CN210528564U - 一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，包括水池、超微气泡发生装置、臭氧发生器和催化反应桶，所述催化反应桶中装有臭氧催化剂，从水池中流出的水经过超微气泡发生装置和催化反应桶之后回到水池中，臭氧发生器的出气口与超微气泡发生装置的进气口连接。本去除氨和亚硝酸盐的水处理装置采用臭氧发生器与超微气泡发生装置联合使用的方式，使臭氧高效地溶解在水中，臭氧与水体中的氨和亚硝酸盐发生氧化还原反应，从而快速去除水中的氨和亚硝酸盐。

Description

一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置

技术领域

本实用新型涉及水处理装置技术领域，特别涉及一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置。

背景技术

在水产养殖或污水处理中，氨和亚硝酸盐一直是一个需要重点解决的问题，农业部和环保部都规定了水产养殖排放污水中的氨氮含量或总氮含量。在水产养殖过程中，需要不断地向水体投加含有大量蛋白质的饲料，其中部分饲料不能被水生动物摄入；水生动物的粪便中也存在着大量未消化的蛋白质；部分经过消化的蛋白质也最终会以氨和亚硝酸盐的形式溶解于水中。以上的含氮物质存在于水中，污水中大量的含氮物质在分解过后生成大量的氨和亚硝酸盐。

氨和亚硝酸盐会严重影响水生动物血液的携氧能力，进而导致水生动物中毒。当水中的氨和亚硝酸盐浓度持续积累并达到一定浓度后，会导致水生动物大量死亡。所以，有效去除水体中的氨氮和亚硝酸盐对于污水达标排放和水产养殖水体清洁是十分重要的。

传统的水产养殖或污水处理，要先进行物理过滤，在源头上将含氮有机物从水中分离出来。但一些极小的有机固体颗粒，如直径小于20微米的固体颗粒，很难从水中分离出来，如果使用超滤等设备来过滤，会导致成本大增。因此，没有过滤出来的小颗粒含氮物质会继续分解，最终产物是氨、亚硝酸盐等可溶性无机氮。

目前的大部分水处理工艺都是应用生物过滤的办法来去除水中的氨和亚硝酸盐，在生物滤池中放置多孔生物滤料，定向培养某些微生物，依靠微生物的自养或异养作用，来分解水中的氨和亚硝酸盐。但生物过滤的微生物容易受水体的温度、溶氧量、pH值等因素影响，效果缓慢且不稳定。因此，开发一种快速、高效的去除氨和亚硝酸盐的设备是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，该装置可处理水产养殖水体中的氨和亚硝酸盐。

本实用新型的技术方案为：一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，包括水池、超微气泡发生装置、臭氧发生器和催化反应桶，所述催化反应桶中装有臭氧催化剂，从水池中流出的水经过超微气泡发生装置和催化反应桶之后回到水池中，臭氧发生器的出气口与超微气泡发生装置的进气口连接。

所述水池设有出水口，出水口连接超微气泡发生装置的进水口，超微气泡发生装置的出水口连接催化反应桶的进水口，催化反应桶的出水口通向水池。

所述臭氧催化剂不溶于水，臭氧催化剂采用高强度硅铝复合物为载体，还包括有多种贵金属、过渡金属和作为分散剂的稀有金属。

所述催化反应桶为密封容器，催化反应桶中部设有竖直的隔板，隔板的底部与催化反应桶的底部有间隙，隔板将催化反应桶分为两个反应室。其中，在反应桶内，由于催化剂的催化作用，水中的氨和亚硝酸盐与臭氧快速反应，可在一分钟内完成反应，氨和亚硝酸盐被氧化后的产物是硝酸盐；本装置采用臭氧氧化去除氨和亚硝酸盐，去除效率远超普通的生物过滤器。

所述催化反应桶的进水口和出水口分别位于两个反应室的顶部。

所述超微气泡发生装置包括超微气泡发生装置、进气口和水泵。其中，超微气泡发生装置从水池中取水，将水和来自臭氧发生器中的臭氧充分混合，形成高浓度的臭氧水。

所述水池底部设有排污口。

所述出水口上设有阀门。

所述催化反应桶的出水口高于水池的进水位置。水体从催化反应桶的出水口可自流回到水池中，不需增加其他设备，进水位置可以是在水池侧壁设置的进水口，或从水池的上方流入。

所述臭氧发生器采用空气或纯氧作为气源，利用电晕放电的臭氧发生管产生臭氧。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本去除氨和亚硝酸盐的水处理装置采用臭氧发生器与超微气泡发生装置联合使用的方式，使臭氧高效地溶解在水中，臭氧与水体中的氨和亚硝酸盐发生氧化还原反应，从而快速去除水中的氨和亚硝酸盐。

本实用新型装置设置了催化反应桶，臭氧催化剂可加速臭氧与氨和亚硝酸盐反应的速度，提高整个装置的运行效率，催化反应桶中设置了隔板，增加了水体和气泡在催化反应桶的停留时间，以便保证反应充分，提高整个装置的运行效率；臭氧催化剂不溶于水，避免了臭氧催化剂对水体造成二次污染。

附图说明

图1为本去除氨和亚硝酸盐的水处理装置的结构示意图。

其中，图中所示，1为水池、2为出水口、3为超微气泡发生装置、4为臭氧发生装置、5为催化反应桶、6为臭氧催化剂。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，如图1所示，包括水池、超微气泡发生装置、臭氧发生器和催化反应桶，催化反应桶中装有臭氧催化剂，从水池中流出的水经过超微气泡发生装置和催化反应桶之后回到水池中，臭氧发生器的出气口与超微气泡发生装置的进气口连接。水池可以是养鱼池，也可以是水处理系统中的一个装水容器，如沉淀池。优选的，水池中的水预先经过物理过滤，水中的H₂S等物质尽可能预先分离出来。本实施例中，水池采用PP塑料鱼池，直径为2m，高为1.2m，容量为4m³，水体中的氨氮浓度为2ppm，亚硝酸盐浓度为2ppm，水中添加氯化铵作为氨氮来源，亚硝酸钠作为亚硝酸盐来源。水池设有出水口，出水口连接超微气泡发生装置的进水口，超微气泡发生装置的出水口连接催化反应桶的进水口，催化反应桶的出水口通向水池。水池底部设有排污口。出水口上设有阀门。催化反应桶的出水口高于水池的进水位置。水体从催化反应桶的出水口可自流回到水池中，不需增加其他设备，进水位置可以是在水池侧壁设置的进水口，或从水池的上方流入。

超微气泡发生装置包括超微气泡发生装置、进气口和水泵。其中，超微气泡发生装置从水池中取水，将水和来自臭氧发生器中的臭氧充分混合，形成高浓度的臭氧水。超微气泡发生装置与水接触的部件均采用316不锈钢材质，可有效避免装置本身被臭氧氧化，延长设备的使用寿命。臭氧发生器的出气口与超微气泡发生装置的进气口相连接，便于臭氧溶解在水中，不需再添加其它的气体溶解装置，能有效降低设备的投入成本。超微气泡发生器采用广州蓝灵水产科技有限公司的QY5型，功耗为0.55kW，流量2.8T/h。

臭氧发生器采用空气或纯氧作为气源，利用电晕放电的臭氧发生管产生臭氧。臭氧发生器采用广州蓝灵水产科技有限公司生产的ATOZ10一体式臭氧发生器，臭氧发生器内含制氧机，制氧机以空气为原料制造纯氧，再使纯氧经过臭氧发生管产生臭氧，产生的臭氧浓度较高。

催化反应桶为密封容器，催化反应桶中部设有竖直的隔板，隔板的底部与催化反应桶的底部有间隙，隔板将催化反应桶分为两个反应室。其中，在反应桶内，由于催化剂的催化作用，水中的氨和亚硝酸盐与臭氧快速反应，可在一分钟内完成反应，氨和亚硝酸盐被氧化后的产物是硝酸盐；本装置采用臭氧氧化去除氨和亚硝酸盐，去除效率远超普通的生物过滤器。催化反应桶的进水口和出水口分别位于两个反应室的顶部，进水口所在的为进水反应室，出水口所在的为出水反应室。催化反应桶为圆柱形，直径0.7m，高度1.5m，进水口和出水口采用50mm活接，采用PP塑料制成。当含有大量超微气泡的水从进水口进入催化反应桶时，因为隔板的阻拦，水将从进水反应室向下流动，然后再通过隔板底部的间隙，从下向上从出水反应室流动，最后从出水口流出。在此过程中，水中的超微气泡会互相粘连、合并，形成体积较大的气泡，体积较大的气泡在水中的浮力较大，当体积较大的气泡所受的浮力大于或等于水流对气泡的冲击力时，气泡会逆水流向上运动或悬浮在水中。在上浮到接近反应桶进水口时，由于水流速度较大，气泡会被重新冲回到反应桶内，因此，可增加气泡在反应室内滞留的时间；气泡中的臭氧与水接触的时间越久，通过气液界面溶解于水中的比例越高，因此，这样的设计可增加臭氧在水中的溶解效率。

臭氧催化剂不溶于水，臭氧催化剂采用高强度硅铝复合物为载体，还包括有多种贵金属、过渡金属和作为分散剂的稀有金属。臭氧催化剂采用山东龙安泰环保科技有限公司的LCO1L2型臭氧催化剂。

本实用新型的使用原理为，水经鱼池出水口进入超微气泡发生装置，超微气泡发生装置能制造大量超微气泡，臭氧发生器产生的臭氧通入超微气泡发生装置中，水和臭氧在超微气泡发生装置内部形成大量的直径小于0.1mm的超微气泡。这些超微气泡与水接触，可大大提高臭氧在水中的溶解度，大幅提高臭氧的利用率。溶解于水中的臭氧可以与水中一些具有还原性的物质发生化学反应，氨和亚硝酸盐都具有还原性，臭氧气体经过超微气泡发生装置后，水中臭氧的浓度较高，氧化性较强，在臭氧催化剂的作用下，可在一分钟之内与水中的氨和亚硝酸盐发生氧化还原反应，从而快速去除水中的氨和亚硝酸盐。

整个装置运行后，由于臭氧能充分溶解于水中，加上臭氧催化剂的催化作用，其对氨和亚硝酸盐的氧化去除作用明显，整体运行30分钟以后，系统停止运行。水体静置24小时，使水中残留的臭氧充分分解，24小时以后，先对臭氧浓度进行检测，结果为臭氧浓度为0，再对水体的氨和亚硝酸盐浓度进行检测，氨的浓度降至0.2ppm，去除率达90％；亚硝酸盐浓度为0.02ppm，去除率达99％。实际应用时，可针对一定量的水体进行持续处理，时间不限于30分钟，且针对不同体积的水体或不同氨氮和亚硝酸盐浓度的水体，所选设备的型号会有所变动，最终氨氮的去除率可达到98％以上，亚硝酸盐去除率可达到100％，且亚硝酸盐在检测后的72小时后再次检测，未出现反弹。本实用新型装置具有极高的实用价值，可应用于市政污水、水产养殖污水、食品厂、化肥厂污水等各种污水处理中。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，包括水池、超微气泡发生装置、臭氧发生器和催化反应桶，所述催化反应桶中装有臭氧催化剂，从水池中流出的水经过超微气泡发生装置和催化反应桶之后回到水池中，臭氧发生器的出气口与超微气泡发生装置的进气口连接。

2.根据权利要求1所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述水池设有出水口，出水口连接超微气泡发生装置的进水口，超微气泡发生装置的出水口连接催化反应桶的进水口，催化反应桶的出水口通向水池。

3.根据权利要求1所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述臭氧催化剂不溶于水，臭氧催化剂采用高强度硅铝复合物为载体，还包括有多种贵金属、过渡金属和作为分散剂的稀有金属。

4.根据权利要求1所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述催化反应桶为密封容器，催化反应桶中部设有竖直的隔板，隔板的底部与催化反应桶的底部有间隙，隔板将催化反应桶分为两个反应室。

5.根据权利要求4所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述催化反应桶的进水口和出水口分别位于两个反应室的顶部。

6.根据权利要求1所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述超微气泡发生装置包括超微气泡发生装置、进气口和水泵。

7.根据权利要求1所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述水池底部设有排污口。

8.根据权利要求2所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述出水口上设有阀门。

9.根据权利要求1所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述催化反应桶的出水口高于水池的进水位置。

10.根据权利要求1所述一种去除氨和亚硝酸盐的水处理装置，其特征在于，所述臭氧发生器采用空气或纯氧作为气源，利用电晕放电的臭氧发生管产生臭氧。

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