CN212450795U - 一种废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废水处理系统，包括臭氧发生系统，所述臭氧发生系统包括空气源，由所述空气源提供正压空气，空气经过滤、干燥后由臭氧发生装置制备臭氧，得到的臭氧在负压射流器内与高速流体进行气液混合，并最终通过射流器出口端进入反应装置与废水进行接触反应，负压射流器提供的高速混合射流的冲击力对废水造成较大的扰动，提高臭氧扩散传质速率的同时加快臭氧接触反应的进行。本实用新型采用负压射流器替代曝气盘，降低了自臭氧发生装置出来的臭氧气体在投加使用时所需克服的压力，同时由于负压射流器的应用，因此降低了对臭氧的压力需求，从而降低了空气源产生高压空气的需求，继而减少不必要的能量消耗。

Description

一种废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，特别涉及一种废水处理系统。

背景技术

在废水处理领域，臭氧作为一种强氧化剂常用于废水的深度处理，并较传统工艺具有更强的氧化性与消毒能力，不但可以彻底地杀菌消毒，同时对废水中多种难降解的有机污染物有较好的去除能力，同时还能除臭脱色，是一种高效的水处理剂。臭氧由于其不稳定性和易分解性，无法作为产品存储，需要在现场使用臭氧发生器制取。

传统工艺可采用空气或氧气作为臭氧发生器的气源用于臭氧制备，当采用空气源进行臭氧发生时，由空压机产生压缩空气并存储于压力容器内，当臭氧发生器开启时，压力容器内的高压空气经过干燥、减压、过滤后进入臭氧发生器，在发生器作用下转化为含有一定浓度臭氧的混合气体；随后混合气体经分布于臭氧反应器内的气体管道输送至底部的曝气盘，使气体均匀地散布于反应器内，与废水充分接触反应后，残留的臭氧将通过位于反应器顶部的收集装置后进入尾气破坏器，避免臭氧逸散造成二次污染。

常规的空气源臭氧发生工艺中需要采用空压机产生高压压缩空气，而压缩空气进入臭氧发生器前又需要减压以确保设备安全运行，这一过程存在不必要的能耗浪费。另外高压空气需要采用储气罐进行存储，此类压力容器需要报备、检验，往往在生产管理中造成不便。

实用新型内容

本实用新型提供了一种废水处理系统，可以解决现有技术中的上述缺陷。

本实用新型的技术方案如下：

一种废水处理系统，包括臭氧发生系统，所述臭氧发生系统包括空气源，由所述空气源提供正压空气，空气经过滤、干燥后由臭氧发生装置制备臭氧，得到的臭氧在负压射流器内与高速流体进行气液混合，并最终通过负压射流器出口端进入反应装置与废水进行接触反应，负压射流器提供的高速混合射流的冲击力对废水造成较大的扰动，提高臭氧扩散传质速率的同时加快臭氧接触反应的进行。采用负压自吸气射流器替代曝气盘，降低了自臭氧发生装置出来的臭氧气体在投加使用时所需克服的压力，同时由于负压射流器的应用，因此降低了对臭氧的压力需求，从而降低了空气源产生高压空气的需求，继而减少不必要的能量消耗。

较佳的，所述空气源为一鼓风机，由所述鼓风机为所述臭氧发生系统提供正压空气。现有的臭氧发生系统通过空压机产生高压空气，高压空气需要用储气罐进行存储，此类压力容器需要报备、检验，往往在生产管理中造成不便；通过鼓风机直接提供具有一定压力的带压空气，代替空压机生产的高压压缩空气，避免了使用压力容器造成的生产管理上的不便以及可能产生的一系列安全问题。

较佳的，所述空气源后端依次设置有冷却装置、干燥装置和臭氧发生装置，所述冷却装置、所述干燥装置、所述臭氧发生装置前端分别设有至少一个过滤装置。冷却装置对空气进行冷却处理，干燥装置对空气进行干燥处理，过滤装置对空气进行过滤处理，多个过滤装置进行分级过滤，以达到后端装置的纯度需求，完成各级处理后的空气由臭氧发生装置制备臭氧。

较佳的，所述冷却装置为一冷干机，冷干机对空气进行冷却以及干燥；所述干燥装置为一吸附干燥机，通过干燥剂的吸附作用进一步降低空气中的湿度；所述臭氧发生装置为一臭氧发生器，用于制备臭氧；所述过滤装置为过滤器，多个过滤器对空气进行分级过滤，除去空气中的大颗粒、油分以及小颗粒。

较佳的，还包括一用于防止液体回流的缓冲装置，所述缓冲装置设置在所述臭氧发生装置与所述负压射流器之间，在系统停用时，用于防止反应装置内的流体倒灌造成臭氧发生装置的损伤。

较佳的，所述负压射流器包括射流器入口端、射流器出口端以及进气管，所述臭氧发生装置的出口端与所述进气管连接，所述负压射流器的出口端设置在所述反应装置内；还包括一循环装置，所述循环装置工作时，将所述反应装置内的流体自所述射流器入口端输送至所述负压射流器，并从所述射流器出口端高速喷出，使所述进气管产生负压以吸取臭氧。臭氧在负压射流器内与循环装置提供的压力流体混合，形成高速喷射的气液混合射流。

较佳的，所述进气管设置在靠近所述射流器入口端的预定位置处，所述进气管上还设置有一防倒灌装置，在负压射流器停用时，用于防止反应装置内的流体从进气管中倒灌至臭氧发生装置。

较佳的，所述防倒灌装置包括气体入口、进气室和挡流部，所述进气室固定在所述进气管上，所述挡流部设置在所述进气室内，所述气体入口与所述臭氧发生装置的出口端连接，当进气管处于吸气状态时，气体从所述气体入口进入所述进气室，经所述挡流部及所述进气管进入所述负压射流器。挡流部能够起到一定的挡流作用，与进气室的配合防止流体倒灌。

较佳的，所述挡流部包括一封闭端、开口端以及连接部，所述挡流部通过所述连接部固定在所述进气管上，所述封闭端位于所述进气管上方，所述连接部的结构使得所述挡流部与所述进气管之间形成有若干允许流体通过的孔洞。挡流部被构造成一倒盖帽结构，扣合在进气管上方，臭氧或负压射流器内的流体通过形成的孔洞流入或流出，这样的结构能够允许臭氧顺畅的进入负压射流器内，并且能够防止进气管内的流体倒灌进入臭氧发生装置，具有结构简单、经济实用的优点。

较佳的，所述负压射流器的出口端还设有多个枝管，每一所述枝管沿所述出口端的周向均布，所述负压射流器内的气液混合物自所述枝管喷出至所述反应装置内。负压射流器主体内的高速气液混合物，最终通过出口端的伞状枝管分散进入反应装置与废水进行接触反应，伞状枝管的设计增加了射流扰动的范围，使臭氧的分布更均匀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

第一，常规的空气源臭氧发生工艺中需要采用空压机产生高压压缩空气，而压缩空气进入臭氧发生器前又需要减压以确保设备安全运行，这一过程存在不必要的能耗浪费；本实用新型所提供的臭氧制备系统采用负压自吸气射流器替代传统的曝气盘，降低了自臭氧发生装置出来的臭氧气体在投加使用时所需克服的压力，从而能保证前端采用高压鼓风机供气即可持续满足臭氧制备的需要，继而减少不必要的能量消耗。

第二，现有系统通过空压机产生高压空气需要用储气罐进行存储，此类压力容器需要报备、检验，往往在生产管理中造成不便；本实用新型所提供的臭氧制备系统采用鼓风机直接提供具有一定压力的带压空气，代替空压机生产的高压压缩空气，避免了使用压力容器造成的生产管理上的不便以及可能产生的一系列安全问题。

第三，本实用新型采用射流器工艺，相比于传统的池底曝气盘鼓泡工艺，能够显著增强臭氧与废水的混合效果，臭氧的利用率可达到97～99％，本实用新型的处理系统能够降低能耗，同时因臭氧利用率高，大大降低了尾气破坏装置的工作负荷及臭氧散逸带来的环境污染。

第四，在鼓泡反应中由于反应的混合动力较低，为了确保反应充分完全，需要设置较长的水力停留时间及较大的反应混合池体；本实用新型采用射流器替代曝气盘进行曝气，射流器提供的高速混合射流的冲击力能对废水造成较大的扰动，提高臭氧扩散传质速率的同时加快臭氧接触反应的进行，所需反应时间缩短至原来的1/4，大大减小了反应器的体积，从而节省占地面积。

第五，本实用新型采用的射流器在吸气管上设有防倒灌结构，结构简单，不会出现如阀门一样失灵问题，同时在吸气管上加设缓冲罐，两项措施双保险，有效避免了曝气停止时处理的水回流损坏臭氧发生器的情况。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的废水处理系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的负压射流器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1的防倒灌装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1的挡流部的仰视图；

图5是本实用新型实施例1的挡流部的另一仰视图；

图6是本实用新型实施例1的射流器出口端的枝管的结构示意图；

图7是本实用新型实施例1的射流器出口端的枝管的另一结构示意图。

附图标记：

空气源1；过滤装置2；冷却装置3；干燥装置4；臭氧发生装置5；C级过滤器2.1；A级过滤器2.2；T级过滤器2.3；缓冲装置6，负压射流器7；射流器入口端7.1；射流器出口端7.2；进气管7.3；射流器主体7.4；扩散段7.5；枝管7.2.1，反应装置8；防倒灌装置9；气体入口9.1；进气室9.2；挡流部9.3；封闭端9.3.1；开口端9.3.2；连接部9.3.3；孔洞9.4；循环装置10；尾气破坏装置11。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。

实施例1

一种废水处理系统，参见图1至图6，包括臭氧发生系统，臭氧发生系统包括空气源1，由空气源1提供正压空气，空气经过滤、干燥后由臭氧发生装置5制备臭氧，得到的臭氧经由一负压射流器7输送至一反应装置8内进行废水处理。臭氧在负压射流器7内与高速流体进行气液混合，并最终通过负压射流器7出口端进入反应装置8与废水进行接触反应，负压射流器7提供的高速混合射流的冲击力对废水造成较大的扰动，提高臭氧扩散传质速率的同时加快臭氧接触反应的进行。采用负压射流器7替代传统的曝气盘，降低了自臭氧发生装置5出来的臭氧气体在投加使用时所需克服的压力，同时由于负压射流器7的应用，臭氧在负压射流器内进行气液混合并高速射出，因此降低了对臭氧的压力需求，从而降低了空气源1产生高压空气的需求，继而减少不必要的能量消耗。

由于现有的臭氧发生系统通过空压机产生高压空气，高压空气需要用储气罐进行存储，此类压力容器需要报备、检验，往往在生产管理中造成不便。本实施例中的负压射流器7具有自吸气的功能，本实施例的空气源1采用鼓风机，由鼓风机为臭氧发生系统提供正压空气。通过鼓风机直接提供具有一定压力的带压空气，代替空压机生产的高压压缩空气，从而避免了使用储气罐等压力容器造成的生产管理上的不便以及可能产生的一系列安全问题。

以制备1kg/h的臭氧为例，传统工艺需要配置1台11kW的空压机，更换成本实施例的高压鼓风机，只需2kW左右，装机功率大幅下降。

参见图1，空气源1后端依次设置有冷却装置3、干燥装置4和臭氧发生装置5，冷却装置3、干燥装置4、臭氧发生装置5前端分别设有至少一个过滤装置2。冷却装置3对空气进行冷却处理，干燥装置4对空气进行干燥处理，过滤装置2对空气进行过滤处理，过滤装置2将空气过滤以达到后端相应装置的纯度需求，经多级过滤、冷却、干燥后的空气由臭氧发生装置5制备臭氧。

具体的，冷却装置3为一冷干机，冷干机对空气进行冷却以及干燥；干燥装置4为一吸附干燥机，通过干燥剂的吸附作用进一步降低空气中的湿度；臭氧发生装置5为一臭氧发生器，臭氧发生器以空气为原料制备出含有具有一定浓度的臭氧混合气体。过滤装置2为过滤器，冷干机前端的过滤器为C级过滤器2.1，用以滤除大颗粒固体并去除空气中的油分；吸附干燥机前端的过滤器为A级过滤器2.2，用以滤除小颗粒固体并使空气达到完全无油的状态；臭氧发生器前端的过滤器为T级过滤器2.3，用以进一步过滤。其中，C级过滤器2.1、A级过滤器2.2以及T级过滤器2.3可以设置为一个，或者为了达到后端装置的纯度需求而设置为多个，此处不做限制。冷干机、吸附干燥机以及臭氧发生器的具体型号应根据实际的处理需求以及综合经济成本进行选择，此处也不做限制。

本实施例中，臭氧发生装置5与负压射流器7之间还设置有一用于防止液体回流的缓冲装置6，如一缓冲罐。在系统停用时，防止反应装置8内的流体回流对臭氧发生装置5造成损伤。

参见图1、图2，负压射流器7包括射流器入口端7.1、射流器出口端7.2以及进气管7.3，臭氧发生装置5的出口端与负压射流器7的进气管7.3连接，射流器出口端7.2设置在反应装置8内；还包括一循环装置10，如一循环射流泵，循环装置10的入口端连接反应装置8，循环装置10的出口端连接射流器入口端7.1；循环装置10工作时，将反应装置8内的流体自射流器入口端7.1输送至负压射流器7内，并从射流器出口端7.2高速射出，使负压射流器7的进气管7.3产生负压以吸取臭氧。臭氧在负压射流器7的作用下与循环装置10提供的压力流体混合，形成高速喷射的气液混合射流。

负压射流器7包括射流器主体7.4，射流器主体7.4的端部为一弯管，射流器入口端7.1设置在弯管的端部，进气管7.3设置在靠近弯管的预定位置处，射流器主体7.4往下为一小径部，用于提升射流器主体7.4内的压力，射流器主体7.4的另一端部为扩散段7.5，扩散段7.5的径向尺寸稍大于小径部的径向尺寸，其中，扩散段7.4的长度可根据实际池体深度确定。

若臭氧发生装置5产生的臭氧直接投加入水中，一般需要在臭氧发生装置5的出气口处外接一单向阀，以防止处理的废水倒灌入臭氧发生装置，但阀门易因腐蚀等原因损坏失灵而失去保护作用。本实施例中，进气管7.3上还设置有一防倒灌装置9，参见图1、图2，在负压射流器7停用时，防止反应装置8内的流体从进气管7.3中倒灌至臭氧发生装置5。

参见图2、图3，防倒灌装置9包括气体入口9.1、进气室9.2和挡流部9.3，进气室9.2固定在进气管7.3上，挡流部9.3设置在进气室9.2内，气体入口9.1与臭氧发生装置5的出口端连接，当进气管7.3处于吸气状态时，气体从气体入口9.1进入进气室9.2，经挡流部9.3及进气管7.3进入负压射流器7。挡流部9.3能够起到一定的挡流作用，挡流部9.3与进气室9.2的配合防止流体倒灌。

具体的，参见图3至图5，挡流部9.3包括一封闭端9.3.1、开口端9.3.2以及连接部9.3.3，挡流部9.3通过连接部9.3.3固定在进气管7.3上，封闭端9.3.1位于进气管7.3上方，连接部9.3.3的结构使得挡流部9.3与进气管7.3之间形成有若干允许流体通过的孔洞9.4。

本实施例中，挡流部9.3被构造成一倒盖帽结构，扣合在进气管7.3上方，连接部9.3.3为连接杆，并沿挡流部9.3周向均匀分布，从而形成镂空的孔洞9.4以允许流体流过，如图4所示。当然在其他实施例中，连接部9.3.3还可以构造为环形结构，参见图5，挡流部9.3通过环形的连接部9.3.3固定在进气管7.3上，连接部9.3.3的周向设有若干孔洞9.4。臭氧或负压射流器7内的流体通可以过孔洞9.4流入或流出，这样的结构能够允许臭氧顺畅的进入负压射流器7内，并且能够防止进气管7.3内的流体倒灌进入臭氧发生装置5，具有结构简单、经济实用的优点。

较佳的，射流器出口端7.2还设有多个枝管7.2.1，参见图1、图2、图6、图7，每一枝管7.2.1沿射流器出口端7.2的周向均布，形成伞状枝管结构，流体经由每一枝管7.2.1高速射入反应装置8内。射流器主体7.4内的高速气液混合物，最终通过射流器出口端7.2的伞状枝管分散进入反应装置8与废水进行接触反应，伞状枝管的设计增加了射流扰动的范围，使臭氧的分布更均匀。枝管7.2.1的数量至少是两个，还可以设为3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个，其数量并不用于限制本实用新型的保护范围，可以根据实际需要进行设置。

本实施例中，反应装置8为一臭氧反应器，臭氧通过负压射流器7输送至臭氧反应器内与废水进行反应。反应装置8还连接有一尾气破坏装置11，如一尾气破坏器，如图1所示，残留的臭氧将通过位于反应装置8顶部的收集装置后进入尾气破坏器进行处理，避免臭氧逸散造成二次污染。

本实施例的废水处理过程为：

鼓风机1提供带有一定压力的空气，经C级过滤器2.1滤除大颗粒固体并去除空气中的油分，然后进入冷却装置3。经冷却干燥后，气体通过A级过滤器2.2滤除小颗粒固体并使空气达到完全无油的状态，而后进入干燥装置4，通过干燥剂的吸附作用进一步降低空气中的湿度。最后再经一套T级过滤器2.3进入臭氧发生装置5。臭氧发生装置5以空气为原料制备出含有具有一定浓度的臭氧混合气体，臭氧发生器的出气口连接缓冲装置6，缓冲装置6出口连接至进气管7.3上的气体入口9.1，含有臭氧的混合气体通过负压射流器7内部高速射流产生的负压被吸入，在负压射流器7的作用下与循环装置10提供的压力液体混合，形成高速喷射的气液混合射流，并最终通过负压射流器底部的伞状枝管7.2.1分散进入反应装置8与废水进行接触反应。

负压射流器7提供的高速混合射流的冲击力对废水造成较大的扰动，提高臭氧扩散传质速率的同时加快臭氧接触反应的进行，伞状枝管7.2.1的设计增加了射流扰动的范围，使臭氧的分布更均匀。最后，逸散出的多余臭氧成分通过尾气破坏装置11进行收集和分解破坏。负压射流器7的进气管7.3上设有防倒灌装置9，其上有挡流部9.3，能够有效防止曝气停止时废水通过进气管7.3倒灌至臭氧发生装置5。

本实施例的臭氧发生系统，采用鼓风机为臭氧发生器提供空气源，同时利用负压射流器7作为臭氧曝气设备，与目前采用的空压机供气+曝气盘曝气方式相比，可降低气源制备系统的能耗，同时射流曝气可大大提高臭氧传质效率，且可避免反应装置8的废水通过曝气管道倒灌进入臭氧发生装置。

实施例2

采用实施例1的废水处理系统进行废水处理，臭氧的利用率可达到97～99％，相比于传统的池底曝气盘鼓泡工艺，能够显著增强臭氧与废水的混合效果。

采用传统的池底曝气盘鼓泡工艺进行废水处理，需要1kg/h臭氧发生器。采用实施例1的废水处理系统则只需要1台600g/h的臭氧发生器，设备装机功率下降6kW左右，而射流曝气增加的循环泵(循环装置10)功率在3.7kW，因此，采用空压机以及射流曝气的方式降低了系统能耗。同时因臭氧利用率高，大大降低了尾气破坏装置11的工作负荷及臭氧散逸带来的环境污染。

以上公开的仅为本实用新型优选实施例。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种废水处理系统，其特征在于，包括臭氧发生系统，所述臭氧发生系统包括空气源，由所述空气源提供正压空气，空气经过滤、干燥后由臭氧发生装置制备臭氧，得到的臭氧在一负压射流器内与高速流体进行气液混合，并自射流器出口端进入反应装置与废水进行接触反应。

2.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述空气源为一鼓风机，由所述鼓风机为所述臭氧发生系统提供正压空气。

3.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述空气源后端依次设置有冷却装置、干燥装置和臭氧发生装置，所述冷却装置、所述干燥装置、所述臭氧发生装置前端分别设有至少一个过滤装置。

4.根据权利要求3所述的废水处理系统，其特征在于，所述冷却装置为一冷干机，所述干燥装置为一吸附干燥机，所述臭氧发生装置为一臭氧发生器，所述过滤装置为过滤器。

5.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，还包括一用于防止液体回流的缓冲装置，所述缓冲装置设置在所述臭氧发生装置与所述负压射流器之间。

6.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述负压射流器包括射流器入口端、射流器出口端以及进气管，所述臭氧发生装置的出口端与所述进气管连接，所述负压射流器的出口端设置在所述反应装置内；还包括一循环装置，所述循环装置工作时，将所述反应装置内的流体自所述射流器入口端输送至所述负压射流器，并从所述射流器出口端高速喷出，使所述进气管产生负压以吸取臭氧。

7.根据权利要求6所述的废水处理系统，其特征在于，所述进气管设置在靠近所述射流器入口端的预定位置处，所述进气管上还设置有一防倒灌装置。

8.根据权利要求7所述的废水处理系统，其特征在于，所述防倒灌装置包括气体入口、进气室和挡流部，所述进气室固定在所述进气管上，所述挡流部设置在所述进气室内，所述气体入口与所述臭氧发生装置的出口端连接，当进气管处于吸气状态时，气体从所述气体入口进入所述进气室，经所述挡流部及所述进气管进入所述负压射流器。

9.根据权利要求8所述的废水处理系统，其特征在于，所述挡流部包括一封闭端、开口端以及连接部，所述挡流部通过所述连接部固定在所述进气管上，所述封闭端位于所述进气管上方，所述连接部的结构使得所述挡流部与所述进气管之间形成有若干允许流体通过的孔洞。

10.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，所述负压射流器的出口端还设有多个枝管，每一所述枝管沿所述出口端的周向均布；所述负压射流器内的气液混合物自所述枝管喷出至所述反应装置内。

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