CN213596069U - 一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，包括臭氧收集单元，臭氧收集单元与臭氧尾气反应罐的底部相连，臭氧尾气反应罐的上部与废水收集单元相连，臭氧尾气反应罐底部的液相出口通过陶瓷膜超滤单元以及反渗透过滤单元与循环水站相连；具有结构简单、适应范围广、水处理成本低、环保以及维持水处理装置长周期稳定运行的优点。

Description

一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置

技术领域

本实用新型属于环保水处理技术领域，具体适用于含有铁和有机物污染的地下水、地表水和中水处理的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置。

背景技术

随着排放标准的提高，大部分污水处理都面临提标改造，由于生化处理后的废水中剩余污染物的可生化性都比较差，各类高级氧化技术应运而生，其中臭氧催化氧化技术的应用越来越广泛，该方法不产生固体废物，处理过程比较清洁，主要靠臭氧在催化剂作用下转化产生的羟基自由基来氧化有机物，因此前人在如何提高臭氧转化效率上做了大量的研究工作，做了很多改进，使臭氧催化氧化的处理成本逐步降低，成本的主要组成是利用空气源或氧气源臭氧发生器产生臭氧的过程；但是臭氧与水接触反应后的尾气中含有臭氧，臭氧不仅影响附近空气质量，还造成现场操作人员感官不适的缺陷。在水处理领域中，无论是受到铁、有机物污染的地下水和地表水的脱盐处理，还是终端出水、循环水排污等中水的回用过程中，超滤膜的污堵问题困扰着大部分用膜企业为解决铁、有机物和微生物等对超滤膜的污堵，目前大多采用锰砂、活性炭过滤和次氯酸钠等药剂杀菌的手段，但是锰砂、活性炭吸附饱和后需要更换，会产生大量的固体废物，次氯酸钠加量的多少需要严格控制，以免造成反渗透膜的氧化，给水处理装置的运行带来很多不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种通过臭氧尾气中的臭氧和氧气进行杀菌以及氧化的装置，以达到减缓膜污堵的目的，具有结构简单、适应范围广、水处理成本低、环保以及维持水处理装置长周期稳定运行的臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，包括臭氧收集单元，臭氧收集单元与臭氧尾气反应罐的底部相连，臭氧尾气反应罐的上部与废水收集单元相连，臭氧尾气反应罐底部的液相出口通过陶瓷膜超滤单元以及反渗透过滤单元与循环水站相连。

优选的，所述臭氧尾气反应罐包括设在内下部的臭氧曝气盘，臭氧曝气盘的顶部由下至上依次设置有催化剂层、空心球填料层和布水喷淋管；臭氧尾气反应罐的底部设有液相出口，臭氧尾气反应罐的顶部一侧设有呼吸阀，臭氧尾气反应罐顶部另一侧的尾气出口与尾气破坏装器相连。

优选的，所述臭氧收集单元包括臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池、催化氧化产品水池；臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池的尾气出口、催化氧化产品水池的尾气出口分别通过风机与臭氧曝气盘相连。

优选的，所述废水收集单元包括废水储罐，废水储罐与臭氧尾气反应罐中的布水喷淋管相连。

优选的，所述陶瓷膜超滤单元包括与臭氧尾气反应罐底部液相出口相连的产水提升泵，产水提升泵通过自清洗过滤器与陶瓷膜超滤相连；产水提升泵和自清洗过滤器之间的管道上设有絮凝剂投加储罐。

优选的，所述陶瓷膜超滤上设有超滤浓水出口以及超滤水出口，超滤浓水出口与污水处理单元或中水回用单元相连。

优选的，所述反渗透过滤单元包括与超滤水出口相连的超滤水箱，超滤水箱依次通过反渗透给水泵、保安过滤器和反渗透高压泵与反渗透装置相连，反渗透装置的出水口通过反渗透产水箱和反渗透产水外供泵与循环水站相连。

优选的，所述反渗透给水泵和保安过滤器之间的管道上管道混合器和阻垢剂加药储罐，管道混合器的进口端与原剂加药储罐相连。

优选的，所述反渗透给水泵和管道混合器之间设有ORP在线监测仪。

优选的，所述反渗透装置的反渗透浓水出口与达标排放单元或中水回用单元。

本实用新型通过臭氧尾气中的臭氧和氧气的杀菌以及氧化作用，减缓膜的污堵，具有结构简单、适应范围广、水处理成本低、环保以及维持水处理装置长周期稳定运行的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：

1、臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池；2、催化氧化产品水池；3、风机；4、废水储罐；5、臭氧尾气反应罐；6、布水喷淋管；7、空心球填料层；8、催化剂层；9、臭氧曝气盘；10、呼吸阀；11、尾气破坏装器；12、絮凝剂投加储罐；13、产水提升泵；14、自清洗过滤器；15、陶瓷膜超滤；16、中水回用单元；17、超滤水箱；18、反渗透给水泵；19、ORP在线监测仪；20、管道混合器；21、原剂加药储罐；22、阻垢剂加药储罐；23、保安过滤器；24、反渗透高压泵；25、反渗透装置；26、污水处理单元；27、反渗透产水箱；28、反渗透产水外供泵；29、循环水站；30、达标排放单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

参看图1：本实用新型为一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，该装置包括臭氧收集单元，臭氧收集单元与臭氧尾气反应罐5的底部相连，臭氧尾气反应罐5的上部与废水收集单元相连，臭氧尾气反应罐5底部的液相出口通过陶瓷膜超滤单元以及反渗透过滤单元与循环水站26相连。所述臭氧尾气反应罐5包括设在内下部的臭氧曝气盘9，臭氧曝气盘9的顶部由下至上依次设置有催化剂层8、空心球填料层7和布水喷淋管6；臭氧尾气反应罐5的底部设有液相出口，臭氧尾气反应罐5的顶部一侧设有呼吸阀10，臭氧尾气反应罐5顶部另一侧的尾气出口与尾气破坏装器11相连。所述臭氧收集单元包括臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池1、催化氧化产品水池2；臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池1的尾气出口、催化氧化产品水池2的尾气出口分别通过风机3与臭氧曝气盘9相连。所述废水收集单元包括废水储罐4，废水储罐4与臭氧尾气反应罐5中的布水喷淋管6相连。所述陶瓷膜超滤单元包括与臭氧尾气反应罐5底部液相出口相连的产水提升泵13，产水提升泵13通过自清洗过滤器14与陶瓷膜超滤15相连；产水提升泵13和自清洗过滤器14之间的管道上设有絮凝剂投加储罐12。所述陶瓷膜超滤15上设有超滤浓水出口以及超滤水出口，超滤浓水出口与污水处理单元26或中水回用单元16相连。所述反渗透过滤单元包括与超滤水出口相连的超滤水箱17，超滤水箱17依次通过反渗透给水泵18、保安过滤器23和反渗透高压泵24与反渗透装置25相连，反渗透装置25的出水口通过反渗透产水箱27和反渗透产水外供泵28与循环水站29相连。所述反渗透给水泵18和保安过滤器23之间的管道上管道混合器20和阻垢剂加药储罐22，管道混合器20的进口端与原剂加药储罐21相连。所述反渗透给水泵18和管道混合器20之间设有ORP在线监测仪19。所述反渗透装置25的反渗透浓水出口与达标排放单元30或中水回用单元16。

本实用新型中所述的臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池1的臭氧尾气和臭氧催化氧化产品水池2中溢出水体的尾气通过风机3进入臭氧尾气反应罐5内下部的臭氧曝气盘9内，通过臭氧曝气盘9将臭氧尾气切割成细小的气泡均匀分布到臭氧尾气反应罐5内部，并向上移动与上部喷淋下来的待处理水进行逆流接触；所述废水储罐4中的待处理水为含有铁和有机物污染的地下水、地表水或终端出水、循环水排污、脱盐水站反渗透浓水等中水；废水储罐4中的待处理水由布水喷淋管6进入臭氧尾气反应罐5中并喷洒到空心球填料层7上，减缓待处理水在重力作用下的下降速度，并能够使待处理水均匀喷洒在催化剂层8的表面，与从臭氧曝气盘9来的臭氧尾气气泡充分接触，通过臭氧的杀菌作用，使水中的细菌、微生物失活，在催化剂层8的表面，尾气中所含的臭氧转变成羟基自由基，将水中的有机物氧化成水和二氧化碳，在臭氧曝气盘9来的氧气、臭氧和催化剂表面产生的羟基自由基的氧化作用下，将水中的二价铁氧化成三价铁，生成氢氧化铁胶体，水源和臭氧尾气充分接触反应后，净化水从臭氧尾气反应罐5底部设有液相出口进入到产水提升泵13中；臭氧尾气反应罐5中反应后的臭氧尾气通过尾气出口与尾气破坏器11相连，经尾气破坏器11反应后通过管道排放，防止前端水质、水量波动时尾气中臭氧含量过高，没有在尾气反应罐5中反应完全，导致呼吸阀10处臭氧含量超标，引起环境污染，造成人员不适。进一步地，所述净化水通过产水提升泵13进入自清洗过滤器14内，在进入自清洗过滤器14前使絮凝剂投加储罐12中的絮凝剂加入管道中与净化水混合，使水中的悬浮物、氢氧化铁胶体、微生物粘泥等杂质絮凝形成大的絮体悬浮在水中，其中大的杂质通过自清洗过滤器14拦截，自清洗过滤器14的出口通过管道与陶瓷膜超滤15底部的进水口相连，小的胶体、颗粒物、有机物、微生物等杂质被陶瓷膜超滤15拦截留在浓水侧，陶瓷膜超滤15中的超滤浓水可排放至污水处理单元26或中水回用单元16中，粘附在膜表面的杂质通过反洗或化学清洗排出陶瓷膜超滤15，过滤后的水从陶瓷膜超滤15超滤水出口进入超滤水箱17中，超滤水箱17的出口通过管道与反渗透给水泵18相连，反渗透给水泵18的出口通过管道与保安过滤器23的进口相连，从反渗透给水泵18到保安过滤器23的管道上依次设置有ORP在线监测仪19、管道混合器20、阻垢剂加药储罐22，还原剂加药储罐21通过管道与管道混合器20的进口法兰相连，还原剂加药储罐21是为了防止水中氧化性物质过量对反渗透膜造成氧化，还原剂的投加量与ORP在线监测仪19的监测数值连锁，阻垢剂加药储罐22是为了减缓反渗透膜浓水侧的结垢。所述保安过滤器23的出口通过管道与反渗透高压泵24的进口相连，提高压力后，反渗透高压泵24的出口通过管道与反渗透装置25的进口相连，反渗透装置25脱盐后的产水通过管道进入反渗透产水箱27，反渗透产水箱27的出口通过管道与反渗透产水外供泵28相连，反渗透产水外供泵28的出口通过管道将脱盐后的水送往循环水站29作为补水。反渗透装置25中的反渗透浓水通过反渗透浓水出口进入到达标排放单元30或中水回用单元16中。本实用新型是针对水处理领域，结合臭氧尾气的杀菌、氧化作用和陶瓷膜的耐受性，设计了一种利用臭氧尾气结合陶瓷膜进行水处理的装置，该装置利用臭氧尾气中的臭氧和氧气针对待处理水进行杀菌和氧化，并形成氢氧化铁胶体，通过自清洗过滤器14对大絮凝体进行拦截以降低陶瓷膜超滤15的负荷，从而解决了超滤膜污堵引起的清洗频繁、使用寿命短的缺陷。

本实用新型在正常运行时的工艺如下：其工艺具体包括如下步骤：

步骤1、所述臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池1的臭氧尾气和臭氧催化氧化产品水池2溢出水体的尾气通过风机3进入尾气反应罐5；所述来自废水储罐4中的待处理水源，可以是地表水、地下水或中水，从上部进入臭氧尾气反应罐5。所述臭氧尾气中臭氧的含量跟臭氧催化氧化单元臭氧的产量以及被氧化水的水质、水量波动情况相关；所述待处理水源中的特征污染物是二价铁、COD、微生物和细菌等，可以通过臭氧尾气的作用起到杀菌、降解COD、氧化二价铁等作用。步骤2、所述臭氧尾气通过臭氧曝气盘9将臭氧尾气切割成细小的气泡均匀分布到尾气反应罐中，所述待处理水源4通过布水喷淋管6，使水源喷洒到空心球填料层7，并均匀喷洒在催化剂层8的表面，与从臭氧曝气盘9来的臭氧尾气气泡逆流接触。在所述催化剂层8的表面，通过臭氧的杀菌作用，使水中的细菌、微生物失活，尾气中所含的臭氧转变成羟基自由基，将水中的有机物氧化成水和二氧化碳，在氧气、臭氧和羟基自由基的氧化作用下，将水中的二价铁氧化成三价铁，生成氢氧化铁胶体，待处理水源和臭氧尾气气泡在臭氧尾气反应罐5中逆流接触，充分反应。根据水源污染物种类和浓度的不同，水源在臭氧尾气反应罐5中的停留反应时间为40min-120min；所述臭氧尾气反应罐5中的催化剂层和臭氧曝气盘9不限于1层，需结合臭氧尾气中的臭氧含量和待处理水源的水质情况进行具体设置；所述臭氧曝气盘9为316L材质，但不限于此，具体数量根据臭氧尾气的气量核算；所述臭氧尾气反应罐5为碳钢材质内衬聚烯烃复合材料；所述布水喷淋管6为在进水母管分成若干支管，在支管上开孔，待处理水通过小孔喷淋，支管数量以及在支管上开孔的数量和大小根据水量具体核算。步骤3、所述臭氧尾气反应罐5中反应后的臭氧尾气通过尾气出口进入尾气破坏器11，经尾气破坏器11反应后达标排放，呼吸阀10处应为微负压状态。所述尾气破坏器11的主要目的是防止前端水质、水量波动时尾气中臭氧含量过高，没有在尾气反应罐5中反应完全，导致臭氧含量超标，引起环境污染，造成人员不适。步骤4、所述臭氧尾气反应罐5中充分反应净化后的水通过产水提升泵13进入自清洗过滤器14，自清洗过滤器14的出水从底部进入陶瓷膜超滤15，超滤顶部产出的超滤浓水可排放至污水处理单元26或中水回用单元16中，所述陶瓷膜超滤15的产水通过陶瓷膜超滤15超滤水出口进入超滤水箱17。所述提升泵13的出口管道上接有絮凝剂投加储罐12，通过投加絮凝剂使水中的悬浮物、氢氧化铁胶体、微生物粘泥等杂质絮凝形成大的絮体悬浮在水中，其中大的杂质通过自清洗过滤器14拦截，小的胶体、颗粒物、有机物、微生物等杂质被陶瓷膜超滤15拦截，粘附在膜表面的杂质通过反洗或化学清洗排出陶瓷膜超滤15。所述絮凝剂为聚合氯化铝，但不限于此；所述陶瓷膜超滤的回收率90％，产水SDI小于3、浊度小于0.2NTU、铁含量小于0.1mg/L、COD小于8mg/L；根据进陶瓷膜超滤的水质情况，陶瓷膜可调整为死端过滤或错流过滤，即，浓水的量可以为调整为进水量的0％-10％；所述陶瓷膜的过滤孔径根据水质可选20nm-50nm；所述陶瓷膜的材质为三氧化二铝，膜组件为块片结构，根据不同水质计算合适的膜通量。步骤5、所述超滤水箱17通过反渗透给水泵18与保安过滤器23相连，所述保安过滤器23的管道上依次设置有ORP在线监测仪19、管道混合器20、阻垢剂加药储罐22，还原剂加药储罐21通过管道混合器20加入进水管道内。所述还原剂加药储罐21是为了防止水中氧化性物质过量对反渗透膜造成氧化，还原剂的投加量与ORP在线监测仪19的监测数值连锁；所述阻垢剂加药储罐22是为了减缓反渗透膜浓水侧的结垢。步骤6、保安过滤器23出水通过反渗透高压泵24提压后进入反渗透装置25，反渗透装置25脱盐后的产水进入反渗透产水箱27，反渗透产水箱27内的反渗透产水通过反渗透产水外供泵28送往循环水站26。所述反渗透装置25产生的反渗透浓水通过反渗透浓水出口进入到达标排放单元30或中水回用单元16中；所述反渗透产水的含盐量跟进水含盐量相关，反渗透膜的脱盐率为95％-99％；所述反渗透产水送往循环水站26作为补水，可提高循环水的浓缩倍数，减少排污量；所述反渗透浓水根据含盐量和企业的实际需求可进一步回用或直接达标排放。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：该装置包括臭氧收集单元，臭氧收集单元与臭氧尾气反应罐(5)的底部相连，臭氧尾气反应罐(5)的上部与废水收集单元相连，臭氧尾气反应罐(5)底部的液相出口通过陶瓷膜超滤单元以及反渗透过滤单元与循环水站(29)相连。

2.根据权利要求1所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述臭氧尾气反应罐(5)包括设在内下部的臭氧曝气盘(9)，臭氧曝气盘(9)的顶部由下至上依次设置有催化剂层(8)、空心球填料层(7)和布水喷淋管(6)；臭氧尾气反应罐(5)的底部设有液相出口，臭氧尾气反应罐(5)的顶部一侧设有呼吸阀(10)，臭氧尾气反应罐(5)顶部另一侧的尾气出口与尾气破坏装器(11)相连。

3.根据权利要求1所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述臭氧收集单元包括臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池(1)、催化氧化产品水池(2)；臭氧催化氧化塔或臭氧催化氧化接触池(1)的尾气出口、催化氧化产品水池(2)的尾气出口分别通过风机(3)与臭氧曝气盘(9)相连。

4.根据权利要求1所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述废水收集单元包括废水储罐(4)，废水储罐(4)与臭氧尾气反应罐(5)中的布水喷淋管(6)相连。

5.根据权利要求1所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述陶瓷膜超滤单元包括与臭氧尾气反应罐(5)底部液相出口相连的产水提升泵(13)，产水提升泵(13)通过自清洗过滤器(14)与陶瓷膜超滤(15)相连；产水提升泵(13)和自清洗过滤器(14)之间的管道上设有絮凝剂投加储罐(12)。

6.根据权利要求5所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述陶瓷膜超滤(15)上设有超滤浓水出口以及超滤水出口，超滤浓水出口与污水处理单元(26)或中水回用单元(16)相连。

7.根据权利要求1所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述反渗透过滤单元包括与超滤水出口相连的超滤水箱(17)，超滤水箱(17)依次通过反渗透给水泵(18)、保安过滤器(23)和反渗透高压泵(24)与反渗透装置(25)相连，反渗透装置(25)的出水口通过反渗透产水箱(27)和反渗透产水外供泵(28)与循环水站(29)相连。

8.根据权利要求7所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述反渗透给水泵(18)和保安过滤器(23)之间的管道上管道混合器(20)和阻垢剂加药储罐(22)，管道混合器(20)的进口端与原剂加药储罐(21)相连。

9.根据权利要求8所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述反渗透给水泵(18)和管道混合器(20)之间设有ORP在线监测仪(19)。

10.根据权利要求7所述的一种臭氧尾气结合陶瓷膜的水处理装置，其特征在于：所述反渗透装置(25)的反渗透浓水出口与达标排放单元(30)或中水回用单元(16)。

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