專利名稱：節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于環(huán)境保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及環(huán)境工程和市政工程學(xué)科中水處理技 術(shù)設(shè)備，具體涉及一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，適用于水質(zhì)深度處 理和飲用水凈化。
背景技術(shù)：
水環(huán)境保護(hù)由于與公眾健康、社會(huì)穩(wěn)定聯(lián)系密切，一直以來(lái)受到社會(huì)各界的廣泛 關(guān)注。特別是近年來(lái)，隨著我國(guó)工、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，水環(huán)境問(wèn) 題日益突出，大量未經(jīng)有效處理的工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排放進(jìn)入自然水體，導(dǎo)致我國(guó) 絕大部分江河、湖泊受到不同程度的污染。水中的難降解有機(jī)污染物往往具有致癌、致畸、 致突變作用，且在目前飲用水處理工藝中不能得到有效去除，從而成為飲用水安全和公眾 身體健康的潛在威脅。因此，在地表水水質(zhì)逐步惡化的形勢(shì)下，研發(fā)合理的水處理工藝以去 除水中難降解、對(duì)人體有害的雜質(zhì)是當(dāng)前水處理行業(yè)面臨的重要任務(wù)。經(jīng)過(guò)多年的研究，科 學(xué)工作者提出了臭氧氧化、生物濾池預(yù)處理、膜技術(shù)和活性炭吸附等多種方法，但是這些方 法對(duì)有機(jī)物的降解能力有限或尚存在技術(shù)問(wèn)題有待解決，未能取得良好的應(yīng)用效果。20世 紀(jì)70年代左右，國(guó)外專家開(kāi)始研究光化學(xué)激發(fā)氧化技術(shù)，并逐步引入飲用水領(lǐng)域，該技術(shù) 顯示出了令人滿意的有機(jī)物降解能力，但是高成本使之難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工程應(yīng)用?？蒲腥?員在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了紫外-微臭氧工藝并完成工藝裝置研發(fā)工作，一定程度上 降低了光化學(xué)激發(fā)氧化工藝的成本。然而，該工藝裝置的設(shè)計(jì)方法決定了其不能向中、大規(guī) 模發(fā)展，尤其是紫外燈的單管設(shè)計(jì)使紫外-微臭氧工藝進(jìn)一步應(yīng)用受到了嚴(yán)重地限制。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能型多 管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，以使其具有高效降解水中微量有機(jī)污染物能力，從 而能夠滿足水質(zhì)深度處理要求。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，包括無(wú)油空壓機(jī)、雙塔式分 子篩干燥器和主反應(yīng)器；所述的無(wú)油空壓機(jī)出氣口連接雙塔式分子篩干燥器進(jìn)氣口，雙塔 式分子篩干燥器出氣口通過(guò)進(jìn)氣干管與主反應(yīng)器進(jìn)氣口相通；空氣經(jīng)干燥后分成若干個(gè)支 路由主反應(yīng)器進(jìn)氣口進(jìn)入主反應(yīng)器內(nèi)的石英玻璃套管，受到紫外輻射后導(dǎo)出反應(yīng)器，匯集 到導(dǎo)出干管后，再?gòu)奈⒊粞蹩諝鈱?dǎo)入口進(jìn)入微孔鈦曝氣頭，利用微孔鈦曝氣頭使之與進(jìn)水 均勻混合，產(chǎn)生的尾氣從尾氣排放口排出。所述的主反應(yīng)器包括不銹鋼外壁、設(shè)置在不銹鋼外壁內(nèi)的若干條石英玻璃管和微 孔鈦曝氣頭；在每條石英玻璃管內(nèi)均設(shè)置有紫外燈管，在每條石英玻璃管的上下端分別設(shè) 置有進(jìn)氣口和出氣口 ；所有石英玻璃管進(jìn)氣口通過(guò)管路匯集于進(jìn)氣干管，所有石英玻璃管 出氣口通過(guò)管路匯集于微臭氧空氣導(dǎo)出干管、微臭氧空氣導(dǎo)出干管與微孔鈦曝氣頭相通；在不銹鋼外壁上還設(shè)置有進(jìn)水口、出水口、放空管和尾氣排放口組成。所述的石英玻璃管穿過(guò)不銹鋼蓋，在石英玻璃管上設(shè)置硅膠墊片，用壓緊片壓緊 硅膠墊片，通過(guò)螺栓固定后將石英玻璃管固定。所述的不銹鋼蓋、壓緊片的預(yù)留孔孔徑大于石英玻璃套管直徑，硅膠片預(yù)留孔孔 徑與石英管相同。所述的微臭氧空氣導(dǎo)出干管為聚四氟乙烯管或硅膠管，設(shè)置成倒U型，頂端高于 主反應(yīng)器內(nèi)最高液位。主反應(yīng)器內(nèi)最高水位與不銹鋼頂蓋之間留有5cm空間。節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，還包括進(jìn)水泵。本實(shí)用新型節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，是將空氣經(jīng)雙塔式分 子篩干燥器處理后通入石英玻璃管接受紫外光輻射，使之產(chǎn)生一定濃度的臭氧，該部分臭 氧與水體混合，繼續(xù)受到紫外光照射可產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的羥自由基，進(jìn)水中難降解有機(jī) 物經(jīng)過(guò)紫外光激發(fā)后在羥自由基、臭氧以及紫外光的協(xié)同作用下得到有效降解，從而達(dá)到 凈化水質(zhì)的目的?？諝饨?jīng)無(wú)油空壓機(jī)提供壓力進(jìn)入雙塔式分子篩干燥器干燥、凈化處理后分成多個(gè)支 路分別通入石英玻璃套管，在紫外光輻射下產(chǎn)生一定濃度的臭氧，各個(gè)支管含有微量濃度臭氧 的空氣從出氣管分別導(dǎo)出，匯總到微臭氧空氣導(dǎo)出干管后再導(dǎo)入反應(yīng)器，通過(guò)反應(yīng)器底部設(shè)置 的微孔鈦曝氣頭與進(jìn)水均勻混合。紫外光一方面可將水中目標(biāo)有機(jī)物激活，使之易于氧化降 解，另一方面臭氧在紫外光照射下形成具有極強(qiáng)氧化能力的羥自由基。在紫外光、臭氧和羥自 由基的協(xié)同作用下，本設(shè)備可將水中常見(jiàn)的微量有機(jī)物有效礦化，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備相比，本實(shí)用新型的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化 水質(zhì)深度處理設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)較之傳統(tǒng)的光化學(xué)激發(fā)氧化工藝，本實(shí)用新型模擬大氣臭氧層紫外光輻射產(chǎn) 生臭氧的原理，利用光化學(xué)激發(fā)源紫外燈管輻射空氣產(chǎn)生臭氧，無(wú)需專門的臭氧發(fā)生器，因 此可節(jié)約一次性投資和運(yùn)行成本，屬于節(jié)能型光化學(xué)激發(fā)氧化工藝設(shè)備。(2)進(jìn)氣通過(guò)專門的干燥器處理，去除空氣中大部分水分以及可能存在的污染物 雜質(zhì)，使之經(jīng)過(guò)紫外輻射時(shí)能夠大幅提高臭氧產(chǎn)生濃度，從而提高光化學(xué)激發(fā)氧化效果，而 且能夠有效防止處理過(guò)程中弓I入新的污染物。(3)該設(shè)備采用多管設(shè)計(jì)，根據(jù)紫外穿透深度和臭氧量需求確定紫外燈管布置方 式，突破了以往單管設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備處理水量的限制，使設(shè)備向中、大規(guī)模的發(fā)展成為可能。另 外，多個(gè)紫外燈管從各個(gè)角度對(duì)目標(biāo)有機(jī)物產(chǎn)生輻射，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度疊加和多次利用，大大提高 了紫外光的利用率。(4)石英玻璃管兩端向外依次通過(guò)不銹鋼蓋、硅膠墊片和壓緊片，不銹鋼蓋、壓緊 片的預(yù)留孔孔徑稍大于石英玻璃管直徑，硅膠片預(yù)留孔孔徑與石英玻璃管相同，采用螺栓 固定壓緊片，從而保證石英玻璃管的固定和密封。

圖1是本實(shí)用新型節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的主反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖3是圖2的A —A相視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的解釋。如圖1所示，為本實(shí)用新型的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備。該 節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備包括無(wú)油空壓機(jī)1、雙塔式分子篩干燥器2 和主反應(yīng)器3。無(wú)油空壓機(jī)1出氣口連接雙塔式分子篩干燥器2進(jìn)氣口，空氣經(jīng)干燥后分 成多個(gè)支路分別由進(jìn)氣口 41進(jìn)入主反應(yīng)器3內(nèi)部的多支石英玻璃套管32，受到紫外輻射 后經(jīng)出氣口 42導(dǎo)出主反應(yīng)器，匯集到微臭氧空氣導(dǎo)出干管36后，進(jìn)入微孔鈦曝氣頭34，利 用微孔鈦曝氣頭34使之與進(jìn)水均勻混合，尾氣從尾氣排放口 39排出。石英玻璃管管徑為 40mm,從直徑42mm的不銹鋼頂蓋預(yù)留孔穿出，向外依次為硅膠墊片和壓緊片，硅膠墊片孔 徑40mm，壓緊片孔徑42mm，用螺栓固定。石英玻璃管兩端與進(jìn)氣干管35、微臭氧空氣導(dǎo)出干 管36連接密封也均用硅膠墊片、壓緊片和螺栓固定。微臭氧空氣導(dǎo)出干管36采用聚四氟 乙烯管或硅膠管，設(shè)置成倒U型，頂端高于主反應(yīng)器內(nèi)最高液位。進(jìn)水與微臭氧空氣同向進(jìn) 入，經(jīng)過(guò)處理后從主反應(yīng)器上端排出，主反應(yīng)器內(nèi)最高水位與不銹鋼頂蓋留有5cm空間。若 水位滿足主反應(yīng)器要求，進(jìn)水可直接進(jìn)入主反應(yīng)器而無(wú)需通過(guò)進(jìn)水泵。若水位不能滿足主 反應(yīng)器要求，該設(shè)備還需要進(jìn)水泵4來(lái)進(jìn)水，以使其滿足主反應(yīng)器要求。如圖2和圖3所示，為本實(shí)用新型的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè) 備的主反應(yīng)器。該主反應(yīng)器由不銹鋼外壁31、4條以上石英玻璃管32、紫外燈管33、微孔鈦 曝氣頭；34、進(jìn)氣干管35、微臭氧空氣導(dǎo)出干管36、放空管37、出水口 38、尾氣排出口 39、進(jìn) 水口 40、進(jìn)氣口 41和出氣口 42組成。其中微孔鈦曝氣頭直徑30mm，長(zhǎng)40mm，平均孔徑為 5 μ m,微孔鈦曝氣頭下端距主反應(yīng)器底部90mm。石英玻璃管壁厚2mm，紫外燈功率40W，主 要波長(zhǎng)為235. 7nm和185nm兩個(gè)波段，前者可照射臭氧產(chǎn)生羥自由基，并激發(fā)水中微量有機(jī) 物，使之易于降解，甚至直接導(dǎo)致有機(jī)物斷鏈開(kāi)環(huán)，后者可輻射空氣中的氧氣產(chǎn)生一定濃度 臭氧。例如采用UVH40DT4-5Y型紫外光燈，主波長(zhǎng)為235. 7nm，利用大部分場(chǎng)波長(zhǎng)能量用于 激發(fā)作用，而小于253. 7 nm的短波長(zhǎng)遠(yuǎn)紫外區(qū)紫外光在穿透損失前用于產(chǎn)生臭氧之用，達(dá) 到高效利用紫外光能量的目標(biāo)。本實(shí)用新型節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，是將空氣經(jīng)雙塔式分 子篩干燥器處理后通入石英玻璃管接受紫外光輻射，使之產(chǎn)生一定濃度的臭氧，該部分臭 氧與水體混合，繼續(xù)受到紫外光照射可產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的羥自由基，進(jìn)水中難降解有機(jī) 物經(jīng)過(guò)紫外光激發(fā)后在羥自由基、臭氧以及紫外光的協(xié)同作用下得到有效降解，從而達(dá)到 凈化水質(zhì)的目的?？諝饨?jīng)無(wú)油空壓機(jī)提供壓力進(jìn)入雙塔式分子篩干燥器干燥、凈化處理后分成多個(gè) 支路分別通入石英玻璃套管，在紫外光輻射下產(chǎn)生一定濃度的臭氧，各個(gè)支管含有微量濃 度臭氧的空氣從出氣管分別導(dǎo)出，匯總到微臭氧空氣導(dǎo)出干管后再導(dǎo)入主反應(yīng)器，通過(guò)主 反應(yīng)器底部設(shè)置的微孔鈦曝氣頭與進(jìn)水均勻混合。紫外光一方面可將水中目標(biāo)有機(jī)物激 活，使之易于氧化降解，另一方面臭氧在紫外光照射下形成具有極強(qiáng)氧化能力的羥自由基。 在紫外光、臭氧和羥自由基的協(xié)同作用下，本設(shè)備可將水中常見(jiàn)的微量有機(jī)物有效礦化，達(dá) 到水質(zhì)凈化的目的。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，其特征在于包括無(wú)油空壓 機(jī)、雙塔式分子篩干燥器和主反應(yīng)器；所述的無(wú)油空壓機(jī)出氣口連接雙塔式分子篩干燥器 進(jìn)氣口，雙塔式分子篩干燥器出氣口通過(guò)進(jìn)氣干管與主反應(yīng)器進(jìn)氣口相通；空氣經(jīng)干燥后 分成若干個(gè)支路由主反應(yīng)器進(jìn)氣口進(jìn)入主反應(yīng)器內(nèi)的石英玻璃套管，受到紫外輻射后導(dǎo)出 石英套管，匯集到導(dǎo)出干管后，再?gòu)奈⒊粞蹩諝鈱?dǎo)入口進(jìn)入微孔鈦曝氣頭，利用微孔鈦曝氣 頭使之與進(jìn)水均勻混合，產(chǎn)生的尾氣從尾氣排放口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，其特征在 于所述的主反應(yīng)器包括外壁、設(shè)置在外壁內(nèi)的若干條石英玻璃管和微孔鈦曝氣頭；在每 條石英玻璃管內(nèi)均設(shè)置有紫外燈管，在每條石英玻璃管的上下端分別設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣 口 ；所有玻璃管進(jìn)氣口通過(guò)管路匯集于進(jìn)氣干管，所有石英玻璃管出氣口通過(guò)管路匯集于 微臭氧空氣導(dǎo)出干管、微臭氧空氣導(dǎo)出干管與微孔鈦曝氣頭相通；在外壁上還設(shè)置有進(jìn)水 口、出水口、放空管和尾氣排放口組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，其特征在 于所述的石英玻璃管穿過(guò)不銹鋼蓋，在石英玻璃管上設(shè)置硅膠墊片，用壓緊片壓緊硅膠墊 片，通過(guò)螺栓固定后將石英玻璃管固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，其特征在 于所述的不銹鋼蓋、壓緊片的預(yù)留孔孔徑大于石英玻璃套管直徑，硅膠片預(yù)留孔孔徑與石 英管相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備，其特征在 于所述的微臭氧空氣導(dǎo)出干管為聚四氟乙烯管或硅膠管，設(shè)置成倒U型，頂端高于主反應(yīng) 器內(nèi)最高液位。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)深度處理設(shè)備。該設(shè)備包括無(wú)油空壓機(jī)、雙塔式分子篩干燥器和主反應(yīng)器；所述的無(wú)油空壓機(jī)出氣口連接雙塔式分子篩干燥器進(jìn)氣口，雙塔式分子篩干燥器出氣口通過(guò)進(jìn)氣干管與主反應(yīng)器進(jìn)氣口相通；空氣經(jīng)干燥后分成若干個(gè)支路由主反應(yīng)器進(jìn)氣口進(jìn)入主反應(yīng)器內(nèi)的石英玻璃套管，受到紫外輻射，產(chǎn)生微臭氧濃度空氣后由石英套管導(dǎo)出，匯集到導(dǎo)出干管后，再?gòu)奈⒊粞蹩諝鈱?dǎo)入口進(jìn)入微孔鈦曝氣頭，利用微孔鈦曝氣頭使之與進(jìn)水均勻混合，氧化水中有機(jī)污染物，產(chǎn)生的尾氣從尾氣排放口排出。本實(shí)用新型利用紫外光輻射產(chǎn)生微臭氧，省卻了專門的臭氧發(fā)生器，節(jié)約一次性投資和運(yùn)行成本，采用多管設(shè)計(jì)，突破了以往單管設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備處理水量的限制，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度疊加和多次利用，提高了紫外光利用率。
文檔編號(hào)C02F1/78GK201850154SQ20102057065
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者呂錫武, 康蘭英, 張東, 趙光宇 申請(qǐng)人:東南大學(xué)