CN217627937U - 臭氧反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种臭氧反应装置，所述臭氧反应装置包括：臭氧发生器；反应单元，包括设置在反应单元的侧壁上方或下方的进水口、设置在反应单元的另一侧壁处的出水口以及由N个隔板分隔的第一腔室至第N+1腔室，其中，N为大于等于2的整数，其中，第1个隔板包括与进水口的位置相反的第一出水孔，第2个隔板至第N个隔板均包括与前一隔板的第一出水孔的位置相反的第一出水孔，出水口的位置与第N个隔板的第一出水孔相反；气泡发生器，包括：进气口，与臭氧发生器连接；进水口，与第二出水孔连接；以及出水口，与气液进口连接。本实用新型的臭氧反应装置可以对臭氧尾气进行回收利用并且降低废水处理的运营成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理领域，具体地，涉及一种臭氧反应装置。
背景技术
近年来，随着我国工业的快速发展，产生了大量废水。其中，印染废水是指通过化学或物理方法对纺织品进行处理的过程产生的混合废水。印染废水水质及污染物组分主要与纤维种类和加工工艺等有关，一般有三个共性特点：有机物含量高，化学需氧量(COD)可高达数万毫克每升；可生化性较差，五日生化需氧量(BOD5)/COD值(B/C)一般在0.2左右；以及色度高，可达数千倍。开发和研究有效的用于印染废水的处理技术一直是水污染及控制技术关注的热点。
臭氧氧化技术是一种常用的污水处理的高级氧化处理技术。在常规臭氧氧化过程中臭氧的利用率有待提高，且在传统的臭氧氧化工艺中，臭氧进入反应器后经过催化剂层后会继续上升，大量臭氧经过催化剂层后只能和污水实现接触氧化，臭氧的损耗大，利用率低，尾气中的臭氧浓度高，污染环境。此外，为了保证COD的去除效率，在处理某些难降解污染物时需要添加某些催化剂以促进臭氧氧化过程的进行，催化剂的用量以及臭氧的投加量需提高，导致成本升高，并且进入反应器内的废水并未得到其他级的预先处理，这就导致臭氧对废水的处理效果不明显。
因此，需要研究一种具有普适性的、可以对臭氧尾气进行回收利用并且降低废水臭氧氧化处理的运营成本的新型臭氧反应装置。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种臭氧反应装置。
根据本实用新型的示例性实施例，一种臭氧反应装置可以包括：臭氧发生器；反应单元，包括设置在反应单元的侧壁上方或下方的第一进水口、设置在反应单元的与所述侧壁相对的另一侧壁处的第一出水口以及由N个隔板分隔的第一腔室至第N+1腔室，其中，N为大于等于2的整数，第一腔室至第N+1腔室以及所述N个隔板沿着第一进水口至第一出水口的方向依次布置，其中，第1个隔板包括与第一进水口的位置相反的出水孔，第2个隔板至第N个隔板均包括与前一个隔板的出水孔的位置相反的出水孔，第一出水口的位置与第N个隔板的出水孔的位置相反；以及气泡发生器，包括：进气口，与臭氧发生器连接；第二进水口，与第二腔室至第N腔室中的至少一个腔室的第二出水孔连接，以将来自对应的腔室中的回流水导入气泡发生器中；以及第二出水口，与第二腔室至第N腔室中的每个的气液进口连接。
根据本实用新型的示例性实施例，气泡发生器可以将来自臭氧发生器的气体与来自第二腔室至第N腔室中的至少一个腔室的回流水混合，并且产生的气泡的粒径小于50微米。
根据本实用新型的示例性实施例，臭氧反应装置还可以包括设置在反应单元上方并与反应单元中的第二腔室至第N腔室连接的尾气回收装置，以将腔室中产生的尾气经由进气口导入气泡发生器中。
根据本实用新型的示例性实施例，第二出水孔可以设置在对应腔室中的定位在相反位置处的第一出水孔之间的部分处，并且气液进口位于第二腔室至第N腔室中的每个的底部处。
根据本实用新型的示例性实施例，气泡发生器的第二进水口可以与位于第二腔室和第N腔室之间的至少一个腔室、第二腔室和第N腔室的第二出水孔连接，并且从位于第二腔室和第N腔室之间的所述至少一个腔室回流的水的量大于等于分别从第二腔室和第N腔室回流的水的量的总和。
根据本实用新型的示例性实施例，滤料可以设置在第一腔室和第N+1腔室中，臭氧催化剂可以设置在第二腔室至第N腔室中。
根据本实用新型的示例性实施例，滤料可以包括石英砂和活性炭中的至少一种。
根据本实用新型的示例性实施例，布气装置可以设置在第二腔室至第N 腔室中的每个的底部处。
根据本实用新型的示例性实施例，止逆阀可以设置在臭氧发生器与气泡发生器之间。
根据本实用新型的示例性实施例，臭氧反应装置还可以包括设置在反应单元的顶部处的溢流口。
以上简要描述了本实用新型的技术构思。与现有技术中的常规臭氧反应装置相比，本实用新型提供一种多级错流臭氧反应装置，该臭氧反应装置完全采用重力流，无需机械提升，因而能大幅降低能耗，具有显著的节能减排效果。另外，本实用新型通过气泡发生器产生直径小于50微米的气泡，气泡的比表面积增大，进而提高传质效率，改善反应效率。此外，本实用新型通过尾气回收装置收集尾气，并与臭氧发生器产生的气体汇集以循环利用，这可减少环境污染，减少臭氧损耗，并提高臭氧利用率。本实用新型于第一腔室添加滤料以过滤水中悬浮物，并于最后腔室添加滤料以过滤臭氧分解产生的小分子有机物等以改善色度，通过预先处理等减少臭氧投加量，增强臭氧对污水的处理效果。
附图说明
通过下面结合附图和实施例进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了根据示例性实施例的臭氧反应装置的示意图；
图2示出了图1中的隔板的示意图；以及
图3示出了根据另一示例性实施例的臭氧反应装置的示意图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以提供对实用新型的各种实施例或实施方式的透彻理解。如在此所使用的，“实施例”和“示例性实施例”是可互换的词语，并且是采用在此公开的技术构思中的一个或更多个的装置的非限制性示例。然而，明显的是，可以在没有这些具体细节或者具有一个或更多个等同布置的情况下实践各种实施例。
除非另外定义，否则在此所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语) 具有与本公开是其一部分的领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在通用字典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化的或过于形式化的意思来进行解释，除非在此明确地如此定义。
以下，参照附图来详细说明本实用新型的实施例。
图1示出了根据示例性实施例的臭氧反应装置的示意图。图2示出了图1中的隔板的示意图。其中，图2中的(a)示出了第一出水孔6位于隔板3 下方的情况，图2中的(b)示出了第一出水孔6位于隔板3上方的情况。
参照图1和图2，根据示例性实施例的臭氧反应装置可以包括臭氧发生器1、反应单元2和气泡发生器9。
在实施例中，反应单元2可以包括设置在反应单元2的侧壁处的第一进水口4、设置在反应单元2的与所述侧壁相对的另一侧壁处的第一出水口5 以及由6个隔板3分隔的第一腔室至第七腔室。在图1中，第一进水口4可以设置在反应单元2的侧壁上方，但是实施例不限于此。例如，第一进水口 4可以设置在反应单元2的侧壁下方。如图1中所示，第一腔室至第七腔室以及所述6个隔板3可以沿着第一进水口4至第一出水口5的方向依次布置。第1个隔板可以包括与第一进水口4的位置相反的第一出水孔6(例如，图2 中的(a))，第2个隔板3至第6个隔板3均包括与前一个隔板的第一出水孔 6的位置相反的第一出水孔6，第一出水口5的位置与第6个隔板的第一出水孔6的位置(例如，图2中的(b))相反。
在本实用新型中，两个元件的位置相反可以指两个元件分别位于臭氧反应装置的上部和下部，但不限于此。参照图1，第一进水口4可以设置在反应单元2的侧壁上方，则第1个隔板可以包括位于其下方的第一出水孔6(参照图2中的(a))，以使第一出水孔6与第一进水口4位置相反。在另一实施例中，第一进水口4可以设置在反应单元2的侧壁下方，则第1个隔板可以包括位于其上方的第一出水孔6(参照图2中的(b))。
在实施例中，反应单元2中的腔室的数量不限于七个，而可以是N+1级腔室(N为大于等于2的整数)。可以根据废水中污染物质种类及污染物浓度来灵活选择腔室的数量。
气泡发生器9可以包括：进气口10，与臭氧发生器1连接；第二进水口 (11)，与第二腔室至第N腔室中的至少一个腔室的第二出水孔13连接，以将来自对应的腔室中的回流水导入气泡发生器9中；以及第二出水口12，与第二腔室至第N腔室中的每个的气液进口14连接。
参照图1，第二进水口11可以与第二腔室、第四腔室和第六腔室的第二出水孔13连接，以将来自上述腔室中的回流水导入气泡发生器9中，第二出水口12可以与第二腔室至第六腔室中的每个的气液进口14连接。
在实施例中，气泡发生器9可以通过调节进入气泡发生器9的气水比来将来自臭氧发生器1的臭氧与来自上述腔室的回流水高度分散混合，以获得粒径小于50微米的微纳米气泡。粒径小于50微米的微纳米气泡具有增大的比表面，进而提高传质效率，水中停留时间长，提高臭氧与难降解有机物以及催化剂的接触时间，从而提高臭氧利用率。
在实施例中，第二出水孔13可以设置在对应腔室中的定位在相反位置处的两个第一出水孔6之间的部分处，以确保对应的腔室中的回流水通过重力回流到气泡发生器9。例如，参照图1，第二腔室的第二出水孔13可以设置在第1个隔板的位于下方的第一出水孔6与第2个隔板的位于上方的第一出水孔6之间的部分处。
在实施例中，气液进口14可以位于第二腔室至第N腔室中的每个的底部处。例如，参照图1，气液进口14可以位于第二腔室至第六腔室中的每个的底部处。
在实施例中，第二腔室中的污水的污染程度最高，第N腔室中的污水的污染程度最低。考虑到不同腔室的印染废水的处理程度，为了避免浪费时间并且降低处理成本，气泡发生器9的第二进水口11可以与位于第二腔室和第 N腔室之间的至少一个腔室、第二腔室和第N腔室的第二出水孔13连接，并且从位于第二腔室和第N腔室之间的所述至少一个腔室回流的水的量大于等于分别从第二腔室和第N腔室回流的水的量的总和。
参照图1，气泡发生器9的第二进水口11可以与第二腔室、位于第二腔室与第六腔室之间的第四腔室和第六腔室的第二出水孔13连接。从第四腔室回流的水的量可以大于等于分别从第二腔室和第六腔室回流的水的量的总和。例如，基于回流水的总量，第二腔室、第四腔室、第六腔室的回流比可以分别为0～25％、50％～100％和0～25％，但实施例不限于此。
在实施例中，第一进水口4可以设置在反应单元2的侧壁上方或下方，第1个隔板包括与第一进水口4的位置相反的第一出水孔6，第2个隔板3 至第N个隔板3均包括与前一个隔板的第一出水孔6的位置相反的第一出水孔6，第一出水口5的位置与第N个隔板的第一出水孔6的位置相反，以使各个腔室依次相连，而无需设置连接管，从而减少制造成本。基于该结构，废水首先通过第一进水口4进入反应单元2的第一腔室，然后，废水自上而下与臭氧发生器所产生的臭氧逆流接触，进行反应。因此，反应单元2内的废水可以依靠重力作用自动进入下一腔室，而无需机械提升。最后，经多级错流处理后的废水经第一出水口5流出，从而完成对废水的臭氧化处理。此外，因为反应腔室中的废水以折流的方式流动，因此可以增加反应器的反应时间，减小反应器高度，即，减小操作难度及危险系数。
在实施例中，滤料可以设置在第一腔室和作为最后一个腔室的第七腔室中，臭氧催化剂可以设置在第二腔室至第六腔室中。
在实施例中，滤料可以包括石英砂和活性炭中的至少一种，优选地，滤料可以包括石英砂。布置在第一腔室中的滤料可以过滤水中悬浮物，布置在最后一个腔室中的滤料可以过滤臭氧分解印染废水中产生的小分子有机物等以改善色度。通过上述预先处理可以减少臭氧投加量，增强臭氧对污水的处理效果。
在实施例中，布气装置可以设置在第二腔室至第N腔室中的每个的底部处。参照图1，布气装置可以设置在第二腔室至第六腔室中的每个的底部处，以使微纳米气泡均匀分布。布气装置可以包括布气板、曝气盘、曝气头等，但实施例不限于此。
在实施例中，止回阀15可以设置在臭氧发生器1与气泡发生器9之间，以避免气水回流对臭氧发生器1产生损坏。在实施例中，止回阀15是指启闭件为圆形阀瓣并靠自身重量及介质压力产生动作来阻断介质倒流的一种阀门。
在实施例中，臭氧反应装置还可以包括设置在反应单元2的顶部处的溢流口，以排放腔室中产生的尾气。
本实用新型的臭氧反应装置不仅可以用于印染废水还可用于其他污水。
图3示出了根据另一示例性实施例的臭氧反应装置的示意图。下面将主要描述与图1的臭氧反应装置的不同之处，将省略相同的描述，以避免冗余。
图3中示出的臭氧反应装置与图1的不同之处在于：臭氧反应装置还可以包括设置在反应单元上方并与反应单元中的第二腔室至第N腔室连接的尾气回收装置，以将腔室中产生的尾气经由进气口导入气泡发生器中。本实用新型可以通过尾气回收装置收集尾气，并与臭氧发生器所产生的气体汇集进行循环利用，从而可以减少污染环境、减少臭氧损耗以及提高臭氧利用率。
以下，将结合示例性实施例来详细描述根据本实用新型的臭氧反应装置的废水处理效果。
实施例1：
选用根据本实用新型的图3中所示的臭氧反应装置来处理某工业园区印染废水，反应器处理水量为1.2m3/h、水力停留时间为60min，标况下臭氧气体流量为1.2m3/h、浓度为26.6mg/L，印染废水的COD由42.03mg/L降为 26.09mg/L，去除率为37.93％；色度由20倍降为9倍，去除率为55.00％。
实施例2：
选用根据本实用新型的图3中所示的臭氧反应装置处理某工业园区印染废水，反应器处理水量为1.2m3/h、水力停留时间为60min，标况下臭氧气体流量为1.2m3/h、浓度为26.6mg/L，印染废水COD由49.27mg/L降为33.33mg/L，去除率为32.35％；色度由20倍降为8倍，去除率为60.00％。
本实用新型提供一种多级错流臭氧反应装置，该臭氧反应装置通过在反应单元内部的隔板上的设置出水孔来代替管道，完全采用重力流，无需机械提升，因而能大幅降低能耗，具有显著的节能减排效果，同时还可以解决安装现场受限的问题。另外，本实用新型通过气泡发生器产生直径小于50微米的气泡，进而提高传质效率，改善反应效率。此外，本实用新型通过尾气回收装置收集尾气，并与臭氧发生器产生的气体汇集以循环利用，这可减少环境污染，减少臭氧损耗，并提高臭氧利用率。本实用新型于第一腔室添加滤料以过滤水中悬浮物，并于最后腔室添加滤料以过滤臭氧分解产生的小分子有机物等以改善色度，从而减少臭氧投加量，增强臭氧对污水的处理效果。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，但对于本领域的普通技术人员而言，将理解的是，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下，可以对实施例进行各种改变和修改。
Claims (10)
1.一种臭氧反应装置，其特征在于，所述臭氧反应装置包括：
臭氧发生器(1)；
反应单元(2)，包括设置在反应单元(2)的侧壁上方或下方的第一进水口(4)、设置在反应单元(2)的与所述侧壁相对的另一侧壁处的第一出水口(5)以及由N个隔板(3)分隔的第一腔室至第N+1腔室，其中，N为大于等于2的整数，第一腔室至第N+1腔室以及所述N个隔板(3)沿着第一进水口(4)至第一出水口(5)的方向依次布置，其中，第1个隔板包括与第一进水口(4)的位置相反的第一出水孔(6)，第2个隔板(3)至第N个隔板(3)均包括与前一个隔板的第一出水孔(6)的位置相反的第一出水孔(6)，第一出水口(5)的位置与第N个隔板的第一出水孔(6)的位置相反；以及
气泡发生器(9)，包括：进气口(10)，与臭氧发生器(1)连接；第二进水口(11)，与第二腔室至第N腔室中的至少一个腔室的第二出水孔(13)连接，以将来自对应的腔室中的回流水导入气泡发生器(9)中；以及第二出水口(12)，与第二腔室至第N腔室中的每个的气液进口(14)连接。
2.根据权利要求1所述的臭氧反应装置，其特征在于，气泡发生器(9)将来自臭氧发生器(1)的气体与来自第二腔室至第N腔室中的所述至少一个腔室的回流水混合，并且产生的气泡的粒径小于50微米。
3.根据权利要求2所述的臭氧反应装置，其特征在于，所述臭氧反应装置还包括设置在反应单元(2)上方并与反应单元(2)中的第二腔室至第N腔室连接的尾气回收装置(8)，以将腔室中产生的尾气经由进气口(10)导入气泡发生器(9)中。
4.根据权利要求1所述的臭氧反应装置，其特征在于，第二出水孔(13)设置在对应腔室中的定位在相反位置处的第一出水孔(6)之间的部分处，并且
气液进口(14)位于第二腔室至第N腔室中的每个的底部处。
5.根据权利要求1所述的臭氧反应装置，其特征在于，气泡发生器(9)的第二进水口(11)与位于第二腔室和第N腔室之间的至少一个腔室、第二腔室和第N腔室的第二出水孔(13)连接，并且
从位于第二腔室和第N腔室之间的所述至少一个腔室回流的水的量大于等于分别从第二腔室和第N腔室回流的水的量的总和。
6.根据权利要求1所述的臭氧反应装置，其特征在于，滤料设置在第一腔室和第N+1腔室中，臭氧催化剂设置在第二腔室至第N腔室中。
7.根据权利要求6所述的臭氧反应装置，其特征在于，滤料包括石英砂和活性炭中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的臭氧反应装置，其特征在于，布气装置设置在第二腔室至第N腔室中的每个的底部处。
9.根据权利要求1所述的臭氧反应装置，其特征在于，止逆阀(15)设置在臭氧发生器(1)与气泡发生器(9)之间。
10.根据权利要求1所述的臭氧反应装置，其特征在于，所述臭氧反应装置还包括设置在反应单元(2)的顶部处的溢流口。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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