專利名稱：一種臭氧曝氣發(fā)生裝置及利用該裝置形成的污染物處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染物處理領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種臭氧曝氣發(fā)生裝置及利用該裝置形成的污染物處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
難降解有機污染物是21世紀影響人類健康的三大環(huán)境問題(難降解有機污染物、 溫室效應(yīng)、臭氧層破壞)之一，難降解有機污染物(或稱為持久性有機污染物)在環(huán)境中難降解、具有很強的親脂性、容易在食物鏈中富集、能夠遠距離傳輸、毒性極大，對各種生物的生存環(huán)境和健康帶來極大危害。隨著我國經(jīng)濟的快速增長，難降解有機廢水的污染日益嚴重。 特別是在制藥業(yè)、紡織印刷業(yè)、焦化廠、石化行業(yè)等的快速發(fā)展，使含有難降解有機污染物的工業(yè)廢水日益增多。難降解有機廢水和廢氣不僅嚴重污染了環(huán)境，而且也在經(jīng)濟上極大地制約了關(guān)系著國計民生的電子、印染、制藥、造紙等行業(yè)的進一步發(fā)展，對我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展起著極大的阻礙作用，特別是我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，這一影響因素日益顯著，許多經(jīng)濟效益顯著的企業(yè)由于水污染和廢氣污染問題而不得不關(guān)?；虿⑥D(zhuǎn)。因此開發(fā)高效、低成本的難降解有機廢水廢氣處理技術(shù)不僅是環(huán)境保護的要求，而且是促進我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的迫切需要。目前市面上順應(yīng)生產(chǎn)需要出現(xiàn)了一些處理難降解有機廢水廢氣的設(shè)備，這些現(xiàn)有設(shè)備是通過將廢水或廢氣導(dǎo)入到曝氣濾池中進行臭氧氧化的處理過程。其臭氧發(fā)生裝置并不位于曝氣濾池中，而是在曝氣濾池外另外設(shè)有一個臭氧發(fā)生設(shè)備，再通過臭氧管道將臭氧發(fā)生設(shè)備中生成的臭氧通到曝氣濾池中，然后將曝氣管接到臭氧管道上。由此可知，這種處理難降解有機廢水廢氣的設(shè)備雖然在一定程度上能實現(xiàn)廢水廢氣的除污處理，但其曝氣裝置和臭氧發(fā)生裝置是各自獨立的，從而不可避免地出現(xiàn)以下缺點一方面，兩個裝置之間連接時需要各種連接頭組件，使其組裝麻煩，并且浪費材料。另一方面，分別添置曝氣裝置和臭氧發(fā)生裝置兩臺設(shè)備，會增加設(shè)備成本，而且兩設(shè)備分開安裝在不同的位置，占地多且操作不方便。除此之外，由于臭氧發(fā)生裝置并非安裝在曝氣池內(nèi)， 無法通過現(xiàn)成的廢水對其表面進行冷卻，因此，該臭氧發(fā)生裝置需另外地配置一臺冷卻設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種臭氧曝氣發(fā)生裝置及利用該裝置形成的污染物處理系統(tǒng)，其通過將臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置同時結(jié)合形成在納米陶瓷膜管上，使傳統(tǒng)分離的臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置一體化結(jié)合，在同一個裝置上同時實現(xiàn)產(chǎn)生臭氧和曝氣兩種功能，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案
一種臭氧曝氣發(fā)生裝置，包括納米陶瓷膜管、分別連接在高頻高壓電源正極端和負極端的高壓電極和放電線圈，該高壓電極收納在納米陶瓷膜管內(nèi)部，該放電線圈纏繞在納米陶瓷膜管外，該納米陶瓷膜管上密布有可供納米級分子穿過的微孔。優(yōu)選的，所述納米陶瓷膜管一端開口另一端封閉，該開口端具有一供空氣或氧氣進入的進氣口。優(yōu)選的，進一步包括一將氧氣或空氣送入到納米陶瓷膜管中的鼓風(fēng)機，該鼓風(fēng)機通過管道連接到納米陶瓷管的進氣口上。優(yōu)選的，所述高壓電極為一高壓導(dǎo)電電線，其內(nèi)部為導(dǎo)電性良好的中央通電導(dǎo)線，
外表包覆有一絕緣皮。一種利用臭氧曝氣發(fā)生裝置形成的污染物處理系統(tǒng)，包括一污水罐或廢氣罐、一安裝在污水罐或廢氣罐中的臭氧曝氣發(fā)生裝置和一高頻高壓電源；該臭氧曝氣發(fā)生裝置包括納米陶瓷膜管、分別連接在高頻高壓電源正極端和負極端的高壓電極和放電線圈，該高壓電極收納在納米陶瓷膜管內(nèi)部，該放電線圈纏繞在納米陶瓷膜管外，該納米陶瓷膜管上密布有可供納米級分子穿過的微孔。 優(yōu)選的，所述臭氧曝氣發(fā)生裝置豎立地安裝在污水罐或廢氣罐中。優(yōu)選的，所述納米陶瓷膜管一端開口另一端封閉，該開口端具有一供空氣或氧氣進入的進氣口。優(yōu)選的，進一步包括一將氧氣或空氣送入到納米陶瓷膜管中的鼓風(fēng)機，該鼓風(fēng)機通過管道連接到納米陶瓷管的進氣口上。優(yōu)選的，所述高壓電極為一高壓導(dǎo)電電線，其內(nèi)部為導(dǎo)電性良好的中央通電導(dǎo)線，
外表包覆有一絕緣皮。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知，其主要系通過將臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置同時結(jié)合形成在納米陶瓷膜管上，使傳統(tǒng)分離的臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置一體化結(jié)合，在同一個裝置上同時實現(xiàn)產(chǎn)生臭氧和曝氣兩種功能，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便。在處理有機廢水和揮發(fā)性有機氣體時，納米陶瓷膜管沿面放電產(chǎn)生臭氧并直接利用產(chǎn)生的臭氧滲出納米陶瓷膜管外形成臭氧微納米氣泡，有效提高臭氧的利用率、反應(yīng)速率、減少管路中臭氧的損耗，臭氧產(chǎn)生的自由基或游離基能有效利用。并且在處理有機廢水時，通過水接觸降低了放電空間的熱量，減少冷卻和發(fā)熱引起的臭氧產(chǎn)生效率降低的情況。為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實施例來對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明之較佳實施例中臭氧曝氣發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明之較佳實施例中利用臭氧曝氣發(fā)生裝置形成的污染物處理系統(tǒng)的使用狀態(tài)圖。附圖標識說明
10、臭氧曝氣發(fā)生裝置11、納米陶瓷膜管
111、進氣口12、高壓電極
121、中央通電導(dǎo)線122、絕緣皮13、放電線圈 40、臭氧微納米氣泡 60、高頻高壓電源。
30、空氣或氧氣 50、污水罐或廢氣罐
具體實施例方式請參照圖1所示，其顯示出了本發(fā)明之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，該臭氧曝氣發(fā)生裝置10包括一納米陶瓷膜管11、一收納在納米陶瓷膜管11內(nèi)部的高壓電極12和一纏繞在納米陶瓷膜管11外的放電線圈13。該納米陶瓷膜管11主要是由氧化鋁材料制成，在本實施例中，納米陶瓷膜管11 一端開口，另一端封閉，該開口端具有一供空氣或氧氣30進入的進氣口 111，外部的鼓風(fēng)機或其它供氣設(shè)備將氧氣或空氣從進氣口 111送入到納米陶瓷膜管11內(nèi)。該納米陶瓷膜管11 是一種可以通過納米級分子的陶瓷膜。于該納米陶瓷膜管11上密布有無數(shù)納米量級的微孔，這些微孔由納米陶瓷膜管11的表面連通到內(nèi)壁，以供納米極的分子或離子濾出。該納米陶瓷膜管11具有優(yōu)異的耐酸堿腐蝕性能，可以用于過濾強酸強堿性質(zhì)的氣體或液體。該高壓電極12為一高壓導(dǎo)電電線，其內(nèi)部為導(dǎo)電性良好的中央通電導(dǎo)線121，外表包覆有一絕緣皮122，該高壓導(dǎo)電電線用于與高壓電源連接，形成導(dǎo)電陽極。該高壓電極 12穿入在納米陶瓷膜管11中固定在其軸心位置上，因此該高壓電極12與納米陶瓷膜管11 的管壁保持有一定間隙，該間隙為電弧產(chǎn)生提供了空間。所述放電線圈13系導(dǎo)電性較強的金屬絲，其纏繞在納米陶瓷膜管11外，該放電線圈13連接在高頻高壓電源的負極上。所述放電線圈13的繞線圈數(shù)及線徑的粗細可以根據(jù)需要設(shè)定。該放電線圈13與前述納米陶瓷膜管11結(jié)合在一起形成電感。當該臭氧曝氣發(fā)生裝置10正常運作時，氧氣或空氣從進氣口 111被送入到納米陶瓷膜管11內(nèi)，此時納米陶瓷膜管11中心的高壓電極12連接到高頻高壓電源的正極端， 放電線圈13連接到高頻高壓電源的負極端，使高壓電極12與放電線圈13呈導(dǎo)電連接狀態(tài)，從而高壓電極12形成一陽極端，放電線圈13形成陰極端。由于高壓電極12與放電線圈13相互靠得很近，在高壓電的作用下，高壓電極12與放電線圈13之間形成強度很大的電場，放電線圈13表面的空氣或氧氣30電子被電場力拉出而進入間隙中成為自由電子，在強電場的作用下，這些自由電子加速向陽極端移動，并積累動力，在具有足夠大動能的電子與介質(zhì)中性質(zhì)點相碰撞時，產(chǎn)生正離子與新的自由電子，這種現(xiàn)象不斷發(fā)生的結(jié)果，使間隙的電子與正離子大量增加，它們定向移動形成電流，此時介質(zhì)強度急劇下降，間隙被擊穿， 電流急劇增大，出現(xiàn)光效應(yīng)和熱效應(yīng)形成電弧。電弧形成后，弧隙溫度劇增，可達到6000 10000度以上，在高溫作用下，弧隙中性質(zhì)點獲得大量的動能，且熱運動加劇，當中性質(zhì)點相互碰撞時，電離出的游離離子形成臭氧。在前述臭氧的形成過程中，由于納米陶瓷膜管11的進氣口 111不斷地供入空氣或氧氣30，并且該納米陶瓷膜管11的另一端是封閉結(jié)構(gòu)，使納米陶瓷膜管11內(nèi)的氣壓不斷升高，在足夠高的氣壓下，電離生成的臭氧分子從納米陶瓷膜管11的微孔中滲出，在納米陶瓷膜管11的表面形成許多臭氧微納米氣泡40。在實際的應(yīng)用過程中，這些臭氧微納米氣泡 40作用在納米陶瓷膜管11外的廢水或廢氣中對其進行消毒、殺菌。承上，在實際應(yīng)用中，可以利用該臭氧曝氣發(fā)生裝置10制成一有機廢水或廢氣的處理系統(tǒng)，其包括一污水罐或廢氣罐50、至少一安裝在污水罐或廢氣罐50中的臭氧曝氣發(fā)生裝置10和一高頻高壓電源60。此處，該臭氧曝氣發(fā)生裝置10的數(shù)量可以根據(jù)所需處理的有機廢水或廢氣的容量而定。如圖2所示為利用該臭氧微納米氣泡40對有機廢水進行處理的示意圖，納米陶瓷膜管11直接浸入到有機廢水中，有機廢水直接與納米陶瓷膜管11接觸，從而當納米陶瓷膜管11內(nèi)部的高壓電極12和放電線圈13通電產(chǎn)生的熱量時，有機廢水可以將這些熱量帶走，減少冷卻和發(fā)熱引起的臭氧產(chǎn)生效率降低的情況。有機廢水的主要處理過程在于，臭氧微納米氣泡40脫離納米陶瓷膜管11后直接游離在有機廢水中，臭氧微納米氣泡40在有機廢水分子的流動碰撞下不斷地對有機廢水進行消毒和殺菌作用，由于臭氧微納米氣泡40從納米陶瓷膜管11中透出的數(shù)量很多，一些未與有機廢水分子結(jié)合的臭氧微納米氣泡40在浮力作用下上升，形成鼓泡現(xiàn)象。綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計重點在于，其主要系通過將臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置同時結(jié)合形成在納米陶瓷膜管上，使傳統(tǒng)分離的臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置一體化結(jié)合，在同一個裝置上同時實現(xiàn)產(chǎn)生臭氧和曝氣兩種功能，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便。在處理有機廢水和揮發(fā)性有機氣體時，納米陶瓷膜管沿面放電產(chǎn)生臭氧并直接利用產(chǎn)生的臭氧滲出納米陶瓷膜管外形成臭氧微納米氣泡，有效提高臭氧的利用率、反應(yīng)速率、減少管路中臭氧的損耗，臭氧產(chǎn)生的自由基或游離基能有效利用。并且在處理有機廢水時，通過水接觸降低了放電空間的熱量，減少冷卻和發(fā)熱引起的臭氧產(chǎn)生效率降低的情況。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制， 故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種臭氧曝氣發(fā)生裝置，其特征在于包括納米陶瓷膜管、分別連接在高頻高壓電源正極端、負極端的高壓電極和放電線圈，該高壓電極收納在納米陶瓷膜管內(nèi)部，該放電線圈纏繞在納米陶瓷膜管外，該納米陶瓷膜管上密布有可供納米級分子穿過的微孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧曝氣發(fā)生裝置，其特征在于所述納米陶瓷膜管一端開口另一端封閉，該開口端具有一供空氣或氧氣進入的進氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧曝氣發(fā)生裝置，其特征在于進一步包括一將氧氣或空氣送入到納米陶瓷膜管中的鼓風(fēng)機，該鼓風(fēng)機通過管道連接到納米陶瓷管的進氣口上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧曝氣發(fā)生裝置，其特征在于所述高壓電極為一高壓導(dǎo)電電線，其內(nèi)部為導(dǎo)電性良好的中央通電導(dǎo)線，外表包覆有一絕緣皮。
5.一種利用臭氧曝氣發(fā)生裝置形成的污染物處理系統(tǒng)，其特征在于包括一污水罐或廢氣罐、一高頻高壓電源和至少一安裝在污水罐或廢氣罐中的臭氧曝氣發(fā)生裝置；該臭氧曝氣發(fā)生裝置包括納米陶瓷膜管、分別連接在高頻高壓電源正極端和負極端的高壓電極和放電線圈，該高壓電極收納在納米陶瓷膜管內(nèi)部，該放電線圈纏繞在納米陶瓷膜管外，該納米陶瓷膜管上密布有可供納米級分子穿過的微孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用臭氧曝氣發(fā)生裝置形成的污染物處理系統(tǒng)，其特征在于所述臭氧曝氣發(fā)生裝置豎立地安裝在污水罐或廢氣罐中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用臭氧曝氣發(fā)生裝置形成的污染物處理系統(tǒng)，其特征在于所述納米陶瓷膜管一端開口另一端封閉，該開口端具有一供空氣或氧氣進入的進氣
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用臭氧曝氣發(fā)生裝置形成的污染物處理系統(tǒng)，其特征在于進一步包括一將氧氣或空氣送入到納米陶瓷膜管中的鼓風(fēng)機，該鼓風(fēng)機通過管道連接到納米陶瓷管的進氣口上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用臭氧曝氣發(fā)生裝置形成的污染物處理系統(tǒng)，其特征在于所述高壓電極為一高壓導(dǎo)電電線，其內(nèi)部為導(dǎo)電性良好的中央通電導(dǎo)線，外表包覆有一絕緣皮。
全文摘要
本發(fā)明公開一種臭氧曝氣發(fā)生裝置，包括納米陶瓷膜管、分別連接在高頻高壓電源正極端、負極端的高壓電極和放電線圈，該高壓電極收納在納米陶瓷膜管內(nèi)部，該放電線圈纏繞在納米陶瓷膜管外，該納米陶瓷膜管上密布有可供納米級分子穿過的微孔；所述納米陶瓷膜管一端開口另一端封閉，該開口端具有一供空氣或氧氣進入的進氣口；所述高壓電極為一高壓導(dǎo)電電線，其內(nèi)部為導(dǎo)電性良好的中央通電導(dǎo)線，外表包覆有一絕緣皮。藉此，臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置同時結(jié)合形成在納米陶瓷膜管上，使傳統(tǒng)分離的臭氧發(fā)生裝置和曝氣裝置一體化結(jié)合，在同一個裝置上同時實現(xiàn)產(chǎn)生臭氧和曝氣兩種功能，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便。
文檔編號C02F101/30GK102344120SQ20111024687
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者呂斯濠, 白云鶴, 范洪波 申請人:東莞理工學(xué)院