CN212025137U - 一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，包括依次连接的进水箱、脱氮滤柱、超滤柱、臭氧催化氧化柱和臭氧发生器，所述进水箱的输出端通过蠕动泵连接脱氮滤柱的底部输入端，所述脱氮滤柱的底端输出端通过蠕动泵连接超滤柱的底部输入端，所述超滤柱的顶端输出端通过蠕动泵连接臭氧催化氧化柱的底端输入端，所述臭氧发生器的输出端连接臭氧催化氧化柱的底部输入端，所述臭氧催化氧化柱的顶端输出端通过反冲洗泵连接超滤柱的底部输入端。

Description

一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置。

背景技术

臭氧是氧分子的同素异形体，它是一种具有特殊臭味的蓝色气体，在自然界中，臭氧主要分布在平流层以及雷电电击之处，人工臭氧则是以氧气为原料通过高压电能产生的，臭氧具有很强的氧化性，是一种广谱杀菌剂，臭氧被氧化后的二次产物是氧气，其没有二次污染，所以是非常环保的氧化物。臭氧的稳定性较差，在常温下易分解，臭氧在水中的溶解度比氧气高13倍，比空气高25倍，将臭氧溶解在水中制成臭氧水，其具有无毒性，使用方便等优点。

由于社会进步、工农业发展以及城镇居民生活水平的提高所带来的水污染问题日益严重，重金属、农药类、PhACs等痕量污染物质不仅在城镇污水处理系统的进水中发现，也在其出水中发现，一方面影响了污水的再生利用，同时危及了水环境生态安全性。

河道黑臭主要是由于过量纳污导致水体供氧和耗氧失衡的结果，水体缺氧乃至氧条件下污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等臭恶物质以及铁、锰硫化物等黑色物质，河流的黑臭不仅会影响生态环境的和谐美观，加剧水资源危机，加重水资源的短缺，使生态环境恶化；而且会危害当地居民的身体健康，还会由于河流污染严重使得地面水不足，促使过度开采地下水引起生态问题，地下水水质下降，硬度和硝酸盐含量大面积升高，因此消除黑臭，改善感观，已是河流治理中首要解决的问题。工业废水主要来自化工、食品、冶炼、电镀、纺织印染、矿山、造纸、皮革、制药、石油等工业在生产过程中产生的废水和废液，主要含有随水流失的工业生产用料、中间产物以及生产过程中产生的污染物，具有成分复杂、污染物浓度高、可生化性差等特点，传统工艺很难取得较好的处理效果。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，以解决传统工艺中污水处理效率低的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，包括依次连接的进水箱、脱氮滤柱、超滤柱、臭氧催化氧化柱和臭氧发生器，所述进水箱的输出端通过蠕动泵连接脱氮滤柱的底部输入端，所述脱氮滤柱的底端输出端通过蠕动泵连接超滤柱的底部输入端，所述超滤柱的顶端输出端通过蠕动泵连接臭氧催化氧化柱的底端输入端，所述臭氧发生器的输出端连接臭氧催化氧化柱的底部输入端，所述臭氧催化氧化柱的顶端输出端通过反冲洗泵连接超滤柱的底部输入端。

进一步的，所述脱氮滤柱的底部输入端连接曝气泵，所述脱氮滤柱的顶部通过流量计连接加药阀。

进一步的所述脱氮滤柱、超滤柱和臭氧催化氧化柱的柱体均采用有机玻璃制作。

进一步的所述脱氮滤柱包括外柱和套设于外柱内部、与外柱同轴设置的内柱，所述内柱和外柱之间的间隙填充轻质陶粒颗粒，所述陶粒颗粒的粒径为2-4mm，所述外柱为反硝化区，所述内柱为硝化区。

进一步的所述超滤柱的内部设中空纤维超滤膜，所述中空纤维超滤膜的有效面积为0.2-0.5m²。

进一步的所述臭氧催化氧化柱的柱体中间设镂空板，所述镂空板内放置催化剂，所述催化剂采用改性二氧化钛。

一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，包括如下使用步骤：

S1、进水箱经蠕动泵开始向脱氮滤柱的内柱的脱氮滤池提供原水，脱氮滤池的脱氮菌液通过加药裝置每隔3-4d分别加入内柱和外柱体中各6-8mL，且反硝化区即外柱定时补充乙酸作为碳源；

S2、为了保证在柱体中原水与脱氮微生物充分接触，由空气曝气泵向脱氮滤柱的柱体内部持续曝气，蠕动泵将反应完成之后的混合液从脱氮滤柱的外柱加入到超滤柱，超滤柱内的超滤膜截留混合液中陶粒颗粒及微生物，超滤后的上清液通过蠕动泵从超滤柱的柱体底部注入臭氧催化氧化柱，并与催化剂充分接触，在臭氧作用下发生催化氧化反应。

S3、臭氧发生器以空气为气源，产生的臭氧通过流量计经曝气头为臭氧催化氧化柱提供臭氧，残余臭氧经臭氧破坏器转化为氧气后排到室外空气，为了有效缓解超滤膜污染，催化氧化后出水经反冲洗泵注入超滤柱中完成膜清洗过程。

进一步的，所述曝气泵的曝气量为0.05-0.2m³/h，所述脱氮滤柱内的溶解氧浓度为5-7mg/L。

进一步的，所述臭氧发生器内的臭氧产生量在反应器内水中浓度为5-8mg/L。

进一步的，所述进水箱的输入端连接有混凝沉淀箱，所述的污水经混凝沉淀箱后进入进水箱。

进一步的，所述混凝沉淀箱内设聚合硫酸亚铁混凝剂和阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述聚合硫酸亚铁混凝剂的投加量为180-210mg/L，所述阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的投加量为1.5-2.5%。

进一步的，所述进水箱的进水流量为20-25mL/min，所述装置内污水的停留时间为6-9h。

进一步的，所述陶粒颗粒的孔隙率大于56-58%，所述陶粒颗粒的比表面积为2.3-5m²/g。

进一步的，所述臭氧利用率A满足：

A=[(a·q·ρ·1000-m)/a·q·ρ·1000]×100%，

其中ａ是臭氧发生器示数（t），q是流量计示数（Nm³/h），ρ（2.14g/L），m是利用KI反滴定测得的水中未利用臭氧量（g）。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，脱氮滤柱通过设置内外两层柱体形成内层硝化外层反硝化区域，实现快速脱氮的作用，内外两层柱体之间空隙填充轻质陶粒填料，以提供脱氮微生物需要的附着生长载体，给微生物的生长提供良好的附着条件。

2、本实用新型提供的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，为防止双层脱氮滤柱中颗粒物影响后续催化氧化效果，在双层脱氮滤柱后面设置超滤柱进行固液分离。超滤柱的柱体中间在镂空板上固定放置改性TiO₂催化剂，混合臭氧的水经底部流入通过此部分，混合臭氧的水经催化剂表面发生催化氧化反应，臭氧发生器以空气为气源，其工作周期可根据所需的臭氧投量调解，所产生的臭氧经流量计计量再通过曝气头通入催化氧化池中，残余臭氧经臭氧破坏器转化为氧气后排到室外空气。

3、本实用新型提供的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，沉砂池出水首先进入混凝沉淀箱内，沉淀后上清液进入进水箱，然后由蠕动泵输送至臭氧催化氧化柱，臭氧发生器以空气为气源，臭氧从催化氧化柱底部进入，与水充分混合后进入柱上部的催化氧化填料区，水中难降解污染物被臭氧氧化分解，为了有效缓解超滤膜污染，催化氧化后出水经反冲洗泵注入超滤柱中完成膜清洗过程，出水实现达标排放。

附图说明

图1是本实用新型一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置结构示意图。

图2是本实用新型一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置脱氮滤柱示意图。

图中：1、进水箱；2、蠕动泵；3、脱氮滤柱；31、外柱；32、内柱；33、陶粒颗粒；4、加药阀；5、流量计；6、超滤柱；7、臭氧催化氧化柱；71、镂空板；8、臭氧发生器；9、反冲洗泵；10、曝气泵；11、混凝沉淀箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

结合图1和图2，一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，包括依次连接的进水箱1、脱氮滤柱3、超滤柱6、臭氧催化氧化柱7和臭氧发生器8，所述进水箱1的输出端通过蠕动泵2连接脱氮滤柱3的底部输入端，所述脱氮滤柱3的底端输出端通过蠕动泵2连接超滤柱6的底部输入端，所述超滤柱6的顶端输出端通过蠕动泵2连接臭氧催化氧化柱7的底端输入端，所述臭氧发生器8的输出端连接臭氧催化氧化柱7的底部输入端，所述臭氧催化氧化柱7的顶端输出端通过反冲洗泵9连接超滤柱6的底部输入端，所述脱氮滤柱3的底部输入端连接曝气泵10，所述脱氮滤柱3的顶部通过流量计5连接加药阀4。

所述进水箱1的输入端连接有混凝沉淀箱11，所述的污水经混凝沉淀箱11后进入进水箱1，所述混凝沉淀箱11内设聚合硫酸亚铁混凝剂和阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述聚合硫酸亚铁混凝剂的投加量为180-210mg/L，所述阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的投加量为1.5-2.5%。

所述脱氮滤柱3、超滤柱6和臭氧催化氧化柱7的柱体均采用有机玻璃制作，所述臭氧发生器的型号为HY-005，所述脱氮滤柱3包括外柱31和套设于外柱31内部、与外柱31同轴设置的内柱32，所述内柱32和外柱31之间的间隙填充轻质陶粒颗粒33，所述陶粒颗粒33的粒径为2-4mm，所述外柱31为反硝化区，所述内柱32为硝化区，所述超滤柱6的内部设中空纤维超滤膜61，脱氮滤柱3通过设置内外两层柱体形成内层硝化外层反硝化区域，实现快速脱氮的作用，内外两层柱体之间空隙填充轻质陶粒填料，以提供脱氮微生物需要的附着生长载体，给微生物的生长提供良好的附着条件。

所述臭氧催化氧化柱7的柱体中间设镂空板71，所述镂空板71内放置催化剂，所述催化剂采用改性二氧化钛，混合臭氧的水经底部流入通过此部分，混合臭氧的水经催化剂表面发生催化氧化反应，臭氧发生器以空气为气源，其工作周期可根据所需的臭氧投量调解，所产生的臭氧经流量计计量再通过曝气头通入催化氧化池中，残余臭氧经臭氧破坏器转化为氧气后排到室外空气。

实施例2

一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，包括如下使用步骤：

S1、进水箱1经蠕动泵2开始向脱氮滤柱3的内柱32的脱氮滤池提供原水，脱氮滤池的脱氮菌液通过加药裝置每隔3-4d分别加入内柱32和外柱31体中各6-8mL，且反硝化区即外柱31定时补充乙酸作为碳源；

S2、为了保证在柱体中原水与脱氮微生物充分接触，由空气曝气泵10向脱氮滤柱3的柱体内部持续曝气，蠕动泵2将反应完成之后的混合液从脱氮滤柱3的外柱31加入到超滤柱6，超滤柱6内的中空纤维超滤膜61截留混合液中陶粒颗粒33及微生物，超滤后的上清液通过蠕动泵2从超滤柱6的柱体底部注入臭氧催化氧化柱7，并与催化剂充分接触，在臭氧作用下发生催化氧化反应。

S3、臭氧发生器8以空气为气源，产生的臭氧通过流量计经曝气头为臭氧催化氧化柱7提供臭氧，残余臭氧经臭氧破坏器转化为氧气后排到室外空气，为了有效缓解超滤膜污染，催化氧化后出水经反冲洗泵9注入超滤柱6中完成膜清洗过程。

实施例3

在实施例2的基础上，双层脱氮滤柱由内外两层柱体构成，外层直径10cm，高45cm，内层直径8cm，高40cm，通过设置内外两层柱体成内层硝化外层反硝化区域，实现快速脱氮的作用，内外两层柱体之间空隙填充轻质陶粒填料，以提供脱氮微生物需要的附着生长载体，填30cm，超滤柱中膜组件采16cm，高50cm，柱体中间在镂空板上固定放置改性二氧化钛催化剂，混合臭氧的 水经底部流入通过此部分，混合臭氧的水经催化剂表面发生催化氧化反应，臭氧发生器以空气为气源，其工作周期可根据所需的臭氧投量调解，所产生的臭氧经流量计计量再通过曝气头通入催化氧化池中，残余臭氧经臭氧破坏器转化为氧气后排到室外空气。由空气泵向柱体内部持续曝气，曝气量为0.1m³/h，柱体内部溶解氧浓度控制在5-7mg/L。

实施例4

所述进水箱的进水流量为20-25mL/min，所述装置内污水的停留时间为6-9h，所述陶粒颗粒的孔隙率大于56-58%，所述陶粒颗粒的比表面积为2.3-5m²/g。

所述臭氧利用率A满足：A=[(a·q·ρ·1000-m)/a·q·ρ·1000]×100%，其中ａ是臭氧发生器示数（t），q是流量计示数（Nm³/h），ρ（2.14g/L），m是利用KI反滴定测得的水中未利用臭氧量（g）。

臭氧在水中和污染物发生作用主要包括两种途径，即OH间接反应和臭氧直接反应，臭氧只有溶解到水中才能与水中有机物反应，发生反应的臭氧的量才是最终被利用的量，臭氧的利用量与利用率之间呈正比关系。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：包括依次连接的进水箱（1）、脱氮滤柱（3）、超滤柱（6）、臭氧催化氧化柱（7）和臭氧发生器（8），所述进水箱（1）的输出端通过蠕动泵（2）连接脱氮滤柱（3）的底部输入端，所述脱氮滤柱（3）的底端输出端通过蠕动泵（2）连接超滤柱（6）的底部输入端，所述超滤柱（6）的顶端输出端通过蠕动泵（2）连接臭氧催化氧化柱（7）的底端输入端，所述臭氧发生器（8）的输出端连接臭氧催化氧化柱（7）的底部输入端，所述臭氧催化氧化柱（7）的顶端输出端通过反冲洗泵（9）连接超滤柱（6）的底部输入端。

2.根据权利要求1所述的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：所述进水箱（1）的输入端连接有混凝沉淀箱（11），所述的污水经混凝沉淀箱（11）后进入进水箱（1）。

3.根据权利要求2所述的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：所述混凝沉淀箱（11）内设聚合硫酸亚铁混凝剂和阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，所述聚合硫酸亚铁混凝剂的投加量为180-210mg/L，所述阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的投加量为1.5-2.5%。

4.根据权利要求1所述的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：所述脱氮滤柱（3）的底部输入端连接曝气泵（10），所述脱氮滤柱（3）的顶部通过流量计（5）连接加药阀（4）。

5.根据权利要求1所述的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：所述脱氮滤柱（3）、超滤柱（6）和臭氧催化氧化柱（7）的柱体均采用有机玻璃制作。

6.根据权利要求1所述的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：所述脱氮滤柱（3）包括外柱（31）和套设于外柱（31）内部、与外柱（31）同轴设置的内柱（32），所述内柱（32）和外柱（31）之间的间隙填充轻质陶粒颗粒（33），所述陶粒颗粒（33）的粒径为2-4mm，所述外柱（31）为反硝化区，所述内柱（32）为硝化区。

7.根据权利要求1所述的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：所述超滤柱（6）的内部设中空纤维超滤膜（61），所述中空纤维超滤膜（61）的有效面积为0.2-0.5m²。

8.根据权利要求1所述的一种臭氧结合超溶解释气治理工业污水和河道治理的装置，其特征在于：所述臭氧催化氧化柱（7）的柱体中间设镂空板（71），所述镂空板（71）内放置催化剂，所述催化剂采用改性二氧化钛。

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