CN214400040U - 一种基于臭氧的废水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废水处理领域，其公开了一种基于臭氧的废水处理设备，所述处理设备包括竖流腔室、设置在竖流腔室底部的排水模块、设置在竖流腔室上部的布水模块、设置在排水模块上方的微纳米气泡发生模块、设置在布水模块下方的填料层，以及设置在竖流腔室顶部的刮渣模块，所述工艺具体为：将含有固体悬浮物的污水从布水模块注入，水力负荷为2‑12立方米/平方米.小时，絮凝物经过刮渣模块刮除，净水经过排水模块排出。该设备可以提高对于悬浮物的处理效果，同时，通过对于填料层的高度设置优选设计，使微纳米气泡在合适的高度爆破，来对填料层进行清理，保持填料层的活性。

Description

一种基于臭氧的废水处理设备

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，特别是一种基于臭氧的废水处理设备。

背景技术

一项实用新型专利申请CN201420831681.1，公开了一种竖流式臭氧气浮设备，包括气浮罐、空压机、溶气罐和臭氧发生器，气浮罐竖直设置，气浮罐内底部安装有气浮分离室，空压机与溶气罐底部连通，溶气罐底部还通过溶气出水管连接有溶气释放器，臭氧发生器通过臭氧供气管道连接有臭氧释放器，溶气释放器和臭氧释放器均设置在气浮分离室内底部，气浮罐上设置有一端伸入气浮分离室内的进水管，溶气释放器和臭氧释放器均位于进水管的出水口下方，气浮罐下部安装有多孔集水管，多孔集水管与设置在气浮罐外的出水管连通，气浮罐上部设有排渣斗，气浮罐顶部安装有刮渣机构。

微纳米气泡进行气浮的方案可参考发明专利ZL201410623880.8，该实用新型微纳米气泡导入系统连接至曝气头，PAC投加系统、PAM投加系统连接源水提升系统，源水提升系统连接至布水头，提升桶及提升叶轮设置在絮凝-气浮区中部，提升叶轮连接电机；絮凝-气浮区下部进入布水区，经斜管区上部连接出水槽，下部连接浓缩区。该实用新型克服了高效沉淀工艺带来的机械絮凝效果较差、PAC药剂投加量多、额外投加PAM促凝剂和环境污染问题。该实用新型利用微纳米气泡可通过多相流泵的抽吸将空气吸入到泵内，并通过叶轮的高速切削产生，也可采用专门的微纳米气泡发生装置产生。微纳米气泡相对于传统的加压罐释放的气泡，具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点。

一项发明专利ZL200810171459.2，公开了一种整体式纳米气泡发生装置，包括与构成为系统的组件整体形成的压力罐及可选择地适配系统的动力部，以扩大系统的使用范围。该装置包括整体式气泡发生部，其包含将进水管道中流动的水供应到气泡发生部和动力部中的任一个的三向电子阀，检测进水管中压力的压力检测部，供给外部空气到压力罐的第一真空室，控制三向电子阀的动力控制部，压力检测部和第一真空室及压力罐将水与内部预定压力下的空气混合并物理地喷散，以生成纳米气泡的水；动力部，其包含由电机操作的泵，第二真空室，其经过单向阀将外部空气与空气供应管道中流动的空气供应到泵中，及动力控制部，其控制单向阀和m阀第二真空室，其中整体式气泡发生部直接耦接到水龙头或淋浴头上。

上述方案仅仅是采用微米气泡或纳米气泡进行气浮操作。

一种臭氧催化与微纳米气泡联用的污水处理的技术，申请号为201910727210.3，公开了一种非均相臭氧催化与微纳米气泡联用的污水处理方法，臭氧经过微纳米气泡发生装置实现与污水充分混合，形成臭氧饱和乳浊液；气液高度混合状态的污水在装填有非均相臭氧催化剂的固定床反应器中发生氧化反应；本方法采用连续臭氧投加，连续进出水的运行方式。该方法与传统直接曝气技术相比，催化剂负载了新型活性金属，催化剂表面积大，吸附能力强，高度分散的微纳米臭氧气泡在催化剂表面富集，极大增加了臭氧气泡与液体的接触面积和臭氧气泡的停留时间，使得臭氧利用率大幅提升，具有极高臭氧利用率，能够有效去除各种工业废水和市政污水中的有机物、色度、苯环类有毒物、微生物等污染物。

我司在实验北京化工大学的方案的过程中，发现了填料和微纳米臭氧之间有在流体流动形式、设置高度上有着较为密切的关系。

本方案所要解决的问题是：1、如何提高污水中固体悬浮物的去除效果；2、如何保持填料层的持久活性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于臭氧的废水处理设备，该工艺可以提高对于悬浮物的处理效果，同时，通过对于填料层的高度设置优选设计，使微纳米气泡在合适的高度爆破，来对填料层进行清理，保持填料层的活性。

本实用新型提供的技术方案为：一种基于臭氧的废水处理设备，所述工艺通过处理设备进行处理，所述处理设备包括竖流腔室、设置在竖流腔室底部的排水模块、设置在竖流腔室上部的布水模块、设置在排水模块上方的微纳米气泡发生模块、设置在布水模块下方的填料层，以及设置在竖流腔室顶部的刮渣模块，其中，所述微纳米气泡发生模块的微纳米气泡为直径为100-500nm的气泡；所述填料层距离布水模块的距离为5-40cm；所述气泡为臭氧气泡；所述填料层内填充有多孔的臭氧催化剂；

所述工艺具体为：将含有固体悬浮物的污水从布水模块注入，水力负荷为2-12立方米/平方米.小时，絮凝物经过刮渣模块刮除，净水经过排水模块排出。

在上述的基于臭氧的废水处理设备中，所述臭氧催化剂为以氧化铝或碳基为载体，搭载或不搭载活性成分的臭氧催化剂。

在上述的基于臭氧的废水处理设备中，所述臭氧催化剂为球状。

在上述的基于臭氧的废水处理设备中，所述布水模块包括若干根彼此独立或相互连通的布水管以及进水总管，所述布水管连接至进水总管；

所述布水管上设有若干朝向斜上方开孔的布水孔；

所述布水管距离液面的高度是5-10cm。

在上述的基于臭氧的废水处理设备中，所述排水模块包括多根排水管，布置在竖流腔室的底部，所述排水管的侧下方有条状的进水口。

在上述的基于臭氧的废水处理设备中，还包括缓冲腔，所述缓冲腔与排水模块连通，所述缓冲腔通过管道和外界连通。

在上述的基于臭氧的废水处理设备中，所述微纳米气泡发生模块包括一个或多个设置在竖流腔室底部的微纳米气泡发生器、溶气泵，所述溶气泵的进水端连接进水管，所述溶气泵的出水端连接出水管，所述溶气泵上连接有与泵体连通的注气管；所述出水管和微纳米气泡发生器之间设有溶气罐；所述注气管、溶气泵的进水端输入的气水体积比为6:94-12:88。

在上述的基于臭氧的废水处理设备中，所述微纳米气泡发生器和布水模块的高度差为100-200cm。

本实用新型在采用上述技术方案后，其具有的有益效果为：

本方案的设备将竖流式的污水处理方式、微纳米臭氧气泡、臭氧催化处理结合，可以有效的、持久的提高污水中的固体悬浮物的处理效果，使固体悬浮物可以经过微纳米气泡处理后聚集并形成絮凝物。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的主视图；

图2是本实用新型的实施例1的右视图

图3是本实用新型的实施例1的布水模块的立体图；

图4是本实用新型的实施例1的排水管的立体图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。

实施例1：

参考图1-4，本实施例的废水处理包括竖流腔室1、设置在竖流腔室1底部的排水模块2、设置在竖流腔室1上部的布水模块3、设置在排水模块2上方的微纳米气泡发生模块4、设置在布水模块3下方的填料层，以及设置在竖流腔室1顶部的刮渣模块7，通过上述描述可以得知，本实施例的竖流腔室1为由上而下的布置方式布置，水流从布水模块3到最下方的排水模块2流动，气泡从下部的微纳米气泡发生模块4至顶部流动，气液在填料层6交汇，是典型的竖流式的污水处理设备。

其中，所述微纳米气泡发生器41的微纳米气泡为直径为100-500nm的臭氧气泡；本实施例所述100-500nm的臭氧气泡是指气泡的大部分直径分布在该直径范围内，由于微纳米气泡发生器41的不同，不排除少量的气泡不在该范围内。

所述填料层距离布水模块3的距离为5-40cm；微纳米气泡至少部分在填料层位置爆破，特别是布水模块3距离液面高度为5-10cm，填料层距离布水模块3的距离为10-30cm，微纳米气泡大部分在填料层位置爆破；所述填料层内填充有臭氧催化剂。

以山东绿水环保科技有限公司所公开的臭氧催化剂为例，其产品说明书记载：臭氧氧化催化剂是以稀土改性活性氧化铝为载体，以过渡金属复合氧化物为活性组分的高效有机废水净化用臭氧氧化催化剂；具有降解能力强、臭氧消耗低、无二次污染、使用寿命长等技术特点。低浓度COD降解用臭氧氧化催化剂适用于废水COD低于120mg/L的臭氧氧化系统，高浓度COD降解用臭氧氧化催化剂适用于废水COD高于120mg/L的臭氧氧化系统。

其使用过程中，能够提高臭氧的氧化活性，其实现功能一方面是基于其搭载的过渡金属氧化物，另外一方面是该颗粒状的催化剂的多孔材质。

在多固体悬浮物的体系中，悬浮固体物容易堵塞颗粒表面的微孔，导致催化剂活性降低；本实用新型将微纳米气泡的爆破位置设置在填料层的位置，微纳米臭氧气泡为爆破成为更细小的气泡，这些气泡可以进入到催化剂的微孔中，可以在提高臭氧氧化性能的同时，使催化剂表面的微孔表现为畅通的状态，保持催化剂的活性。

所述工艺具体为：将含有固体悬浮物的污水从布水模块注入，水力负荷为2-12立方米/平方米.小时，絮凝物经过刮渣模块刮除，净水经过排水模块排出；

本实施例中，所述微纳米气泡发生模块4包括一个或多个设置在竖流腔室1底部的微纳米气泡发生器41、溶气泵42，所述溶气泵42的进水端连接进水管，所述溶气泵42的出水端连接出水管，所述溶气泵42上连接有与泵体连通的用于注入臭氧的注气管43；所述出水管和微纳米气泡发生器41之间设有溶气罐44；所述注气管43、溶气泵42的进水端输入的气水体积比为6:94-12:88。

所述布水模块3包括若干根彼此独立或相互连通的布水管31以及进水总管32，所述布水管31连接至进水总管32；所述布水管31上设有若干朝向斜上方开孔的布水孔33。

在本实施例中，所述布水孔33的直径是3-10mm。布水孔33的直径的选择主要考虑防止絮凝物堵塞。

所述排水模块2包括多根排水管21，布置在竖流腔室1的底部，所述排水管21的侧下方有条状的进水口22，排水模块2下方是位于竖流腔室1底部的排渣管8。此外，还包括与竖流腔室1的顶部平齐的缓冲腔5，所述缓冲腔5与排水模块2连通，所述缓冲腔5通过管道和外界连通。这里所说的外界一般是指下一工序。

优选地，所述微纳米气泡发生器41和布水模块3的高度差为100-200cm，优选为120-180cm，更优选为140-160cm。一般来说，高度差应当尽可能大，但是不建议无限大，无限大会增大成本，但是不能过小，如果过小，气泡和污染物接触距离过短，一般来说不建议小过1m。

本装置采用微纳米溶气技术将臭氧与污水接触混合，在接触氧化区域放置臭氧催化剂(臭氧催化球)。微纳米溶气技术大大增加了臭氧的溶解率(在未达到臭氧饱和溶解率前，最大溶解率达到100％)，臭氧气泡的比表面积大幅增加，在臭氧催化剂的催化作用下，大量转化为羟基自由基，对各种污染物瞬间氧化为无机物，氧化形成的无机物成为新的悬浮物，在微纳米气泡的作用下向上托起，最终由刮渣机构分离，从而降解污染物。

臭氧催化剂(催化球)通常采用微纳米材料(烧结)制成，在臭氧催化氧化过程中产生的悬浮物，容易造成催化剂(催化球)产生堵塞而失效，本装置采用微纳米溶气技术，使臭氧在与水接触混合过程中，形成微纳米气泡，使分布在催化剂(催化球)纳米孔内的悬浮物在气浮效应的作用下，脱离催化剂(催化球)纳米孔表面并上升而分离，有效消除了催化剂(催化球)的堵塞，从而保持催化氧化的持续高效。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，所述处理设备包括竖流腔室、设置在竖流腔室底部的排水模块、设置在竖流腔室上部的布水模块、设置在排水模块上方的微纳米气泡发生模块、设置在布水模块下方的填料层，其中，所述微纳米气泡发生模块的微纳米气泡为直径为100-500nm的气泡；所述填料层距离布水模块的距离为5-40cm；所述气泡为臭氧气泡；所述填料层内填充有多孔的臭氧催化剂。

2.根据权利要求1所述的基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，所述微纳米气泡发生器和布水模块的高度差为100-200cm。

3.根据权利要求1所述的基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，所述布水模块距离液面的高度是5-10cm。

4.根据权利要求3所述的基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，所述布水模块包括若干根彼此独立或相互连通的布水管以及进水总管，所述布水管连接至进水总管；

所述布水管上设有若干朝向斜上方开孔的布水孔。

5.根据权利要求1所述的基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，所述排水模块包括多根排水管，布置在竖流腔室的底部，所述排水管的侧下方有条状的进水口。

6.根据权利要求1所述的基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，还包括缓冲腔，所述缓冲腔与排水模块连通，所述缓冲腔通过管道和外界连通。

7.根据权利要求1所述的基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，所述微纳米气泡发生模块包括一个或多个设置在竖流腔室底部的微纳米气泡发生器、溶气泵，所述溶气泵的进水端连接进水管，所述溶气泵的出水端连接出水管，所述溶气泵上连接有与泵体连通的注气管；所述出水管和微纳米气泡发生器之间设有溶气罐；所述注气管、溶气泵的进水端输入的气水体积比为6:94-12:88。

8.根据权利要求1所述的基于臭氧的废水处理设备，其特征在于，在竖流腔室顶部设置有刮渣模块。

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