CN208883602U - 臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统 - Google Patents

Abstract

一种臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，该系统包括催化反应罐(100)、臭氧射流投加装置(200)、臭氧加入装置(300)、催化剂加入装置(400)和旋流气浮罐(500)，催化反应罐(100)内插接有形成超声空化反应区的至少1根超声波空化杆件(600)。在该系统中，臭氧射流投加装置(200)将待处理污水和臭氧加入装置(300)产生的带压臭氧(321)混合成纳米微气泡的气液混合液(210)后送入催化反应罐(100)中，在催化剂(410)作用下，气液混合液(210)在超声空化反应区内进行第一级催化氧化反应，然后一起进入旋流气浮罐(500)进行第二级催化氧化反应及浮物分离，总之，该系统的臭氧利用率高，臭氧反应更彻底，臭氧投加效果好，能耗低且结构简单紧凑。

Description

臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，更具体地说，是涉及一种臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统。

背景技术

污水处理是一种为使污水达到排水或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。随着人们对环保和水资源充分利用的重视，污水处理被广泛地应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保等各个领域中，对应地，随着国家对污水处理排放标准越加严格，污水处理设备的处理能力和处理效率亟待提升。通常，按污水来源来分，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理，其中，生产污水包括工业污水、农业污水等。以工业生产污水为例，如在油田、炼油厂、石油化工、冶金、钢铁、造纸等行业中，每天将会产出大量的含油、含有机物等各种污染物的污水。

现有技术中，对工业生产污水的处理主要包含有以下三种技术：1)臭氧氧化技术，主要用以降低污水中的有机物、色度、浊度及细菌等，然而当前一般使用平流式或接触塔式臭氧氧化反应器，其普遍存在臭氧气泡过大、与污染物接触几率小以臭氧反应不充分等问题，最终导致臭氧利用率低，污水处理效果不佳等缺陷；2)气浮分离技术，近来，旋流溶气气浮分离技术发展迅速，然而，该技术虽然油水分离和去除一般颗粒大小的乳化油的效果较好，但去除超微乳化油等的效果不佳；3)臭氧和气浮集成技术，虽然该技术既能去除污水中的颗粒或油滴等悬浮物又能氧化掉污水中的有机物、降低色度等，但仍然存在臭氧投加效果不佳，臭氧催化效果不佳，停留时间长等问题。

总之，总体上，现有的工业生产污水处理系统存在臭氧反应不够彻底、臭氧利用率低、臭氧投加效果差、结构复杂且能耗高等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，用以解决现有技术中存在的污水处理系统的臭氧反应不够彻底、臭氧利用率低、臭氧投加效果差以及结构复杂且能耗高等的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供了一种臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统包括能对待处理污水进行升压的污水输入装置，还包括上部开设有第一浮渣出口和下部开设有污水出口的催化反应罐、与所述催化反应罐的下部连通用以将带压臭氧和所述污水输入装置输送的所述待处理污水混合成含纳米微气泡的气液混合液后送入所述催化反应罐中的臭氧射流投加装置、与所述臭氧射流投加装置连通的用以向所述臭氧射流投加装置输送所述带压臭氧的臭氧加入装置、与所述待处理污水和/或所述带压臭氧进入所述催化反应罐的管道连通的用以向所述催化反应罐中添加催化剂的催化剂加入装置以及与所述催化反应罐的所述污水出口连通、开设有处理水出口和第二浮渣出口的用以接收经所述催化反应罐处理后的所述气液混合液并使所述气液混合液继续反应和经浮物分离处理的旋流气浮罐；

于所述催化反应罐的顶端，所述催化反应罐内插接有用以形成供所述带压臭氧、所述待处理污水和所述催化剂进行催化氧化反应的超声空化反应区的至少1根超声波空化杆件，且所述催化反应罐上设置有能自动控制的用以将所述催化反应罐内废气独自排出的第一排气装置；所述旋流气浮罐的顶端单独设置有能自动控制的用以将所述旋流气浮罐内废气排出的第二排气装置。

与现有技术相比，本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的有益效果在于：

该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统包括能对待处理污水进行升压的污水输入装置，还包括催化反应罐、臭氧射流投加装置、臭氧加入装置、催化剂加入装置和旋流气浮罐。

(1)通过臭氧加入装置生产带压臭氧，这样，输送至系统中的臭氧得到增压，故而在相同动力流量情况下，能投加倍增的臭氧量，因而提升臭氧投加效果；若臭氧的投加量相同，则能大幅降低系统中液体的流量和扬程，进而能大幅降低系统能耗，同时，能使催化反应罐的尺寸大幅减小，从而整个系统的结构更简单紧凑；另外，在带压环境中，臭氧在催化反应罐和旋流气浮罐内与污染物的接触面积和几率增大，从而能提高催化氧化反应的速率和效率，使臭氧反应更彻底及臭氧利用率更高；

(2)通过臭氧射流投加装置将带压臭氧和待处理污水预先混合成含纳米微气泡的气液混合液后再送入催化反应罐中，由此，带压臭氧与污水的接触几率加大，利于臭氧反应更彻底；

(3)通过在催化反应罐内插接至少1根超声波空化杆件，通过各超声波空化杆件形成一超声空化反应区，在该超声空化反应区内，带压臭氧、待处理污水和催化剂的催化氧化反应速度和效率得到提升；

(4)通过臭氧透射投加装置将纳米微气泡的气液混合液输送至催化反应罐中，在催化反应罐的超声空化反应区内，且在带压情况下，通过催化剂、超声空化等多重手段进行臭氧的第一级催化氧化反应，然后在旋流气浮罐内引入旋流气浮技术对臭氧进行第二级催化氧化反应，最终通过对臭氧的多级催化氧化反应，不仅降低无效臭氧的消耗，还将“催化剂投加混合+臭氧催化反应+混凝沉降”三段工艺集成一体于一段工艺中，并实现自动化运行，由此，大幅提升污水处理工艺流程，缩短处理周期，降低运行成本；

(5)通过在催化反应罐上设置能自动控制的第一排气装置和催化反应罐的上部开设第一浮渣出口，在旋流气浮罐的顶端设置能自动控制的第二排气装置，以及在旋流气浮罐上开设第二浮渣出口和处理水出口，因而催化反应罐和旋流气浮罐内的浮渣能独立地排出，且因第一排气装置和第二排气装置独立设置，故而，催化反应罐和旋流气浮罐内的废气也能独立地排出，省去气液分离罐，简化该系统的工作流程且使工作流程更加灵活，便于安装和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例中臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的结构示意简图；

图2是图1中旋流气浮罐的结构示意简图。

其中，附图中的标号如下：

10-污水输入装置/增压泵、11-待处理污水；

100-催化反应罐、110-第一浮渣出口、120-出水管、121-污水出口、140-整流板、150-第一排渣管、151-第一浮渣控制阀、160-第一液位计；

200-臭氧射流投加装置、210-气液混合液；300-臭氧加入装置、310-空气制氧装置、311-空气、320-臭氧生产装置、321-带压臭氧；

400-催化剂加入装置、410-催化剂；

500-旋流气浮罐、510-处理水出口、520-导流管、521-第二浮渣出口、522-涡流板、530-处理水管、531-液位控制阀、540-第二液位计、550-第二排渣管、551-第二浮渣控制阀、560-第三液位计、570-切向A入口、580-切向B入口；

600-超声波空化杆件；700-第一排气装置、710-第一排气管、711-第一排气控制阀、720-第一信号采集器；

800-第二排气装置、810-第二排气管、811-第二排气控制阀、820-第二信号采集器；900-絮凝剂加入装置、910-释放装置、920-空化混合装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图对本实用新型提供的一种臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的实现通过具体实施例进行详细说明。

需说明的是，该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，主要用以处理工业生产污水，当然，实际上还可用于处理其它的污水。总体上，相比现有的污水处理系统，该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的臭氧利用率更高、臭氧氧化反应更快、能耗更低、自动化程度高以及结构更简单紧凑，是一款污物清除效果更佳的利于小型化的一体化自动化污水处理系统。

如图1所示，该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，包括污水输入装置10，其中，该污水输入装置10能对待处理污水11进行升压，具体在本实施例中，该污水输入装置10为增压泵，且连通到臭氧射流投加装置200的入口。当然，在实际应用中，污水输入装置10还可以为其它合适的输送部件。

再如图1所示，该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统还包括催化反应罐100、臭氧加入装置300、臭氧射流投加装置200、催化剂加入装置400和旋流气浮罐500。如图1所示，催化反应罐100的上部开设有第一浮渣出口110，这样，催化氧化反应过程中，催化反应罐100内的浮渣即可通过该第一浮渣出口110独立地直接排出。对应地，催化反应罐100的下部开设有污水出口121，这样，催化氧化反应后的气液混合液210和催化剂410即可一并从该污水出口121被送入到旋流气浮罐500中。

再如图1所示，臭氧加入装置300与臭氧射流投加装置200连通，主要用以向臭氧射流投加装置200输送带压臭氧321。需说明的是，这里的带压臭氧321可以为带压力的纯臭氧，也可以为带压的含臭氧的混合气体。

臭氧射流投加装置200主要用以将臭氧加入装置300输送的带压臭氧321和污水输入装置10输送的待处理污水11通过射流高速剪切并快速地混合成含纳米微气泡的气液混合液210。如图1所示，因臭氧射流投加装置200与催化反应罐100的下部连通，这样，臭氧射流投加装置200即可将混合成的含纳米微气泡的气液混合液210直接送入催化反应罐100中。

催化剂加入装置400主要用以向催化反应罐100中添加催化剂410。如图1所示，为方便将催化剂410添加到催化反应罐100中，催化剂加入装置400与待处理污水11和/或带压臭氧321进入催化反应罐100的管道连通。可以理解地，催化剂加入装置400可以连接到污水输入装置10与臭氧射流投加装置200之间的连接管道上，也可连接到臭氧加入装置300与臭氧射流投加装置200之间的连接管道上，还可连接到臭氧射流投加装置200与催化反应罐100之间的连接管道上。也即通常，将催化剂410与带压臭氧321、待处理污水11一起输送至催化反应罐100中进行第一级催化氧化反应。

需说明的是，在本实施例中，为实现高效催化反应，催化剂加入装置400输送的催化剂410优选为H₂O₂、金属离子和碱等，其中，金属离子可以是但不限于Fe(II)、Mn(II)、Ni(1I)、Co(II)、Cd(II)、Cu(ii)、Ag(I)、Cr(II)、Zn(II)等，具体地，金属离子优选为Fe²⁺离子，碱包含但不限于NaOH、Mg(OH)₂、石灰石、Na₂CO3等，优选为NaOH、石灰石。

由上可知，通过采用臭氧射流投加装置200和臭氧加入装置300，增加臭氧的压力的同时，还对带压臭氧321和待处理污水11进行混合以形成含纳米微气泡的气液混合液210，这样，臭氧射流投加装置200在相同动力流量的情况下，能投加的臭氧量将增加2～6倍，这样，臭氧投加效果好；在投加相同臭氧量的情况下，能大幅降低系统能耗，具体可降低50％以上的能耗，且能大幅降低增压泵的扬程，具体可降低30％以上的扬程，同时，还能大幅降低动力流流量，仅为传统的1/4～1/2，从而使得催化反应罐100的尺寸更小，具体可缩小1/2～3/4的体积，因而该系统的结构更为紧凑，便于实现自动化、撬装化、可移动，更好满足客户需求。

另外，因输送至催化反应罐100内的臭氧带压，这样，臭氧、待处理污水11和催化剂410在较高压力下，具体为在0.1～1.0MPa范围内，最佳为0.25～0.5MPa范围内进行催化氧化反应时，臭氧能充分地溶解在污水中，且分散度和表面积能得到大幅提升，由此，臭氧与污水中污物的接触面积和几率增大，进而臭氧能更容易且更高效地与污物发生反应，故，臭氧利用率更高，且氧化反应效率更高，对应地，最终的催化氧化效果更佳。

再如图1所示，旋流气浮罐500上开设有处理水出口510和第二浮渣出口521，旋流气浮罐500与催化反应罐100的污水出口121连通，这样，旋流气浮罐500即可接收经催化反应罐100处理后的气液混合液210，且进入旋流气浮罐500内的气液混合液210可在旋流气浮罐500内在旋流的作用下进行第二级催化氧化反应，同时进行高效的浮物分离处理，最终处理后的处理水从处理水出口510中流出，分离出来的浮渣可以从第二浮渣出口521中排出。这样，即可将传统的“催化剂投加混合+臭氧催化反应+混凝沉降”三段工艺简化为一体化的单个工艺，大幅缩短污水处理工艺流程，缩短处理周期，降低运行成本，利于实现自动化处理。

可以理解地，旋流气浮罐500内接收的气液混合液实际为经催化反应罐100进行一级处理后的气液混合液，其实际污物含量少于臭氧射流投加装置200送进催化反应罐100的气液混合液210中污物的含量，且其内含有催化反应罐100内的催化剂410。需说明的是，具体在本实施例中，旋流气浮罐500为旋流溶气气浮罐。

如图1所示，为方便及时将催化反应罐100内的废气排出，催化反应罐100上设置有第一排气装置700，对应地，为方便及时将旋流气浮罐500内的废气排出，旋流气浮罐500的顶端单独设置有第二排气装置800。其中，第一排气装置700和第二排气装置800能独立地自动控制，这样，因催化反应罐100中的浮渣可从第一浮渣出口110中排出，旋流气浮罐500中的浮渣能从第二浮渣出口521中排出，因而，该系统可以省去气液分离装置，直接单独地实现废气和浮渣的自动分离和排出，一定程度上简化了污水处理工艺流程，使得该系统的结构更加简单紧凑，处理效率更高，同时，还降低了后端废气排放的难度。

再如图1所示，于催化反应罐100的顶端，催化反应罐100内插接有至少1根超声波空化杆件600，其中，各超声波空化杆件600主要用以形成超声空化反应区(图未示)，在该超声空化反应区内，带压臭氧321、待处理污水11和催化剂410能在超声波空化作用下带压进行催化氧化反应。具体在本实施例中，各超声波空化杆的工作频率为14～28KHZ，其中，优选为18～22KHZ。由此实现在带压环境下获得较好的空化超临界的催化氧化反应，同时大幅降低超声空化所需的能耗，具体可降低30％以上的能耗；因常规超声波空化装置在压力增加到0.2MPa以上后基本上不起作用，而本系统中各超声波空化杆形成的超声空化反应区在空化范围内的压能最大可达到10MPa以上，由此，该系统还解决了常规超声波空化装置在带压环境中空化效应被大幅削弱的问题。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，催化反应罐100内凸设有上端敞口、下端贯穿催化反应罐100以形成污水出口121的出水管120，可以理解地，出水管120的下管口即为污水出口121。这样，即可将污水出口121和臭氧射流投加装置200与催化反应罐100的连通口(图未示)隔离开。还可理解地，气液混合液210和催化剂410在催化反应罐100的超声空化反应区内催化氧化反应后，再从出水管120被输送至旋流气浮罐500内。再如图1所示，为方便即使将反应过程中分离出的浮渣排出，第一浮渣出口110高于出水管120的上端口(图未示)。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，围绕出水管120，催化反应罐100的下部上凸设有至少1个整流板140。这样，利于催化反应罐100内的催化氧化反应在一个稳定有序的环境中进行，提高该系统的稳定性和可靠性。为方便整流，臭氧射流投加装置200与催化反应罐100的连通口(图未示)位于各整流板140的下方，且为方便整流后进行催化氧化反应，超声空化杆件位于整流板140的上方。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，出水管120的中心线与催化反应罐100的中心轴线位于同一直线上，整流板140设有两个，两整流板140围绕出水管120均匀对称布置。超声空化杆件设有2根，两超声空化杆件围绕出水管120均匀对称布置，且各超声空化杆位于对应的整流板140的正上方。这样，催化反应罐100的结构更加简单紧凑，利于催化反应罐100内催化氧化反应更顺畅、有序且高效地进行。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，臭氧射流投加装置200为射流器，催化剂加入装置400位于射流器的入口前。具体地，催化剂加入装置400连接到污水输入装置10与臭氧射流投加装置200的连接管道上。本实施例中，射流器具有主入口(图未示)和侧向入口(图未示)，其中，待处理污水11从主入口进入臭氧射流投加装置200，带压臭氧321从侧向入口进入臭氧射流投加装置200。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，臭氧加入装置300包括空气制氧装置310和臭氧生产装置320。其中，空气制氧装置310主要用以将空气311转化为带压的高纯度氧气，通常，氧气的压力优选为0.2～0.4MPa。臭氧生产装置320主要用以将空气制氧装置310造出的带压氧气转化为带压臭氧321。具体地，带压的高纯度氧气进入臭氧生产装置320后，在高压放电管中经高压电场作用，电化学反应产出带压的高浓度臭氧。因臭氧生产装置320与臭氧射流投加装置200的侧向入口连通，这样，带压臭氧321即可被输送至臭氧射流投加装置200。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，第一排气装置700包括第一排气管710、第一排气控制阀711和第一信号采集器720。其中，第一排气管710连接于催化反应罐100的顶部上，并与催化反应罐100连通，也即，催化反应罐100的顶部开设有第一排气口(图未示)。

再如图1所示，第一排气控制阀711设于第一排气管710上，第一信号采集器720设于催化反应罐100上且能向第一排气控制阀711传送信号。具体地，第一信号采集器720为压力变送器，以实现对催化反应罐100内压力的精准控制，这样，第一信号采集器720将采集的压力信号发送给第一排气控制阀711后，第一排气控制阀711即可自动控制第一排气管710排放催化反应罐100内的废气。当然，实际上，第一信号采集器720还可为其它合适的信号采集装置，并不限于采集压力信号。

需说明的是，催化反应罐100内的压力通常控制在0.1～1.0MPa范围内，优选为0.25～0.5MPa，这样，在该最佳压力范围内，臭氧的综合能耗最低，催化氧化反应效果最佳，运行成本最低。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，第一浮渣出口110连接有第一排渣管150，其中，第一排渣管150上设有第一浮渣控制阀151，催化反应罐100上设有能向第一浮渣控制阀151传送信号的第一液位计160。通常，为确保空化效果最佳，并合理控制排渣量，催化反应罐100的排渣量应为催化反应罐100内液体量的0.1％～5％，优选为1％～3％。可以理解地，当第一液位计160向第一浮渣控制阀151发送的液位信号超出预定范围时，第一浮渣控制阀151即可自动控制第一浮渣出口110排渣以及控制浮渣排放量。这样，即可保证各超声波空化杆浸入液体的深度，从而确保高能超声空化的效果。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，第二排气装置800包括第二排气管810、第二排气控制阀811和第二信号采集器820。其中，第二排气管810连接于旋流气浮罐500的顶部上，并与旋流气浮罐500连通，也即，旋流气浮罐500的顶部开设有第二排气口(图未示)。

再如图1所示，第二排气控制阀811设于第二排气管810上，第二信号采集器820设于旋流气浮罐500上能向第二排气控制阀811传送信号。具体地，第二信号采集器820为压力变送器，以实现对旋流气浮罐500内压力的精准控制，这样，第二信号采集器820将采集的压力信号发送给第二排气控制阀811后，第二排气控制阀811即可自动控制第一排气管710排放旋流气浮罐500内的废气。当然，实际上，第二信号采集器820还可为其它合适的信号采集装置，并不限于采集压力信号。

需说明的是，具体在本实施例中，第二排气管810连通于第一排气管710，也即，催化反应罐100和旋流气浮罐500各自单独排气，不会相互影响，但最终汇合到一起，从一个总排气口(图未示)中排出。通常，总的排气口处应设置废气处理装置(图未示)。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，处理水出口510连接有处理水管530，其中，处理水管530上设有液位控制阀531，且旋流气浮罐500上设有能向液位控制阀531传送旋流气浮罐500内液位信号的第二液位计540。可以理解地，当第二液位计540向液位控制阀531发送的液位信号超出预定范围内，液位控制阀531即可控制处理水管530将处理后的水自动输送出去。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，于旋流气浮罐500内，旋流气浮罐500的底部上凸设有上端敞口、下端贯穿旋流气浮罐500以形成第二浮渣出口521的导流管520。通常，导流管520的下端口与第二浮渣出口521正相对，且大于或等于第二浮渣出口521的大小。可以理解地，通过导流管520，第二浮渣出口521与处理水口隔离。具体地，导流管520竖直设置在旋流气浮罐500的中央位置上。于导流管520的底部，导流管520的外侧壁上凸设有至少1个涡流板522，这样，即可提高旋流作用下的催化氧化反应效率。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，第二浮渣出口521连接有第二排渣管550，其中，第二排渣管550设有第二浮渣控制阀551，且旋流气浮罐500上设有向第二浮渣控制阀551反馈导流管520的液位信号的第三液位计560。可以理解地，当第三液位计560向第二浮渣控制阀551发送的液位信号超出预定范围时，第二浮渣控制阀551即可自动控制第二浮渣出口521排渣以及控制浮渣排放量。这样，通过第三液位计560和第二浮渣控制阀551的联动，即可确保旋流气浮罐500内的催化氧化反应更充分和旋流气浮的浮选效果更佳，以及实现对旋流气浮罐500内液位的精准控制和浮渣的及时排出，达到最佳的污物去除效果。

需说明的是，具体在本实施例中，第二排渣管550连通于第一排渣管150，也即，催化反应罐100和旋流气浮罐500各自单独排渣，不会相互影响，但最终汇合在一起，从一个总排渣口(图未示)中排出。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，为提高旋流气浮罐500内催化氧化反应的反应效率，催化反应罐100和旋流气浮罐500的连通路线的旁路上设置有絮凝剂加入装置900。其中，该絮凝剂加入装置900主要用以往经催化反应罐100处理后的气液混合液210加入絮凝剂，使得絮凝剂与气液混合液210形成絮体。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，为提高旋流气浮罐500内催化氧化反应的反应效率，催化反应罐100和旋流气浮罐500的连通线路上设置释放装置910和空化混合装置920。其中，释放装置910主要用以对混合有絮凝剂的气液混合液210进行减压释放，以产生纳米微气泡并使絮凝剂与污染物产生絮体。对应地，空化混合装置920主要用以使絮体与纳米微气泡进行混合。

进一步地，作为本实用新型提供的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的一种具体实施方式，如图1所示，旋流气浮罐500开设有至少一个切向入口，这样，经空化混合装置920混合后的纳米微气泡和絮体即可从各切向入口进入旋流气浮罐500，并产生旋流。具体在本实施例中，为保证最佳的旋流效果，如图2所示，旋流气浮罐500的周壁上开设有切向A入口570和切向B入口580两个入口，其中，切向A入口570和切向B入口580错开180°，且能从与旋流气浮罐500相切的方向进入到旋流气浮罐500内。

由上可知，该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统的工作原理如下：

(1)待处理污水11经增压泵提升压力后，经进水管道(图未示)与催化剂加入装置400加入的催化剂410混合后从主入口进入到臭氧射流投加装置200中，其中，进入过程中，待处理污水11的压能转换成动能，并在臭氧射流投加装置200的喉部形成高速流体，以将臭氧加入装置300从臭氧射流投加装置200的侧向入口输送来的带压臭氧321高度剪切，使带压臭氧321团被切割成多个纳米微气泡，然后纳米微气泡迅速溶解在待处理污水11中以形成含纳米微气泡的气液混合液210，最后由臭氧射流投加装置200输送到催化反应罐100内；

(2)在高压的催化反应罐100内，于超声空化反应区，溶解在污水中的臭氧在催化剂410和超声空化等的多重作用下，快速地分解，并产生大量的强氧化性羟基自由基(.OH)，以预先进行一系列的催化氧化反应；反应过程中，污水中的细菌、病毒等被快速杀死，被破乳的乳化油、破胶后失去稳定性的胶体、被降解的有机物等污物快速捕捉纳米微气泡并随之上浮，形成浮渣，在第一浮渣控制阀151的自动控制下从催化反应罐100浮的第一浮渣出口110排出，对应地，反应过程中产生的废气也在第一排气控制阀711的自动控制下从第一排气管710排出；

在催化反应罐100内处理过的混有催化剂410的气液混合液210从出水管120的上管口进入并沿着出水管120从污水出口121被输送到旋流气浮罐500内；

(3)经催化反应罐100处理过的混有催化剂410的气液混合液210在进入旋流气浮罐500之前，絮凝剂加入装置900向气液混合液210内加入絮凝剂以形成絮体，然后，通过释放装置910对混有絮凝剂的气液混合液210进行减压释放，以使氧气更充分溶解及部分未反应完全的臭氧快速析出，以产生大量的纳米微气泡，同时，絮凝剂与污物产生絮体，再后，通过空化混合装置920对絮体和纳米微气泡进行充分混合，再经切向A入口570和切向B入口580从与旋流气浮罐500的切向方向上进入到旋流气浮罐500内，产生旋流；

(4)在旋流气浮罐500内，在水力空化、残留催化剂410等的综合作用下，未反应完全的臭氧将进一步进行高效地催化氧化反应；在旋流和絮凝剂的作用下，污水中被进一步破乳的乳化油、破胶后的胶体、悬浮物等快速形成微小絮团，并被纳米微气泡捕捉并逐步形成浮渣，然后，浮渣在旋流产生的离心力的作用下逐步向旋流气浮罐500的中间集聚，并沿导流管520的外壁逐步向上积聚成浮渣层，并进入到导流管520内，当导流管520的实际液位达到预定液位时，第三液位计560输出信号给第二浮渣控制阀551，这样，浮渣即可逐步经第二浮渣出口521自动排出；对应地，当旋流气浮罐500的液位超出预定液位时，第二液位计540即可向液位控制阀531发送信号，处理后的污水即可自动从处理水出口510经处理水管530排出。

总体上，该臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统大致具有以下优点：

(1)针对传统系统中臭氧气浮不足和氧化不彻底的问题，该系统融合旋流溶气气浮技术、臭氧高级催化氧化、高能超声波催化氧化、水力空化等技术，且反应前，臭氧以纳米微气泡的形式参与反应，因而与污物的接触面积和几率大幅增大，极大地提高臭氧氧化能力、溶气气浮效率的同时，大幅降低臭氧消耗量，缩短臭氧停留时间，降低系统的运行费用；

(2)针对传统系统中空化装置空化强度弱的问题，该系统通过在催化反应罐100中插接超声波空化杆件600以形成超声空化反应区，于超声空化反应区内，让臭氧在高压环境中，在超声波空化和催化氧化的双重作用下，预先进行第一级催化氧化反应，然后，送至旋流气浮罐500中，在水力空化、旋流和纳米微气泡等的共同作用下，进行第二级催化氧化反应，且反应后形成的浮渣能快速地得到分离；

(3)针对传统系统中臭氧投加能耗高的问题，该系统通过对臭氧增压，从而大幅降低增压泵所需的流量和扬程，极大地降低能耗，同时，使射流剪切混合后的气泡更小，臭氧溶解速率更快，反应更迅速，大幅降低系统的运行费用；

(4)针对传统的臭氧氧化与气浮组合处理系统的不足，该系统通过分别在催化反应罐100和旋流气浮罐500上设置液位计、信号采集器(如液位计或压力变送器)、排气控制阀和浮渣控制阀，以对催化反应罐100和旋流气浮罐500的内部压力和液位自动进行一体化精准控制，更好地实现臭氧充分高效地进行催化氧化反应，提高该系统的稳定性和可靠性，实现一体化全自动运行处理，符合当前环保、自动化和智能化的要求，同时实现析出废气和浮渣单独排出，省去气液分离装置，优化了处理工艺，使得该系统的结构更加紧凑，更利于小型化。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，包括能对待处理污水进行升压的污水输入装置，其特征在于，还包括上部开设有第一浮渣出口和下部开设有污水出口的催化反应罐、与所述催化反应罐的下部连通用以将带压臭氧和所述污水输入装置输送的所述待处理污水混合成含纳米微气泡的气液混合液后送入所述催化反应罐中的臭氧射流投加装置、与所述臭氧射流投加装置连通的用以向所述臭氧射流投加装置输送所述带压臭氧的臭氧加入装置、与所述待处理污水和/或所述带压臭氧进入所述催化反应罐的管道连通的用以向所述催化反应罐中添加催化剂的催化剂加入装置以及与所述催化反应罐的所述污水出口连通、开设有处理水出口和第二浮渣出口的用以接收经所述催化反应罐处理后的所述气液混合液并使所述气液混合液继续反应和经浮物分离处理的旋流气浮罐；

于所述催化反应罐的顶端，所述催化反应罐内插接有用以形成供所述带压臭氧、所述待处理污水和所述催化剂进行催化氧化反应的超声空化反应区的至少1根超声波空化杆件，且所述催化反应罐上设置有能自动控制的用以将所述催化反应罐内废气独自排出的第一排气装置；所述旋流气浮罐的顶端单独设置有能自动控制的用以将所述旋流气浮罐内废气排出的第二排气装置。

2.根据权利要求1所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于，所述催化反应罐内凸设有上端敞口、下端贯穿所述催化反应罐以形成所述污水出口的出水管，所述第一浮渣出口高于所述出水管的上端口。

3.根据权利要求2所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于，围绕所述出水管，所述催化反应罐的下部上凸设有至少1个整流板；所述臭氧射流投加装置与所述催化反应罐的连通口位于各所述整流板的下方，且所述超声空化杆件位于所述整流板的上方。

4.根据权利要求3所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于，所述出水管的中心线与所述催化反应罐的中心轴线位于同一直线上，所述整流板设有两个，两所述整流板围绕所述出水管均匀对称布置；所述超声空化杆件设有2根，两所述超声空化杆件围绕所述出水管均匀对称布置。

5.根据权利要求1所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于，所述臭氧射流投加装置为射流器，所述催化剂加入装置位于所述射流器的入口前。

6.根据权利要求1至5任一项所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于，所述臭氧加入装置包括空气制氧装置和与所述臭氧射流投加装置连通用以将所述空气制氧装置造出的带压氧气转化为所述带压臭氧的臭氧生产装置。

7.根据权利要求6所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述第一排气装置包括连接于所述催化反应罐的顶部上的第一排气管、设于所述第一排气管上的第一排气控制阀和设于所述催化反应罐上能向所述第一排气控制阀传送信号的第一信号采集器。

8.根据权利要求7所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述第一浮渣出口连接有第一排渣管，所述第一排渣管上设有第一浮渣控制阀，所述催化反应罐上设有能向所述第一浮渣控制阀传送信号的第一液位计。

9.根据权利要求6所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述第二排气装置包括连接于所述旋流气浮罐的顶部上的第二排气管、设于所述第二排气管上的第二排气控制阀和设于所述旋流气浮罐上能向所述第二排气控制阀传送信号的第二信号采集器。

10.根据权利要求6所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述处理水出口连接有处理水管，所述处理水管上设有液位控制阀，且所述旋流气浮罐上设有能向所述液位控制阀传送所述旋流气浮罐内液位信号的第二液位计。

11.根据权利要求6所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：于所述旋流气浮罐内，所述旋流气浮罐的底部上凸设有上端敞口、下端贯穿所述旋流气浮罐以形成所述第二浮渣出口的导流管；于所述导流管的底部，所述导流管的外侧壁上凸设有至少1个涡流板。

12.根据权利要求11所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述第二浮渣出口连接有第二排渣管，所述第二排渣管设有第二浮渣控制阀，且所述旋流气浮罐上设有向所述第二浮渣控制阀反馈所述导流管的液位信号的第三液位计。

13.根据权利要求6所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述催化反应罐和所述旋流气浮罐的连通路线的旁路上设置有用以往经所述催化反应罐处理后的所述气液混合液加入絮凝剂的絮凝剂加入装置。

14.根据权利要求13所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述催化反应罐和所述旋流气浮罐的连通线路上设置有用以对混合有所述絮凝剂的所述气液混合液进行减压释放以产生纳米微气泡并使所述絮凝剂与污染物产生絮体的释放装置和用以使所述絮体与所述纳米微气泡进行混合的空化混合装置。

15.根据权利要求14所述的臭氧氧化与气浮一体化污水处理系统，其特征在于：所述旋流气浮罐开设有至少一个用以使经所述空化混合装置混合后的所述纳米微气泡和所述絮体以旋流的形式进入所述旋流气浮罐的切向入口。