市生活污水、活性污泥生化处理,生物接触氧化法污水处理的曝气装置以及调节池的预曝气,广泛适用于生化处理的推流式的及混合型的各种曝气式接触氧化池内。
曝气式接触氧化池由多功能动态旋混芯、分流扩散圈、双层扩散齿片、倒齿扩散罩、管道鞍座接头及不锈钢紧固件等组成。
曝气器的配气管鞍座接头、多功能动态沪混芯、分流扩散圈、双层扩散齿片由ABS工程塑料制作,倒齿扩散罩材质为聚丙烯或ABS工程材料。
曝气器的外型尺寸为¢260mm;
服务面积0.45-0.55平方/个
充氧效率当水深4M时η=16-20%
外型尺寸Φ260×H120七、主要组成多层锯齿布气头,螺旋切割系统及连接管。
性能特点:大孔口供气与排气,多点布气全池陈列,配气管道材质不限.不需要清洗与更换,由结构作用扩散产生细泡,
对鼓风机无除尘过滤要求:孔口通畅不受送停气影响
配气管道用接咀联通安装
尾气分解系统:
为了确保安全,需要臭氧尾气分解破坏装置来取走未溶解的臭氧气体并将其转化为氧气,这可由臭氧催化破坏装置来实现。尾气破坏器一般放置于接触池顶部,若采用氧化塔曝气,则可放置于地面即可。
臭氧和水接触后,未溶解的臭氧气体在每一个臭氧接触室的出口被收集,由风扇将臭氧尾气从接触池中抽出,通过尾气除湿器去除烟雾后进入臭氧破坏装置。尾气在破坏器入口处通过预加热来防止其在催化器中发生冷凝。加热温度通过温控器调节,温控器的安全开关可在温度过高时切断电源。进入反应室后,臭氧分子在通过催化器时得以分解。随后,尾气被离心风机从催化床排出。
加热-催化混合型尾气分解器由以下元件组成:
a.催化反应槽,包括不锈钢催化槽、不锈钢网状格板及支承栅板、催化剂等;控制柜含有一套显示调节仪表,并可在终端安装报警器用于远程指示。
b.加热器,包括:温控器、不锈钢外壳、加热元件等;
c.离心风机:离心式,铝质涡轮和叶片,单/三相电机;
d.控制柜:小型控制柜一般与分解器为一体化设计。
主要特点
a.安全:尾气分解器使用目前最理想的触媒剂,它不消耗臭氧,不会吸收臭氧,并且完全可以保证臭氧不会达到危险浓度。
b.低温运行:运行温度大约为40-60℃,这样可以降低运行成本,相对于加热分解型尾气分解装置,大约90%的运行费用是可以省去的。
c.较低的压降:最大压降仅为0.02MPa。
自控系统说明:
臭氧发生装置均自带本地PLC及触摸屏,包括开关机、功率投加控制等在内的臭氧发生装置的所有操作均可以在本地完成。
子站中的模拟量信号都应通过PLC的A/D转换模块,将模拟量信号转换为数字信号送至PLC;所有的开关量信号直接送入PLC数字量端子或数字量模块,再进入PLC。作为高度集成与自动化的臭氧发生装置系统,PLC应对所测数据进行运算与处理,通过专用触摸屏显示所测数据。
控制系统的基本技术要求:启动或停止臭氧发生装置。能对系统产生的废臭氧进行自动破坏。能对发生器系统故障迅速作出反应。能根据要求控制气源系统开关。在人机对话界面上进行手动控制。
主要的工艺控制参数:臭氧发生装置出气压力、温度及其它所有参数、臭氧发生装置出水温度、通过臭氧发生装置的气体流量、关键点的压力及温度信号、设计条件、臭氧发生装置设计制造和检验标准、设计条件、气源及电源条件。
设计条件:臭氧发生装置按室内安装要求设计,使用方应确保设备在设计条件范围内运行。
温度:臭氧发生装置设计环境温度范围为0—40℃。
湿度:臭氧发生装置设计相对湿度<85%。
大气压:臭氧发生装置按标准大气压设计,即大气压为101.3KPa。大气压的变化对臭氧发生装置正常工作基本无影响,但高海拔地区使用臭氧发生装置时应考虑大气压变化对检测臭氧浓度带来的影响而进行压力修正。
冷却水:直接通入臭氧发生装置的冷却水要求水质较高,一般要求浑浊度小于1度(NTU),硬度不大于450mg/L,氯离子浓度不大于100mg/L(峰值),COD不大于50mg/L,悬浮物不大于10mg/L且不能在容器内造成沉积,水温<30℃。
气源条件:臭氧发生装置气源为空气,露点要求<-50℃。
电源条件:380V/3ph/50Hz
臭氧发生装置严格按照以下标准设计制造:
中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T322-2010《水处理用臭氧发生装置》。
臭氧发生装置检验标准
中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T322-2010《水处理用臭氧发生装置》。
系统设计原则:
整个臭氧发生装置系统的显示、测量仪表接受PLC的监测控制。
所有显示、测量仪表在线监测臭氧发生装置系统的综合性能指标,要求有可靠的稳定性、高等级的精度。
PLC作为整个控制系统的核心,首先应满足自动化控制的需求,其次应当具有一定的通用性。西门子PLC作为世界最优秀的可编程序控制器之一,得到了世界工业控制的广泛应用,已成为工业自动化控制的首选PLC。特别是在中国,大多数大型工业自动化控制都选用西门子PLC。同样,臭氧生产自动控制也应当选择西门子PLC可编程序控制器。
臭氧浓度检测分析仪作为臭氧发生装置系统的鼻眼,是一切自动或人工调整的依据,它关系到系统的稳定性与可靠性,所以臭氧分析仪的选择至关重要,必须保证测量的线性度、准确性及长期工作的稳定性。基于以上几方面的测量要求,我们建议使用紫外灯光谱臭氧分析仪。
Claims (5)
1.一种臭氧深度氧化设备,包括臭氧发生装置、尾气排放装置、呼吸阀和投加分配装置,臭氧发生装置包括臭氧出口,其特征在还包括一曝气式接触氧化池,曝气式接触氧化池池口密封,在所述的曝气式接触氧化池的两端的侧壁上分别设有进水口和出水口,曝气式接触氧化池内部设有上挡板和下挡板,上挡板和下挡板交替排列,从而在曝气式接触氧化池进口和出口间内形成迂回的通路,所述的上挡板与池体上部固定连接,下挡板与池体下部固定连接,池体顶部开设分配口、尾气排放口和呼吸口,所述的臭氧出口连接投加分配装置,所述的投加分配装置出口连接分配管进口,分配管出口穿过分配口设置在池体的下部,分配管的出口上设有曝气盘,所述的尾气排放口连接尾气排放装置进口,呼吸口与呼吸阀进口连接。
2.如权利要求1所述的臭氧深度氧化设备,其特征在于所述的臭氧发生装置由空气压缩机、储气罐、冷冻干燥机、吸附干燥机、臭氧发生室之间的进、出口通过管道依次串联连接。
3.如权利要求1所述的臭氧深度氧化设备,其特征在于所述的池体内进、出口附近设有溢流板。
4.如权利要求1所述的臭氧深度氧化设备,其特征在于所述的曝气盘间隔设置在上下挡板之间。
5.如权利要求1所述的臭氧深度氧化设备,其特征在于所述的曝气式接触氧化池顶设置人孔。
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