CN204281398U - 一种耦合催化臭氧反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耦合催化臭氧反应器，属于污水处理技术领域。本实用新型包括一个加压反应罐，通过流加双氧水和水射器加压，提高了臭氧的溶解度，促进了臭氧的分解，有利于臭氧与水中污染物充分反应。同时本实用新型对上述装置进行了改进，通过增加普通反应器，延长了臭氧与废水的接触反应，提高了臭氧利用率。通过设置内循环和外循环管道，不仅缩短臭氧化反应时间，提高臭氧利用率，且减少臭氧投加量，降低设备投资和运行费用，达到有效提高难处理污水的可生化性和处理效率的目的。

Description

一种耦合催化臭氧反应器

技术领域：

本实用新型涉及一种耦合催化臭氧反应器，特别是一种利用催化臭氧氧化法处理难生物降解废水的新一代深度处理反应器，属于污水处理技术领域。

背景技术：

臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，是氯气氧化能力的2倍，其强氧化性一方面是分解时产生初生态氧，更主要的原因是臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的，因此具有很强的氧化性，对除臭、脱色、杀菌、去除有机物和无机物都有显著效果，又因其氧化反应速度快，反应时间短，经处理后的臭氧自行分解成氧气，产物毒性较低不产生二次污染，后处理简单，因此在水处理中广泛应用。

在0℃下压力为1.02kgf/cm²的纯气体，臭氧的吸收系数为0.65，是纯氧的13.3倍。在实际应用中，1～20gO₃/m³气的浓度范围内，臭氧溶于水时遵循“亨利定律”，这意味着一定温度下，臭氧的溶解度与其分压成正比。除分压外，液相的温度也影响着臭氧在水中的溶解度。温度越低，臭氧的溶解度越高。

臭氧作为一种氧化剂，来源方便、处理成本低、工艺过程相对简单。然而单独使用臭氧氧化工艺存在溶解度低、利用率低、氧化能力不足且选择范围狭窄的问题。影响臭氧氧化效率的因素包括气液相传质时的效率和臭氧与有机物反应的动力学因素。合理的催化剂可促进水中臭氧的分解，加快有机物氧化速率，同时，臭氧催化氧化反应器的设计可提高气液传质效率，从而提高臭氧的溶解效率。

传统的气泡式臭氧接触反应器受制于产生气泡的大小对气水混合效果的影响作用：在气泡较小时，气水接触面积较大，但是对液体的搅动作用较小，反之，在气泡较大时，虽然液体搅动相对剧烈，但是气液接触面积较小，因此在这一工艺中，液体的搅动程度大小和气液接触面积的大小相互制约，造成了其最佳反应点的控制需要通过实验进行确定。

其他臭氧接触方式还有多孔扩散器、管道混合器、喷射器及涡轮混合器。这一类接触方式多是配合接触器一起使用，以提高臭氧溶解效率，减少能耗及臭氧分解率，适合短暂液体滞留，受传质限制的反应。

因此，需要克服现有的方法存在的缺点改进臭氧接触反应效率。

实用新型内容：

本实用新型提供一种耦合催化臭氧反应器，不仅缩短臭氧化反应时间，提高臭氧利用率，且减少臭氧投加量，降低设备投资和运行费用，达到有效提高难处理污水的可生化性和处理效率的目的。

本实用新型提供一种臭氧反应器，包括加压反应罐、供电装置；加压反应罐包括臭氧进口、总进水口、罐体、水射器、装料口、卸料口以及设置在罐体底部的第一出水口；所述总进水口通过管道连接有两个分支，分别为双氧水进口、第一废水进水口。通过流加双氧水，能够促进臭氧分解成羟基自由基(·OH)，从而提高臭氧利用效率，快速氧化废水中的难降解有机物，提高废水生化性。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，为加压反应罐，连接了压力表和安全阀。通过控制反应罐的压力，提高了臭氧的溶解度，从而提高臭氧利用效率。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其总进水口的管道上连接了压力表。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其总进水口的管道与罐体之间通过连接法兰固定，罐体内的水射器通过法兰与进水管连接。

所述水射器是由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成。在喉部流速增大，动能提高而压能下降，以至压力下降至低于大气压而产生抽吸作用，将臭氧抽入同废水混合，使得臭氧溶入水中。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其第一出水口通过管道延伸到加压反应罐的上部，其臭氧进口通过管道延伸到加压反应罐的底部，有利于延长废水与臭氧的反应时间，提高装置的反应效率。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，其双氧水进口与计量泵连接。

本实用新型还对加压反应罐进行了改进。所述加压反应罐，在一种实施方式中，其底部还设置有第二出水口，所述第二出水口通过管道与总进水口连接，成为总进水口的第三个分支。通过第二出水口与总进水口的连接，在加压反应罐内形成废水处理的内循环，从而提高臭氧利用率、减少臭氧投加量、有效提高反应效率。

所述加压反应罐，在一种实施方式中，还包括罐体支撑装置。

本实用新型还对上述臭氧反应器进行了改进，提供了一种耦合催化臭氧反应器，其还包括一个普通反应罐。

所述普通反应罐，在一种实施方式中，其第二进水口通过管道与加压反应罐的第一出水口连接。从加压反应罐流出的废水可以在普通反应罐继续反应，延长了臭氧与废水的接触时间，有利于提高臭氧利用率、减少臭氧投加量、提高废水处理效果。

所述普通反应罐还包括设置在罐体上部的出水槽和第三出水口。

本实用新型还进一步改进了普通反应罐。所述普通反应罐还设置有第四出水口，第四出水口通过管道与加压反应罐第三进水口和普通反应罐第四进水口连接，形成了普通反应罐的内部废水处理循环以及加压反应罐的外部废水处理循环，从而提高了废水处理效果。

在本实用新型的一种实施方式中，第四出水口通过管道连接有水射器，再通过水射器分出的两个管道分别与加压反应罐和普通反应罐连接。水射器对水进行分流加压后在连接到两个反应罐中。

在本实用新型的一种实施方式中，所述臭氧反应器为耦合催化臭氧反应器，具体(如图1、图2所示)由加压反应罐17、普通反应罐19、供电装置23组成。两个反应罐通过管道进行连接，罐体容积可依据处理水量进行相应设计调整。加压反应罐设置臭氧进口1、双氧水进口2、第一废水进水口3、第三进水口5、第一出水口7、第二出水口8、压力表11、安全阀12、连接法兰13、水射器14、装料口21及卸料口15、罐体支撑17等结构。普通反应罐19设置第二进水口4、第四进水口6、第三出水口10及第四出水口9、出水槽18。普通反应罐14的第四出水口9通过管道与水射器20连接，将进水分流加压后循环进入加压反应罐17和普通反应罐19。供电装置23控制所有泵的启动与关闭。

本实用新型，提供了一种耦合催化臭氧反应器，耦合使用加压反应罐、普通反应罐达到联合互补的作用，以及流加双氧水以催化促进臭氧反应。本实用新型的有益效果：

(1)含有双氧水进水口，能够通过计量泵泵入双氧水，促进臭氧分解成羟基自由基(·OH)，从而提高臭氧利用效率，快速氧化废水中的难降解有机物，提高废水生化性；

(2)加压反应罐，通过控制总进水口的水流量能够控制压力，同时水射器的设置能够促进臭氧溶解于进水中。加压能够提高溶解度，有利于臭氧溶解于水中，有利于臭氧对污染物的氧化；

(3)加压反应罐内形成了废水处理循环，有利于延长臭氧在废水中停留时间，同时循环利用未溶解的臭氧，提高臭氧利用率。

(4)进一步增加了普通反应罐，通过加压反应罐与普通反应罐的耦合使用，延长了反应时间，有利于臭氧与废水的充分接触，提高了废水处理效果；

(5)经普通反应罐内水可进一步通过第四出水口和水射器，形成普通反应罐的内部废水循环处理以及加压反应罐的外部废水循环，从而提高了废水处理效果。

附图说明：

图1本实用新型的结构图，包括：加压反应罐17、臭氧进口1、双氧水进口2、第一废水进水口3、第三进水口5、第一出水口7、第二出水口8、压力表11、安全阀12、连接法兰13、水射器14、卸料口15及罐体支撑17，第二进水口4、第四进水口6、第三出水口10、第四出水口9、出水槽18、普通反应罐19；

图2本实用新型的平面图，包括：臭氧进口1、第三进水口5、连接法兰13、卸料口15、装料口21，第四进水口6、第三出水口10、双氧水计量泵22和电箱23。

具体实施方式：

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1

本实用新型的具体实施方式是(参考图1左侧部分)：

废水由进水泵泵送至第一废水进水口3进入加压反应罐17，总进水管道上设置有压力表以监控水压。总进水口的管道与罐体之间通过连接法兰13固定，罐体内设置水射器14通过法兰与进水管连接。臭氧由罐顶臭氧进口1进入加压反应罐17，罐顶设置压力表11、安全阀12及装料口21。安全阀12能保证罐体的压力稳定，压力表11监控罐体的压力。加压反应罐17的双氧水进口2通过计量泵22对双氧水进行泵入。

本实用新型装置，通过水射器增大水流速度，使罐内形成了一定压力，有利于促进臭氧溶解于进水中。同时流加双氧水促进臭氧分解成羟基自由基(·OH)，从而提高臭氧利用效率。同时臭氧进口通过管道延伸到加压反应罐17的底部，有利于延长废水与臭氧的反应时间，

实施例2

本实用新型的具体实施方式是在实施例1的基础上，在加压反应罐的底部设置了第二出水口8，该第二出水口8与总进水口相连，形成循环管路，形成了加压罐内的废水处理循环，有利于提高臭氧利用率、减少臭氧投加量、有效提高反应效率。

实施例3

本实用新型的具体实施方式是在实施例1的基础上，增加一个普通反应罐19。加压反应罐17的底部设置的第一出水口7与普通反应罐的第二进水口4相连。普通反应罐19的内部设置一圈出水槽18，引导处理后的水排出，与第三出水口10相通。

从加压反应罐17流出的废水可以继续在普通反应罐19中反应，从而延长了臭氧与废水的接触时间，有利于提高臭氧利用率、减少臭氧投加量、提高废水处理效果。

实施例4

本实用新型的具体实施方式是在实施例3的基础上，在普通反应罐19上设置了第四出水口9，该出水口通过管道连接有水射器20，水射器20将进水分流加压后循环进入加压反应罐17和普通反应罐19，从而形成普通反应罐的内部废水循环处理以及加压反应罐的外部废水循环，从而提高了废水处理效果。

实施例5

本实用新型为耦合催化臭氧反应器，通过加压反应罐和普通反应罐的联合使用，提高臭氧利用率、减少臭氧投加量，同时流加双氧水，能够催化促进臭氧分解成羟基自由基(·OH)，从而提高臭氧利用效率。具体实施方式如图1、图2所示，具体如下：

所述反应器有两个反应罐组成：加压反应罐17和普通反应罐19。两个反应罐通过管道进行连接，罐体容积可依据处理水量进行相应设计调整。加压反应罐设置臭氧进口1、双氧水进口2、第一废水进水口3、水射器14、压力表11、安全阀12、连接法兰13、装料口21及卸料口15、罐体支撑16等结构。普通反应罐19设置出水槽18、第三出水口10及第四出水口9.普通反应罐19的第四出水口设置水射器20，将进水分流加压后循环进入加压反应罐17和普通反应罐19。

所述反应器的加压反应罐17，废水由进水泵泵送至第一废水进水口3，总进水口的管道上装有压力表以监控水压。总进水口的管道与罐体之间通过连接法兰13固定，罐体内设置水射器14通过法兰与进水管连接，对废水加压。臭氧由罐顶臭氧进口1进入加压反应罐17，罐顶设置压力表11、安全阀12及装料口21。安全阀12能保证罐体的压力稳定，压力表11监控罐体的压力。罐体底部设置两个废水出口，第二出水口8与总进水口相连，形成循环管路；第一出水口7与普通反应罐19的第二进水口4相连。加压反应罐17的双氧水进口2通过计量泵22对双氧水进行泵入。

所述反应器的普通反应罐19的第四出水口9设置水射器20，将进水分流加压后循环进入加压反应罐17和普通反应罐19。普通反应罐19的内部设置一圈出水槽18，引导处理后的水排出，与第三出水口10相通。

所有泵的启动与关闭由电箱23(或者供电装置)进行控制。

本实施方式，不仅缩短臭氧化反应时间，提高臭氧利用率，且减少臭氧投加量，降低设备投资和运行费用，达到有效提高难处理污水的可生化性和处理效率的目的。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种臭氧反应器，其特征在于，包括加压反应罐、供电装置；所述加压反应罐包括臭氧进口、总进水口、罐体、水射器、装料口、卸料口以及设置在罐体底部的第一出水口；所述总进水口通过管道连接有两个分支，分别为双氧水进口、第一废水进水口。

2.根据权利要求1所述的臭氧反应器，其特征在于，所述加压反应罐还连接了压力表和安全阀。

3.根据权利要求1所述的臭氧反应器，其特征在于，所述加压反应罐的总进水口的管道与罐体之间通过连接法兰固定，罐体内的水射器通过法兰与进水管连接。

4.根据权利要求1所述的臭氧反应器，其特征在于，所述水射器由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成。

5.根据权利要求1所述的臭氧反应器，其特征在于，所述加压反应罐的第一出水口通过管道延伸到加压反应罐的上部；所述加压反应罐的臭氧进口通过管道延伸到加压反应罐的底部。

6.根据权利要求1所述的臭氧反应器，其特征在于，所述加压反应罐的双氧水进口与计量泵连接。

7.根据权利要求1所述的臭氧反应器，其特征在于，所述加压反应罐的底部还设置有第二出水口；所述第二出水口通过管道与总进水口连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的臭氧反应器，其特征在于，所述臭氧反应器还包括普通反应罐；所述普通反应罐的第二进水口通过管道与加压反应罐的第一出水口连接。

9.根据权利要求8所述的臭氧反应器，其特征在于，所述普通反应罐还包括设置在罐体上部的出水槽和第三出水口。

10.根据权利要求8所述的臭氧反应器，其特征在于，所述普通反应罐还包括第四出水口；所述第四出水口通过管道连接有水射器，再通过水射器分出的两个管道分别与加压反应罐第三进水口和普通反应罐第四进水口连接。