CN208883561U - 一种多级错流臭氧反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级错流臭氧反应器，属于废水污染物降解领域，目的在于简化臭氧反应器的结构，并保证臭氧反应器具有较高的反应效率，有效降低污水处理的成本。该多级错流臭氧反应器包括反应单元、废水进水管、出水管；所述反应单元包括反应器、连接管、臭氧曝气装置，所述连接管、臭氧曝气装置分别设置在反应器内。与现有的臭氧反应器不同，本申请反应器内部无需填充任何填料，水头损失小，运行维护简单，投资少。同时，基于结构的改进，本申请能够显著提升污水流经的路程，进而提高臭氧反应效率，提升处理效果，降低污水处理的成本。另外，由于本申请内部完全采用重力流，无需机械提升，因而能大幅降低能耗，具有显著的节能减排效果。

Description

一种多级错流臭氧反应器

技术领域

本实用新型涉及废水治理领域，尤其是废水污染物降解领域，具体为一种多级错流臭氧反应器。

背景技术

近年来，伴随我国工业的快速发展，产生了大量废水。而废水会导致严重的环境问题，因此，如何有效治理污水成为迫切需要解决的问题。针对废水处理的问题，人们进行了大量的研究，相应的污水处理方法也应运而生。

其中，臭氧作为一种强氧化剂，被广泛应用于水厂、水塔、水箱、蓄水池、游泳池及污水处理等领域，并取得了较好的技术效果。在采用臭氧进行污水处理时，污水与臭氧在臭氧发生器内进行反应，以实现对污水的处理。

中国专利CN201720080979.7公开了一种强化催化氧化臭氧反应器，其包括一密封的罐体；罐体内下部设有承托层；罐体内充填有固体多相形态的臭氧催化剂填料，固体多相形态的臭氧催化剂填料位于承托层上面；罐体下部，承托层下方设有臭氧曝气盘；臭氧曝气盘与位于罐体外的臭氧发生器连接；罐体顶部设有残余臭氧排气口；残余臭氧排气口与位于罐体外的残余臭氧消除器连接；罐体下部一侧设有进水口；罐体下部的进水口处设有液体均相形态的臭氧催化剂加入口；罐体上部一侧设有出水口。该结构中，污水在污水进口处，加入一定浓度的双氧水，进入反应器后与臭氧进行混合，混有双氧水和臭氧的污水在推流作用下，从下至上进入填料区，在活性氧化铝填料中进行深度处理，处理后的污水在反应器上部出水，残余的臭氧经残余臭氧排气口进入残余臭氧消除器(消除残余的臭氧)进行处理。一部分出水通过循环泵输送至反应器底部进水口，延长了停留时间。该臭氧反应器利用催化剂加强对臭氧的催化分解和促进羟基自由基的产生，达到更好的污水处理效果。

在工业污水处理过程中，反应器结构的简化，对于降低污水处理成本，具有重要的意义，有利于推进污水处理的应用。为此，本申请提供一种结构简单，具有较高污水处理效率的多级错流臭氧反应器。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：简化臭氧反应器的结构，并保证臭氧反应器具有较高的反应效率，有效降低污水处理的成本，为此，本申请提供一种多级错流臭氧反应器。本申请对臭氧反应器的结构进行了全新设计，内部采用重力流，无需机械提升，能够有效简化臭氧反应器的结构，降低反应能耗，具有节能环保的优点。同时，本申请中，无需设置任何填料，水头损失小，设备与维护，投资小，运行、维护成本低。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，占地面积小，处理效果好，适应性强，具有较高的经济价值和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种多级错流臭氧反应器，包括反应单元、废水进水管、出水管；

所述反应单元包括反应器、连接管、臭氧曝气装置，所述连接管、臭氧曝气装置分别设置在反应器内；

所述反应器上分别设置有进水口、出水口，所述进水口所在水平面高于出水口所在水平面，所述连接管的下端位于反应器的底部且反应器内的污水自上而下与臭氧曝气装置释放的臭氧反应后能从连接管的下端进入连接管内，所述连接管的上端与出水口相连且反应器内的污水仅能通过连接管经出水口排出；

所述反应单元为N个且N≥2，第一级反应单元至第N级反应单元依次相连，第一级反应单元中反应器的进水口与废水进水管相连，第N-1级反应单元中反应器的出水口与第N级反应单元中反应器的进水口连通，第N-1级反应单元中反应器的进水口所在水平面高于第N级反应单元中反应器的进水口所在水平面且第N-1级反应单元中反应器内的污水在重力的作用下仅能通过连接管依次经第N-1级反应单元中反应器的出水口、第N级反应单元中反应器的进水口进入第N级反应单元中反应器内，第N级反应单元中反应器的出水口与出水管相连。

所述N为2~10个。

所述臭氧曝气装置为曝气管、曝气盘中的一种或多种。

所述曝气盘呈圆盘型且曝气盘上均布有若干个曝气孔。

还包括与臭氧曝气装置相连的臭氧发生装置且臭氧发生装置产生的臭氧能经臭氧曝气装置进入反应器内并与反应器内污水逆流接触反应。

所述反应单元还包括与反应器上端相连的气体收集装置。

还包括与气体收集装置相连的尾气处理装置。

还包括进水泵、控制系统，所述进水泵设置在废水进水管上，所述进水泵与控制系统相连且控制系统能调节进水泵的流量。

还包括监测单元，所述监测单元设置在出水管上且监测单元能对出水管内的水质进行监测，所述监测单元与控制系统相连且控制系统能根据监测单元测定的结果调节进水泵的流量。

针对前述问题，本申请提供一种多级错流臭氧反应器，其包括反应单元、废水进水管、出水管。其中，反应单元包括反应器、连接管、臭氧曝气装置，连接管、臭氧曝气装置分别设置在反应器内。本申请中，反应器上分别设置有进水口、出水口，进水口所在水平面高于出水口所在水平面，连接管的下端位于反应器的底部，连接管的上端与出水口相连。同时，反应单元为N个且N≥2，第一级反应单元至第N级反应单元依次相连。其中，第一级反应器的进水口与废水进水管相连，第（N-1）级反应器的出水口与第N级反应器的进水口连通，第（N-1）级反应器的进水口所在水平面高于第N级反应器的进水口所在水平面，第N级反应器的出水口与出水管相连。

基于该结构，废水首先通过废水进水管经第一级反应器的进水口进入第一级反应单元内。在第一级反应单元中，反应器内的污水自上而下与臭氧曝气装置释放的臭氧逆流接触，进行反应，而反应器下方的污水则通过连接管依次经第一级反应单元中反应器的出水口、第二级反应单元中反应器的进水口进入第二级反应单元中。同时，由于第（N-1）级反应单元中反应器的进水口所在水平面高于第N级反应单元中反应器的进水口所在水平面，因此，反应器内的污水能依靠重力作用自动进入下一级反应单元的反应器中，而无需机械提升。最后，经多级错流反应器处理后的污水依次经第N级反应单元中连接管、出水口通过出水管排出，完成对污水的臭氧化处理。

与现有臭氧反应器不同，本申请反应器内部无需填充任何填料，水头损失小，运行维护简单，投资少。同时，基于结构的改进，本申请能够显著提升污水流经的路程，进而提高臭氧反应效率，提升处理效果，降低污水处理的成本。另外，由于本申请内部完全采用重力流，无需机械提升，因而能大幅降低能耗，具有显著的节能减排效果。

进一步，本申请中，反应器径深比小，能有效减少占地面积，节约用地。基于结构的优化设计，本申请能够根据污染物的类型及浓度，合理选择反应单元的数量，具有灵活性高、适应性强的优点。同时，本申请中的反应单元相互独立，各自反应条件可控，能通过进一步控制不同反应单元，以提高反应效率。

进一步，本申请中，臭氧曝气装置可以为曝气管、曝气盘中的一种或多种，优选采用圆盘型曝气装置。同时，本申请还包括与臭氧曝气装置相连的臭氧发生装置；通过臭氧发生装置产生氧气，通过臭氧曝气装置使臭氧与污水充分结合，有效提升污水处理效率。

综上所述，本申请通过对结构的改进，

使废水从反应器底部出水进入下一级反应单元的反应器顶部，与底部往上运动的臭氧充分接触，臭氧气相与液相错流接触，在此过程中，废水中污染物质与臭氧充分反应，提高臭氧与废水中污染物质的反应效率；随着废水继续向下流动，臭氧浓度越来越高，废水中污染物质继续进行深度降解，经过如此往复循环反应，废水中大部分可被臭氧氧化的污染物质得到彻底降解。同时，本申请无需添加填料，有效减小水头损失及投资；而多级反应单元的设计，使得本申请能根据污染物类型及含量选择反应级数，保证废水与臭氧充分接触。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

（1）本申请内部完全采用重力流，无需机械提升，能耗少，具有节能环保的特点；

（2）本申请内部无需填充任何填料，水头损失小，运行维护简单，投资少；

（3）本申请中，反应器径深比小，节约占地，具有适应性强的优点；

（4）本申请中，反应级数能根据污染物类型及浓度可调，灵活性高，适应性强；

（5）本申请中，多级反应单元相互独立，各自反应条件可控，可通过进一步控制不同反应单元的条件，进一步提高反应效率；

（6）本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，使用方便，具有较高的反应效率和较好的应用价值。

附图说明

图1为实施例1中多级错流臭氧反应器的工作原理示意图。

图中标记：1、反应单元，2、反应器，3、连接管，4、臭氧曝气装置，5、进水口，6、出水口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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1

如图所示，本实施例的多级错流臭氧反应器，包括反应单元、废水进水管、出水管。其中，反应单元为N个，N为自然数且≥2。

本实施例反应单元包括反应器、连接管、臭氧曝气装置，连接管、臭氧曝气装置分别设置在反应器内。反应器上分别设置有进水口、出水口，进水口所在水平面高于出水口所在水平面，连接管的下端位于反应器的底部，连接管的上端与出水口相连。基于结构，使得反应器内的污水能自上而下与臭氧曝气装置释放的臭氧反应，而后从连接管的下端进入连接管内，并经与连接管相连的出水口排出。

同时，第一级反应单元至第N级反应单元依次相连，第一级反应单元中反应器的进水口与废水进水管相连，第N-1级反应单元中反应器的出水口与第N级反应单元中反应器的进水口连通，第N-1级反应单元中反应器的进水口所在水平面高于第N级反应单元中反应器的进水口所在水平面，第N级反应单元中反应器的出水口与出水管相连。该结构中，反应单元依次相连，基于反应单元中进水口所在水平面的高度差，以及反应单元之间通过连接管相连的结构设计，在重力的作用下，使得第N-1级反应单元中反应器内的污水仅能通过连接管依次经第N-1级反应单元中反应器的出水口、第N级反应单元中反应器的进水口进入第N级反应单元中反应器内。

该结构中，废水从反应器顶部进入，与底部往上运动的臭氧充分接触，在此过程中，废水中污染物质与臭氧充分反应；随着废水继续向下流动，臭氧浓度越来越高，废水中污染物质继续进行深度降解；然后，使废水从底部出水，并进入下一级反应单元的反应器顶部，臭氧气相与液相错流接触，如此往复循环反应，使得废水中大部分可被臭氧氧化的污染物质得到彻底降解。根据废水中污染物质种类及污染物浓度，可以灵活选择反应级数。

本申请中，臭氧曝气装置可以采用曝气管、曝气盘中的一种或多种，优选采用圆盘形曝气盘。本申请中，还可以包括与臭氧曝气装置相连的臭氧发生装置；臭氧发生装置用于产生臭氧，所产生的臭氧能经臭氧曝气装置进入反应器内，并与反应器内的污水逆流接触反应。进一步，反应单元还包括与反应器上端相连的气体收集装置、与气体收集装置相连的尾气处理装置，其他收集装置和尾气处理装置主要用于对臭氧反应后产生的气体进行处理。

经实际验证，本申请具有较高的臭氧反应效率，且结构简单，操作方便，对于降低臭氧反应器的设备成本和运营成本，提高反应效率，具有重要的意义。同时，本申请基于结构的改进，无需添加填料，能有效减小水头损失及投资。而本申请中采用的多级反应单元设计，可根据污染物类型及含量选择反应级数，满足不同工况的处理需求，保证废水与臭氧充分接触时间，提升处理效果。本申请构思巧妙，设计合理，具有较高的应用价值和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多级错流臭氧反应器，其特征在于，包括反应单元、废水进水管、出水管；

所述反应单元包括反应器、连接管、臭氧曝气装置，所述连接管、臭氧曝气装置分别设置在反应器内；

所述反应器上分别设置有进水口、出水口，所述进水口所在水平面高于出水口所在水平面，所述连接管的下端位于反应器的底部且反应器内的污水自上而下与臭氧曝气装置释放的臭氧反应后能从连接管的下端进入连接管内，所述连接管的上端与出水口相连且反应器内的污水仅能通过连接管经出水口排出；

所述反应单元为N个且N≥2，第一级反应单元至第N级反应单元依次相连，第一级反应单元中反应器的进水口与废水进水管相连，第N-1级反应单元中反应器的出水口与第N级反应单元中反应器的进水口连通，第N-1级反应单元中反应器的进水口所在水平面高于第N级反应单元中反应器的进水口所在水平面且第N-1级反应单元中反应器内的污水在重力的作用下仅能通过连接管依次经第N-1级反应单元中反应器的出水口、第N级反应单元中反应器的进水口进入第N级反应单元中反应器内，第N级反应单元中反应器的出水口与出水管相连。

2.根据权利要求1所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，所述N为2~10个。

3.根据权利要求1所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，所述臭氧曝气装置为曝气管、曝气盘中的一种。

4.根据权利要求3所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，所述曝气盘呈圆盘型且曝气盘上均布有若干个曝气孔。

5.根据权利要求3所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，还包括与臭氧曝气装置相连的臭氧发生装置且臭氧发生装置产生的臭氧能经臭氧曝气装置进入反应器内并与反应器内污水逆流接触反应。

6.根据权利要求1所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，所述反应单元还包括与反应器上端相连的气体收集装置。

7.根据权利要求6所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，还包括与气体收集装置相连的尾气处理装置。

8.根据权利要求1所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，还包括进水泵、控制系统，所述进水泵设置在废水进水管上，所述进水泵与控制系统相连且控制系统能调节进水泵的流量。

9.根据权利要求8所述多级错流臭氧反应器，其特征在于，还包括监测单元，所述监测单元设置在出水管上且监测单元能对出水管内的水质进行监测，所述监测单元与控制系统相连且控制系统能根据监测单元测定的结果调节进水泵的流量。