專利名稱：一種節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水處理裝置，特別是一種適用于水質深度處理和飲用水凈化的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置。
背景技術：
水環(huán)境保護與公眾健康、社會穩(wěn)定密切聯(lián)系，一直以來受到了社會各界的廣泛關注。特別是近年來，隨著我國工、農業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，水環(huán)境問題日益突出，大量未經有效處理的工業(yè)、農業(yè)廢水和生活污水排放進入自然水體，導致我國大部分江河湖泊受到不同程度的污染。水中的難降解有機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，在地表水的水質逐步惡化的形勢下，研發(fā)合理的水處理工藝以去除水中難降解、對人體有害的雜質是當前水處理行業(yè)面臨的重要任務。經過多年的研究，科學工作者提出了臭氧氧化、生物濾池預處理、膜技術和活性炭吸附等多種方法，但是這些方法對有機物的降解能力有限，有的尚存在未解決技術問題，未能取得良好的應用效果。20世紀 70年代左右，國外專家開始研究光化學激發(fā)氧化技術，并逐步引入飲用水領域，該技術顯示出了令人滿意的有機物降解能力，但是高成本使之難以實現(xiàn)大規(guī)模的工程應用。在此基礎上進行改進，國內專利CN1084714C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激發(fā)氧化工藝的成本。由于該工藝的裝置采用紫外燈的單管設計， 這種設計決定了該裝置不能向中、大規(guī)模發(fā)展，其應用受到了嚴重地限制。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置。本實用新型的具體方案是一種節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，包括供氣機構和主反應器，所述主反應器包括儲水器，微孔曝氣件，4個及其以上的石英玻璃管， 每個石英玻璃管內安裝有一個紫外燈管；儲水器下部設有進水口，上部設有出水口 ；微孔曝氣件安裝在儲水器的下部；石英玻璃管縱向設置在儲水器內，其上下兩端分別設有進氣口和出氣口，進氣口與供氣機構連通，出氣口與微孔曝氣件連通。所述石英玻璃管和紫外燈管均有12個，沿徑向分兩層在圓周上均勻分布，兩層間交錯排列。所述微孔曝氣件為微孔鈦曝氣頭。為了使臭氧與水混合均勻，增強紫外光照射的效果，所述微孔鈦曝氣頭共有9個， 沿徑向分兩層排列，里層3個，外層6個，在圓周上均勻分布，并與石英玻璃管分布層形成微孔鈦曝氣頭在內側的交替排列。所述石英玻璃管的兩端穿過儲水器底部和頂部伸出儲水器，石英玻璃管與儲水器頂部和底部的連接處均依次套有硅膠墊片和壓緊片，并用螺栓固定。為了避免儲水器中水倒流，所述出氣口和微孔曝氣件之間通過氣體導出干管連接，氣體導出干管呈倒“U”形，其頂端高于出水口。為了去除空氣中大部分水分以及可能存在的污染物雜質，使之經過紫外輻射時能夠大幅提高臭氧產生濃度，從而提高光化學激發(fā)氧化效果，而且為了能有效防止處理過程中引入新的污染物，所述供氣機構包括無油空壓機和雙塔式分子篩干燥器，無油空壓機通過雙塔式分子篩干燥器與進氣口連接。為了增加水的處理路徑，提高處理效果，所述進水口和出水口在儲水器上呈對角設置。為了提高紫外光的利用率，節(jié)約能源，所述紫外燈管為低壓汞燈，其主射線有 253. 7nm和185nm兩個波長。所述儲水器底部設有放空管。本實用新型的原理是通入石英玻璃管的空氣，在紫外燈管發(fā)出的紫外光輻射下產生一定濃度的臭氧，臭氧經微孔曝氣件與水均勻混合，紫外光一方面可將水中目標有機物激活，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，本實用新型裝置可將水中常見的微量有機物有效礦化，達到水質凈化的目的。本實用新型具有以下優(yōu)點(1)與傳統(tǒng)的光化學激發(fā)氧化工藝相比，本實用新型模擬大氣臭氧層紫外光輻射產生臭氧的原理，利用光化學激發(fā)源紫外燈管輻射空氣產生臭氧，無需專門的臭氧發(fā)生器， 因此可節(jié)約一次性投資和運行成本，屬于節(jié)能型光化學激發(fā)氧化工藝設備；(2)本實用新型采用多管設計，根據紫外穿透深度和臭氧量需求確定紫外燈管布置方式，突破了以往單管設計對設備處理水量的限制，使設備向中、大規(guī)模的發(fā)展成為可能。另外，多個紫外燈管從各個角度對目標有機物產生輻射，實現(xiàn)強度疊加和多次利用，提高了紫外光的利用率；(3)反應器內平均光照強度越高，對有機物的激發(fā)作用越強，但是光強增大會對臭氧的過量分解，平均光照強度不宜超過6W/L。單管設計反應器內光照強度分布不均，臭氧損耗大，而本實用新型的多管設計，主反應器內能量分布更加均衡，節(jié)能高效。(4)本實用新型裝置可對四氯化碳、三氯甲烷、對-二氯苯、鄰-二氯苯和1，2， 4-三氯苯等有機優(yōu)先污染物進行深度處理，只要停留時間滿足在60min 90min可滿足國家生活飲用水衛(wèi)生標準要求。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的主反應器結構示意圖。圖3是圖2的A-A面俯視示意圖。
具體實施方式
如圖1-3所示的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，包括供氣機構，主反應器3和進水泵4，主反應器3包括儲水器31，石英玻璃管32，紫外燈管33和微孔曝氣件， 供氣機構包括無油空壓機1和雙塔式分子篩干燥器2。微孔曝氣件優(yōu)選微孔鈦曝氣頭34， 共有9個，石英玻璃管32和紫外燈管33均設有12個，每個石英玻璃管32內裝有一個紫外燈管33，紫外燈管33選用低壓汞燈，主射線有253. 7nm和185nm兩個波長。儲水器31由不銹鋼制成，呈圓柱形，頂部裝有尾氣排出口 39，底部設有進水口 40和放空管37，側壁上部設有出水口 38，進水口 40和出水口 38呈近似對角分布，進水口 40與進水泵4連接。微孔鈦曝氣頭34安裝在儲水器31下部，并與底部留有間距，其排列方式是沿徑向分兩層排列，里層3個，外層6個，并沿圓周均勻分布。12個石英玻璃管32縱向安裝在儲水器31中，沿徑向分兩層均勻分布在圓周上，兩層間石英玻璃管32交錯分布，兩層石英玻璃管層與兩層微孔鈦曝氣頭層依次交替排列。石英玻璃管32的兩端穿過儲水器31底部和頂部伸出儲水器 31，石英玻璃管32的上端為進氣口 41，下端為出氣口 42，進氣口 41和出氣口 42分別與進氣干管35和氣體導出干管36連通。其中，進氣干管35通過雙塔式分子篩干燥器2與無油空壓機1連接，氣體導出干管36呈倒“U”字形設計，其頂端高于儲水器31的出水口 38，并與微孔鈦曝氣頭34連通。為了保證連接處的氣密性，石英玻璃管32與儲水器31底部和頂部的連接處，進氣口 41與進氣干管35連接處以及出氣口 42與氣體導出干管36的連接處均套有硅膠墊片和壓緊片，并采用螺栓固定。同時，為了安裝清理方便，儲水器31的頂部設置成可拆卸的儲水本裝置的工作過程如下空氣經無油空壓機1進入雙塔式分子篩干燥器2進行干燥凈化處理，然后通過進氣干管35進入石英玻璃管32，空氣中氧氣在主波長為185nm的紫外線照射下產生一定濃度的臭氧，臭氧匯總到氣體導出干管36，經微孔鈦曝氣頭33與水混合均勻，在主波長為253. 7nm的紫外線照射下，一方面可將水中目標有機物激活，使之易于氧化降解，甚至直接導致有機物斷鏈開環(huán)；另一方面使臭氧形成具有極強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，將水中常見的微量有機物有效礦化，達到水質凈化的目的。
權利要求1.一種節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，包括供氣機構和主反應器(3)，其特征在于所述主反應器C3)包括儲水器(31)，微孔曝氣件，4個及其以上的石英玻璃管 (32)，每個石英玻璃管(3 內安裝有一個紫外燈管(3 ；儲水器(31)下部設有進水口 (40)，上部設有出水口(38)；微孔曝氣件安裝在儲水器(31)的下部；石英玻璃管(3 縱向設置在儲水器(31)內，其上下兩端分別設有進氣口 Gl)和出氣口(42)，進氣口與供氣機構連通，出氣口 0 與微孔曝氣件連通。
2.按權利要求1所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述微孔曝氣件為微孔鈦曝氣頭(34)。
3.按權利要求2所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述石英玻璃管(3 和紫外燈管(3 均有12個，沿徑向分兩層在圓周上均勻分布，兩層間交錯排列。
4.按權利要求3所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述微孔鈦曝氣頭(34)共有9個，沿徑向分兩層排列，里層3個，外層6個，在圓周上均勻分布， 并與石英玻璃管(3 分布層形成微孔鈦曝氣頭(34)在內側的交替排列。
5.按權利要求1所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述石英玻璃管(3 的兩端穿過儲水器(31)底部和頂部伸出儲水器(31)，石英玻璃管(32)與儲水器(31)頂部和底部的連接處均依次套有硅膠墊片和壓緊片，并用螺栓固定。
6.按權利要求5所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述出氣口 0 和微孔曝氣件之間通過氣體導出干管(36)連接，氣體導出干管(36)呈倒“U” 形，其頂端高于出水口(38)。
7.按權利要求1所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述供氣機構包括無油空壓機(1)和雙塔式分子篩干燥器O)，無油空壓機(1)通過雙塔式分子篩干燥器O)與進氣口連接。
8.按權利要求1-7任意一項所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述進水口 0 和出水口(38)在儲水器(31)上呈對角設置。
9.按權利要求1-7任意一項所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述紫外燈管(3 為低壓汞燈。
10.按權利要求1-7任意一項所述的節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，其特征在于所述儲水器(31)底部設有放空管(37)。
專利摘要本實用新型涉及一種節(jié)能型多管光化學激發(fā)氧化水質處理裝置，包括供氣機構和主反應器，主反應器包括儲水器，微孔曝氣件，4個及其以上的石英玻璃管，每個石英玻璃管內安裝有一個紫外燈管；儲水器下部設有進水口，上部設有出水口；微孔曝氣件安裝在儲水器的下部；石英玻璃管縱向設置在儲水器內，其上下兩端分別設有進氣口和出氣口，進氣口與供氣機構連通，出氣口與微孔曝氣件連通。本實用新型采用多管設計，突破了單管設計對設備處理水量的限制，使設備向大規(guī)模的發(fā)展成為可能；多個紫外燈管從各個角度對目標有機物產生輻射，實現(xiàn)強度疊加和多次利用，提高了紫外光的利用率。
文檔編號C02F1/78GK202038907SQ201020661000
公開日2011年11月16日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權日2010年12月15日
發(fā)明者呂錫武, 康蘭英, 張東, 趙光宇 申請人:東南大學