CN207451708U - 一种紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于污水处理技术领域，提供了一种紫外光催化氧化‑臭氧微纳米氧化污水处理装置。包括安装有紫外灯，内壁负载有二氧化钛（TiO2）催化剂的紫外光催化氧化单元及能产生臭氧微纳米气泡的臭氧微纳米氧化单元。所述紫外光催化氧化单元包括与所述臭氧微纳米氧化单元进气端连接的反应槽、与所述反应槽连接的自动加药装置及在线监测装置、沿所述反应槽长度方向布置的若干紫外灯管。所述臭氧微纳米氧化单元包括臭氧发生装置和微纳米气泡发生装置。本实用新型利用臭氧、微纳米气泡的强氧化技术与紫外光催化氧化技术结合，大大提高了紫外光催化氧化速度，从而达到净化污水和提高污水可生化性的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理装置，具体涉及一种紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置。
背景技术
在化工、制药、印染、造纸、印刷、煤化工、炼焦、石油化工等行业排放大量有机废水，废水中含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基、苯环等结构的难降解的有机物质。对于这类废水，采用常规的物理生物方法进行处理，出水难以达标。国内外现有的处理技术包括强化生物降解、混凝、吸附、膜分离以及高级氧化技术等。
高级氧化技术利用产生的氧化能力很强的羟基自由基氧化水中污染物，使其经过一系列中间过程，最终生成CO2和其他无机离子。高级氧化技术包括Feton氧化、电化学氧化、湿式催化氧化以及超临界氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化等。其中，Feton氧化法需要在酸性条件进行，反应条件苛刻；电化学氧化法电化学效率低且电极寿命短，稳定性有待提高；湿式催化氧化法和超临界氧化法需要在高温高压下进行，对设备配置要求较高；
光催化氧化技术中催化剂受光照射，吸收光能，发生电子跃迁，生成“电子-空穴”对，生成强氧化性的羟基自由基（•OH）将污染物氧化。臭氧是一种强氧化剂能降解各类废水中的结构稳定、可生化性低的污染物，不形成二次污染。这两种技术在常温常压下进行，是目前比较推崇的一种处理技术。
大量的应用研究表明，单一的氧化技术手段的氧化速率和效率都不能满足降解高浓度有机污染物的要求，存在相应的局限性。
本实用新型在紫外光催化氧化技术的基础上，联合了臭氧、微纳米气泡技术，形成在常温常压下进行的紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化技术。臭氧、微纳米气泡技术的结合，有效提高了臭氧在水中的溶解度，提高臭氧氧化剂的利用效率。紫外光催化氧化单元、臭氧微纳米氧化单元相互协同作用和发挥各自的优势，提高降解速率和效率，从而提高处理效果降低成本，达到净化污水和提高污水可生化性的目的。具有安全、环保、高效、低耗的特点。
实用新型内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置。
本实用新型的技术方案是：一种紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，包括安装有紫外灯，内壁负载有二氧化钛（TiO2）催化剂的紫外光催化氧化单元及能产生臭氧微纳米气泡的臭氧微纳米氧化单元；所述紫外光催化氧化单元包括与所述臭氧微纳米氧化单元进气端连接的反应槽、与所述反应槽连接的自动加药装置及在线监测装置、沿所述反应槽长度方向布置的若干紫外灯管；所述臭氧微纳米氧化单元包括臭氧发生装置和微纳米气泡发生装置。
上述紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，所述反应槽的底部和四周侧面负载均涂抹有负载型二氧化钛（TIO2）催化剂。
上述紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，所述自动加药装置包括投加硫酸溶液或氧化钙固体，根据来水水质情况，投加相应药剂，控制水质pH值在6-8左右。
上述紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，所述在线监测装置包括在线pH计、在线流量仪。
上述紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，所述反应槽内的紫外灯管横向交错排列，增加光照面积。
上述紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，所述反应槽有一进水口和一溢流出水口，其溢流出水口和微纳米气泡装置通过一三通阀连接，所述三通阀一出水端直接外排。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下:
1.紫外光催化氧化技术、臭氧催化氧化技术、微纳米气泡氧化技术三者相互协同，相互耦合，在常温常压下发挥各自的优势，提高降解速率和效率，从而提高处理效率降低成本，实质性的解决难处理的问题，具有安全环保、高效、低耗的特点。
2.臭氧催化氧化技术、微纳米气泡技术的结合，有效提高了臭氧在水中的溶解度，提高臭氧氧化剂的利用效率，强化有机物氧化效率，节省成本。
紫外光催化氧化单元和臭氧微纳米氧化单元在同一反应槽内，设备体积小，减少占地成本。
附图说明
图1是本实用新型的设备示意图；
图中1.反应槽，2.负载型二氧化钛（TiO2），3.进水口，4.出水溢流口，5.紫外灯灯管，6.紫外灯灯座，7.自动加药装置储药罐，8.加药泵，9.在线pH计，10.在线流量计，11.三通阀，12.进气口，13.微纳米气泡装置，14.臭氧发生装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，包括安装有紫外光催化氧化单元及能产生臭氧微纳米气泡的臭氧微纳米氧化单元；所述紫外光催化氧化单元包括与所述臭氧微纳米氧化单元进气端连接的反应槽（1）、与所述反应槽连接的自动加药装置及在线监测装置、沿所述反应槽长度方向布置的若干紫外灯管（5）。
所述反应槽包括进水口（3）、溢流出水口（4）、进气口（12）、若干紫外灯（5）、紫外灯灯座（6）、负载型二氧化钛（TIO2）催化剂（2）；反应槽内的若干紫外灯横向交错排列，以求得最大光照面；在反应槽内的底部及四周侧面都涂抹有负载型二氧化钛（TIO2）催化剂，涂抹催化剂的厚度为2mm。
所述反应槽内的自动加药装置包括化学药品储罐（7）和加药泵（8），所述化学药品储罐中储存有硫酸溶液或氧化钙固体，根据根据来水水质情况，投加相应药剂，来水水质为酸性溶液时，投加氧化钙固体，来水水质为碱性溶液时，投加硫酸溶液，最终控制水质pH值在6-8左右。所述反应槽内的在线监测装置包括在线pH计、在线流量仪。
所述臭氧微纳米氧化单元包括臭氧发生装置（14）和微纳米气泡发生装置（13）。所述溢流出水口（4）和微纳米气泡装置（13）通过一三通阀（11）连接，所述三通阀一出水端直接外排；臭氧发生装置中产生的臭氧气体和经过三通阀循环利用的废水出水同时进入到微纳米气泡发生装置，气液混合后，在微纳米气泡发生装置中产生的臭氧微纳米气泡通过进气口进入到反应槽中。
本实用新型的原理如下：
紫外光催化氧化技术原理：二氧化钛（TiO2）催化剂在紫外线灯的照射下，受激生成“电子-空穴”对（一种高能粒子），这种“电子-空穴”对和周围的水、氧气发生作用后，就具有了极强的氧化-还原能力，能将污水中的醛类、烃类等污染物直接分解成无害无味的物质，从而达到净化污水和提高污水可生化性的目的。
臭氧氧化技术：臭氧产生的羟基自由基（•OH）及氧自由基（•O）进行废水处理，•OH氧化电位为2.8V，具有极强的氧化能力，能将废水中难降解的有机物及对微生物毒性强的CN-氧化，减少废水毒性，降低COD，提高废水可生化性。
微纳米气泡技术：微纳米气泡加速臭氧生成•OH 和 •O，并强化传质效率，延长臭氧在废水中的停留时间，降低臭氧发生器能耗，提高臭氧利用率，提高臭氧氧化降解有机废水效率，减少溢出臭氧尾气异味，节省成本。
本实例中，废水从底部进水口进入反应槽，通过自动加药装置调节溶液pH在6-8左右。采用下进水、进气，上出水的运行方式。反应槽的出水溢流口与三通阀相连，将出水分为两部分，一部分作为排放液直接排放，另一部分作为回流液流进微纳米气泡装置，回流液与臭氧气体在微纳米气泡装置气液混合，产生的臭氧微纳米气泡经过进气口进入到反应槽。
在废水进入反应槽的同时，启动臭氧发生器、微纳米气泡装置和紫外灯灯管，产生的臭氧微纳米气泡通过进气口进入到反应槽；反应槽中的紫外灯能产生波长在400nm以下的紫外光，污水与负载型TIO2催化剂、臭氧微纳米气泡、紫外光充分接触，与产生的•OH 和•O发生化学反应，使废水中的难降解有机物长链变短链，环状化合物开环，增加废水的可生化性。
臭氧微纳米气泡从反应槽的底部进气口进入，气泡的推流作用，同时也起到了搅拌作用，使反应处于流动旋转的状态，增加了整个氧化反应的速度和效率。
以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，其特征在于，包括安装有紫外灯，内壁负载有二氧化钛催化剂的紫外光催化氧化单元及能产生臭氧微纳米气泡的臭氧微纳米氧化单元；所述紫外光催化氧化单元包括与所述臭氧微纳米氧化单元进气端连接的反应槽、与所述反应槽连接的自动加药装置及在线监测装置、沿所述反应槽长度方向布置的若干紫外灯管；所述臭氧微纳米氧化单元包括臭氧发生装置和微纳米气泡发生装置。
2.根据权利要求1所述的紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，其特征在于，所述反应槽的底部和四周侧面负载均涂抹有负载型二氧化钛催化剂。
3.根据权利要求1所述的紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，其特征在于，所述自动加药装置包括投加硫酸溶液或氧化钙固体，根据来水水质情况，投加相应药剂，控制水质pH值在6-8。
4.根据权利要求1所述的紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，其特征在于，所述在线监测装置包括在线pH计、在线流量仪。
5.根据权利要求1所述的紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，其特征在于，所述反应槽内的紫外灯管横向交错排列，增加光照面积。
6.根据权利要求1所述的紫外光催化氧化-臭氧微纳米氧化污水处理装置，其特征在于，所述反应槽有一进水口和一溢流出水口，其溢流出水口和微纳米气泡装置通过一三通阀连接，所述三通阀一出水端直接外排。
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