專(zhuān)利名稱(chēng)：一種臭氧氧化水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，特指一種臭氧氧化水處理裝置。
背景技術(shù)：
臭氧具有極強(qiáng)的氧化能力，它在水中的氧化還原電位為2.07eV。用臭氧處理 廢水的方法叫臭氧化法，屬于化學(xué)氧化法的一種。在國(guó)外，臭氧已經(jīng)作為飲用水 的消毒劑得到廣泛的應(yīng)用，它能快速有效地殺死水中的細(xì)菌和病毒，除去水中的 異味。臭氧還被用來(lái)處理工業(yè)廢水，臭氧能有效除去水中的許多有機(jī)和無(wú)機(jī)污染 物，降低水的BOD和COD，并對(duì)脫色、除臭、殺菌有顯著效果。臭氧化法和生 化法、活性炭吸附等方法比起來(lái)有許多優(yōu)點(diǎn)，它的氧化能力強(qiáng)，凈化效果好，它 可以在較短的時(shí)間內(nèi)使廢水中的污染物降低到允許排放濃度，還能消除廢水中致 癌性的鹵代有機(jī)物前體，將污染物降解為毒性小或無(wú)毒害的物質(zhì)。它工藝簡(jiǎn)單、 安全可靠、不產(chǎn)生二次污染。
國(guó)內(nèi)外在臭氧用于處理飲用水和廢水的研究方面一直非?；钴S，從臭氧單獨(dú) 氧化發(fā)展到高級(jí)氧化過(guò)程，這些技術(shù)作用機(jī)理，主要是加快了臭氧氧化反應(yīng)的速 率。然而，多數(shù)的臭氧吸收過(guò)程是由臭氧分子在水中的擴(kuò)散過(guò)程控制或擴(kuò)散和反 應(yīng)同時(shí)控制的過(guò)程。因此如何強(qiáng)化傳質(zhì)，提高臭氧的利用效率，是臭氧化水處理 技術(shù)中一個(gè)很重要的方面。臭氧工藝自投入生產(chǎn)實(shí)踐的百余年來(lái)，所采用的幾乎 都是化工領(lǐng)域常見(jiàn)的氣液接觸形式和常用的機(jī)械攪拌等強(qiáng)化氣液相傳質(zhì)的傳統(tǒng) 方法，如提高氣相中臭氧質(zhì)量濃度，增加接觸反應(yīng)容器內(nèi)的壓力，采用噴射、機(jī) 械攪拌混合等方法。
總之，為了提高臭氧化效率，國(guó)內(nèi)外研究主要采取以下幾個(gè)措施(1)提高 氣相中臭氧的分壓，(2)提高氣相臭氧濃度，(3)降低溶解液體溫度，(4)擴(kuò)大 氣液接觸面積。其中(1)、 (2)兩個(gè)措施要從臭氧發(fā)生器的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，(3) 降低溶解液體溫度在實(shí)際應(yīng)用中受到很大限制，目前主要方向是如何擴(kuò)大氣液接 觸面積來(lái)提高臭氧在水中的溶解效率。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提高臭氧化水處理工藝過(guò)程中臭氧傳質(zhì)速率和臭氧化 反應(yīng)速度，同時(shí)減少臭氧化工藝運(yùn)行費(fèi)用，而提供的一種臭氧化水處理裝置。 一種臭氧化水處理裝置，包括氧氣瓶、臭氧化反應(yīng)器、高壓電源、儲(chǔ)水罐、水泵和臭氧毀滅器組成，其特征在于臭氧化反應(yīng)器從里層到外層分別由不銹鋼 條筒、微孔陶瓷管、氣室、玻璃管和螺旋纏繞的鋁薄片組成，氧氣瓶通過(guò)管路連 接臭氧化反應(yīng)器的氣室，為氣室供給氧氣；高壓電源的高壓極連接到臭氧化反應(yīng) 器外壁玻璃管上螺旋纏繞的鋁薄片，接地極連接到臭氧化反應(yīng)器內(nèi)壁微孔陶瓷管 上鑲嵌的不銹鋼條筒，儲(chǔ)水罐通過(guò)管路分別與臭氧化反應(yīng)器的上端和下端連接， 水泵位于儲(chǔ)水罐底部，臭氧毀滅器位于儲(chǔ)水罐的上方，通過(guò)管路連接臭氧毀滅器。
上述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于在氧氣瓶連接到臭氧化反應(yīng)器 的氣室的管路上設(shè)有氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)和壓力表。
上述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于儲(chǔ)水罐與臭氧化反應(yīng)器的下端 連接的管路中設(shè)有三通閥和液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
上述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于臭氧毀滅器與儲(chǔ)水罐連接的管 路中設(shè)有出氣閥。
上述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于臭氧化反應(yīng)器外壁的玻璃管和
內(nèi)壁的微孔陶瓷管間的間隙為l 2mm，玻璃管與微孔陶瓷管兩管同心，其中玻璃 管為高介電常數(shù)耐壓耐熱玻璃管，介電常數(shù)為7.5，微孔陶瓷管微孔直徑在 100~200,間。
上述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于臭氧化反應(yīng)器底部應(yīng)高于儲(chǔ)水 罐頂部，保障水泵停止后，臭氧化反應(yīng)器內(nèi)的水或廢水能回流到儲(chǔ)水罐內(nèi)。
本裝置的工作過(guò)程為在臭氧化反應(yīng)器內(nèi)外壁間的氣室加上高壓，進(jìn)入氣室 的氧氣在高壓電場(chǎng)作用下產(chǎn)生臭氧和活性自由基，產(chǎn)生的臭氧和活性自由基在氣 壓的作用下立即通過(guò)臭氧化反應(yīng)器內(nèi)壁微孔陶瓷管進(jìn)入臭氧化反應(yīng)室內(nèi)；儲(chǔ)水罐 儲(chǔ)存待處理的水或廢水，置于儲(chǔ)水罐底部的泵把水或廢水從臭氧化反應(yīng)器底部泵 入，水或廢水在臭氧化反應(yīng)室內(nèi)與氣室內(nèi)產(chǎn)生的臭氧和活性自由基進(jìn)行反應(yīng)；處 理后的水或廢水由臭氧化反應(yīng)器的頂蓋通過(guò)管路進(jìn)入儲(chǔ)水罐內(nèi)，進(jìn)行循環(huán)處理； 儲(chǔ)水罐的頂蓋通過(guò)管路連接臭氧毀滅器，儲(chǔ)水罐內(nèi)不能溶解的臭氧定期通過(guò)臭氧 毀滅器處理掉，消除臭氧化反應(yīng)的尾氣；待經(jīng)過(guò)臭氧化反應(yīng)器處理的水或廢水經(jīng) 過(guò)檢測(cè)到處理目標(biāo)要求，由儲(chǔ)水罐底部的泵泵出。
待處理水或廢水先進(jìn)行預(yù)處理去除雜質(zhì)，防止顆粒物污染物堵塞臭氧化反應(yīng) 器內(nèi)壁的微孔陶瓷管上的微孔。
在臭氧化反應(yīng)處理之前，先調(diào)節(jié)氧氣輸送壓力和流量，再調(diào)節(jié)水或廢水泵入臭氧化反應(yīng)器的流量和壓力，使氧氣在微孔陶瓷管內(nèi)壁微孔出口處壓力能阻擋泵 入的水或廢水向放電間隙內(nèi)滲入。
水或廢水量較大情況下，可考慮將多組本實(shí)用新型的臭氧化反應(yīng)器通過(guò)輔助 管路接頭并聯(lián)運(yùn)行，增加處理量。
氧氣瓶?jī)?nèi)壓力氧氣進(jìn)入氣室內(nèi)在高壓電暈放電場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生臭氧和活性自由基， 氣室內(nèi)氣流沒(méi)有別的出處，只能穿過(guò)微孔陶瓷管中微孔，在臭氧化反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生 的微氣泡，這樣能增強(qiáng)臭氧傳質(zhì)，所產(chǎn)生的臭氧立即進(jìn)入水或廢水中，減少臭氧 產(chǎn)生和吸收兩個(gè)工藝過(guò)程間的時(shí)間，同時(shí)利用電暈放電區(qū)產(chǎn)生的活性自由基高效 參與氧化水中污染物的反應(yīng)。
本實(shí)用新型的臭氧化水處理裝置提高了臭氧傳質(zhì)和氧化反應(yīng)速率，節(jié)省臭氧 化運(yùn)行費(fèi)用。

圖l-臭氧化水處理裝置示意圖1-高壓電源2-氧氣瓶3-氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)4-壓力 表lO-臭氧毀滅器ll-出氣閥12-儲(chǔ)水罐13-水泵14-液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)15-三通閥 16-臭氧化反應(yīng)器
圖2-臭氧化反應(yīng)器截面圖5-不銹鋼條筒6-微孔陶瓷管7-氣室8-玻璃管9-螺旋
纏繞的鋁薄片
圖3-不銹鋼條筒
具體實(shí)施方式
待處理的水或廢水先進(jìn)行預(yù)處理，主要去除雜質(zhì)，再放入儲(chǔ)水罐12內(nèi)待處 理。將本實(shí)用新型裝置所用的部件按照?qǐng)D1所示的次序連接好，臭氧氧化反應(yīng)器 垂直放置，氧氣由氧氣瓶2供給到臭氧化反應(yīng)器內(nèi)，其流量通過(guò)氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì) 3調(diào)節(jié)，同時(shí)注意壓力表4顯示的壓力，再檢査氣路是否有漏氣情況，出現(xiàn)情況 即時(shí)檢修。此時(shí)高壓電源1不開(kāi)啟，然后將儲(chǔ)水罐12水或廢水用水泵13以液體 轉(zhuǎn)子流量計(jì)14設(shè)定流量泵入臭氧化反應(yīng)器內(nèi)，這樣防止水或廢水通過(guò)微孔陶瓷 管6的微孔滲入氣室7內(nèi)，檢查水路是否存在漏水情況，出現(xiàn)情況即時(shí)檢修。氣 流和水流連續(xù)運(yùn)行幾分鐘穩(wěn)定后，再開(kāi)啟高壓電源l。水或廢水被處理到目標(biāo)要 求，關(guān)閉高壓電源1和水泵13,將三通閥15置位到出水管，再開(kāi)啟水泵13將 處理后的水或廢水排出。沒(méi)有溶解的臭氧由出氣閥IO進(jìn)入臭氧毀滅器11把它消 除掉。實(shí)施例
采用臭氧氧化法處理RB5染料廢水。RB5染料初始濃度為150mg/L，調(diào)節(jié) 其pH為3，其COD值為180mg/L。調(diào)節(jié)氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)使其進(jìn)氣流量為 0.06L/min，進(jìn)氣壓力為120kPa 150kPa,產(chǎn)生臭氧濃度為15~20g/Nm3，水泵進(jìn) 水流量調(diào)節(jié)為0.12L/min，經(jīng)過(guò)30min處理后，廢水中RB5染料濃度為35mg/L， 去除率達(dá)到76.7%， COD值為47mg/L，去除率達(dá)到73.8%;經(jīng)過(guò)60min處理后， 廢水中RB5染料濃度接近于0，去除率達(dá)到100%， COD值為28mg/L，去除率 達(dá)到84.4%。
權(quán)利要求1、一種臭氧化水處理裝置，包括氧氣瓶(2)、臭氧化反應(yīng)器(16)、高壓電源(1)、儲(chǔ)水罐(12)、水泵(13)和臭氧毀滅器(10)組成，其特征在于臭氧化反應(yīng)器(16)從里層到外層分別由不銹鋼條筒(5)、微孔陶瓷管(6)、氣室(7)、玻璃管(8)和螺旋纏繞的鋁薄片(9)組成，氧氣瓶(2)通過(guò)管路連接臭氧化反應(yīng)器(16)的氣室(7)，為氣室(7)供給氧氣；高壓電源(1)的高壓極連接到臭氧化反應(yīng)器(16)玻璃管(8)上螺旋纏繞的鋁薄片(9)，接地極連接到臭氧化反應(yīng)器(16)內(nèi)壁微孔陶瓷管(6)上鑲嵌的不銹鋼條筒(5)，儲(chǔ)水罐(12)通過(guò)管路分別與臭氧化反應(yīng)器(16)的上端和下端連接，水泵(13)位于儲(chǔ)水罐(12)底部，臭氧毀滅器(10)位于儲(chǔ)水罐(12)的上方，通過(guò)管路連接臭氧毀滅器(16)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于在氧氣瓶 (2)連接到臭氧化反應(yīng)器(16)的氣室(7)的管路上設(shè)有氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)(3)和壓力表(4)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于儲(chǔ)水罐(12) 與臭氧化反應(yīng)器(16)的下端連接的管路中設(shè)有三通閥(15)和液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)(14)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于臭氧毀滅器 (10)與儲(chǔ)水罐(12)連接的管路中設(shè)有出氣閥(11)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于臭氧化反應(yīng) 器(16)外壁的玻璃管(8)和內(nèi)壁的微孔陶瓷管(6)間的間隙為l 2mm，玻璃 管(8)與微孔陶瓷管(6)兩管同心，其中玻璃管(8)為高介電常數(shù)耐壓耐熱 玻璃管，介電常數(shù)為7.5，微孔陶瓷管微孔(6)直徑在100~200一間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種臭氧化水處理裝置，其特征在于臭氧化反應(yīng) 器(16)底部應(yīng)高于儲(chǔ)水罐(12)頂部。
專(zhuān)利摘要一種臭氧氧化水處理裝置，主要由氧氣瓶、臭氧化反應(yīng)器、高壓電源、儲(chǔ)水罐、水泵和臭氧毀滅器組成。氧氣瓶?jī)?nèi)壓力氧氣在臭氧化反應(yīng)器的氣室內(nèi)由高壓電場(chǎng)作用產(chǎn)生臭氧和活性自由基，臭氧和活性自由基立即穿過(guò)微孔陶瓷管，在臭氧化反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生微氣泡，和泵入的水或廢水迅速反應(yīng)，減少臭氧產(chǎn)生和吸收兩個(gè)工藝過(guò)程間的時(shí)間，另外利用電暈放電區(qū)產(chǎn)生的活性自由基高效參與氧化水中污染物的反應(yīng)。該裝置提高了臭氧傳質(zhì)和氧化反應(yīng)速率，節(jié)省臭氧化運(yùn)行費(fèi)用。
文檔編號(hào)C02F1/78GK201372225SQ20082021755
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者儲(chǔ)金宇, 吳春篤, 波 張, 許小紅, 陶明清 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)