專利名稱：一種臭氧氧化脫色處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種臭氧氧化脫色處理裝置。
背景技術(shù)：
制漿造紙等有機(jī)廢水在經(jīng)過預(yù)處理和生物處理以后，原水中還存在大量的難生物降解的有機(jī)物，用常規(guī)的工藝很難對其進(jìn)行處理，而臭氧的強(qiáng)氧化性可使有機(jī)物的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，非飽和構(gòu)造的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為飽和構(gòu)造有機(jī)物，大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，采用臭氧氧化(預(yù))處理之后，能使物化處理很好發(fā)揮脫色、除臭和有機(jī)物去除方面的作用，甚至還能降低物化處理的藥劑使用量。傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)器，由三個(段)水平流向的臭氧曝氣反應(yīng)器串聯(lián)構(gòu)成，高度5m左右，每一段由4個部分組成進(jìn)水區(qū)、曝氣區(qū)、反應(yīng)區(qū)、出水區(qū)，其中曝氣區(qū)、反應(yīng)區(qū)是其核心部分。但傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)器存在一些問題，例如采用水平流向結(jié)構(gòu)，占地面積大，反應(yīng)時間較長、容積大，投資大；反應(yīng)器內(nèi)部為空腔，高度比較小、水深多為5米、壓力小，臭氧氣體的轉(zhuǎn)移利用率較低；而且在此基礎(chǔ)上，采用較長水力停留時間，要求的臭氧投加量較高。因此，需要設(shè)計(jì)一種新的臭氧氧化脫色處理裝置，以滿足廢水深度處理領(lǐng)域的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種臭氧氧化脫色處理裝置，臭氧轉(zhuǎn)移利用率高、臭氧消耗量低、占地面積較小。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種臭氧氧化脫色處理裝置，依次包括氣源設(shè)備、臭氧發(fā)生器、氣體緩沖罐、增壓泵、氧化反應(yīng)塔、氣液分離塔、淺層氣浮池，所述的氧化反應(yīng)塔包括豎向設(shè)置的圓筒形器壁、頂板和底板，器壁內(nèi)依次套設(shè)筒形的第一隔板和第二隔板，第二隔板圍成的區(qū)域?yàn)榈谝环磻?yīng)區(qū)，第一隔板與第二隔板之間圍成的區(qū)域?yàn)榈诙磻?yīng)區(qū)，第一隔板與器壁之間圍成的區(qū)域?yàn)榈谌磻?yīng)區(qū)；第一隔板的上部設(shè)有連通第三反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的第一連通孔，第二隔板的下部設(shè)有連通第二反應(yīng)區(qū)和第一反應(yīng)區(qū)的第二連通孔；第一反應(yīng)區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)、第三反應(yīng)區(qū)的底部設(shè)有與臭氧進(jìn)氣管連通的配氣管，第一反應(yīng)區(qū)的頂部設(shè)有與進(jìn)水管連通的噴淋布水管，第三反應(yīng)區(qū)的頂部、底部分別設(shè)有集氣管、集水管。第一反應(yīng)區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)、第三反應(yīng)區(qū)的中上部和中下部均設(shè)有兩層?xùn)虐?，柵板之間設(shè)有填料。氧化反應(yīng)塔高度為ll-15m，高徑比為1-2。氧化反應(yīng)塔為密閉且內(nèi)部含有O. 10 O. 15Mpa的壓力。集氣管與出氣管連接，出氣管上設(shè)有節(jié)氣閥，出氣管與連接管連接，連接管上設(shè)有截止閥；集水管與出水管連接，出水管與排水管連接；連接管下端與排水管一起與氣液分離器輸入口連接；連接管上端與氣液分離器的氣體輸出口一起與氣體緩沖罐連接。[0011 ] 柵板下方的器壁上設(shè)有支撐環(huán)。本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)池存在的如下問題(I)本實(shí)用新型要解決傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)池臭氧轉(zhuǎn)移利用率不高的問題傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)池水平流向結(jié)構(gòu)、構(gòu)造簡單，反應(yīng)池水深多為5 6米、壓力小、傳質(zhì)效果差，裝置排出的臭氧化氣體直接排放，臭氧氣體的轉(zhuǎn)移利用率較低；(2)本實(shí)用新型要解決傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)池臭氧投加量較高的問題；(3)本實(shí)用新型要解決傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)池占地面積較高的問題傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)器一般采用方形的、水平流向結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土材質(zhì)，這種臥式設(shè)備及其水平放置形式，導(dǎo)致其占地面積較大。此外，一般情況下，反應(yīng)器進(jìn)水濃度較高，而深度處理要求出水水質(zhì)好，進(jìn)出水濃度差異大，要求反應(yīng)器水力停留時間較長，導(dǎo)致反應(yīng)裝置容積較大，進(jìn)一步導(dǎo)致裝置占地面積較大。本實(shí)用新型臭氧轉(zhuǎn)移利用率高、臭氧消耗量低、占地面積較小,高徑比大,水深大，壓力高。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的臭氧氧化池相比有以下具體優(yōu)點(diǎn)采用豎向混合流態(tài)、內(nèi)部壓力為常壓或低壓，強(qiáng)化臭氧與混合液的傳質(zhì)；通過內(nèi)部構(gòu)造和管路系統(tǒng)優(yōu)化，提高臭氧氧化反應(yīng)效率；通過控制反應(yīng)器壓力比傳統(tǒng)的臭氧氧化池高I. O I. 5，控制氧化分解反應(yīng)程度，臭氧投加率與傳統(tǒng)反應(yīng)裝置相比降低40 70% ;通過控制氧化分解反應(yīng)程度、出水色度反饋調(diào)節(jié)投加量，降低深度處理運(yùn)行費(fèi)用。本實(shí)用新型的有益效果具體包括通過優(yōu)化臭氧微氧化深度脫色處理系統(tǒng)和臭氧氧化反應(yīng)裝置構(gòu)造、臭氧化氣體循環(huán)系統(tǒng)使氣水循環(huán)重復(fù)接觸，促進(jìn)臭氧的轉(zhuǎn)移利用率的提高，處理系統(tǒng)出水耦合調(diào)節(jié)裝置臭氧投加量等多方面作用，降低臭氧反應(yīng)裝置的臭氧投加率和深度處理運(yùn)行成本。對于COD和色度分別為130. (Γ210. Omg/L和80 150倍的造紙廢水，臭氧投加量為40. (Γ75. Omg/L、接觸時間為O. 50 I. OOh時，臭氧氧化對COD和色度的去除率分別為20. (Γ33. 0%和50. (Γ80. 0%，經(jīng)過臭氧氧化和氣浮的深度處理，COD和色度分別低于60. Omg/L和30倍的排放要求。一般情況下臭氧氧化深度處理的臭氧投加量為150 mg/L左右，以臭氧投加量與理論投加量的比值(單位為mg/mg)為臭氧投加率，本實(shí)用新型的臭氧投加率為O. 27、. 50mg/mg，深度處理脫色主要是臭氧微氧化作用。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為氧化反應(yīng)塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過案例對本實(shí)用新型的實(shí)施方式給予說明。某廠二級生化處理池每日排出6000 m3廢水，二級生化處理池出水COD濃度和色度為130. (Γ210. Omg/L和80 150倍，采用本實(shí)用新型的系統(tǒng)和氧化裝置進(jìn)行深度處理。如圖1、2所示，一種臭氧氧化脫色處理裝置，依次包括氣源設(shè)備S01、臭氧發(fā)生器S02、氣體緩沖罐S03、增壓泵S04、氧化反應(yīng)塔S05、氣液分離塔S06、淺層氣浮池S07，所述的氧化反應(yīng)塔S05包括豎向設(shè)置的圓筒形器壁6、頂板13和底板26，結(jié)構(gòu)上可采用不銹鋼或鋼筋混凝土材料形式。器壁6內(nèi)依次套設(shè)筒形的第一隔板7和第二隔板8，第二隔板8圍成的區(qū)域?yàn)榈谝环磻?yīng)區(qū)27，第一隔板7與第二隔板8之間圍成的區(qū)域?yàn)榈诙磻?yīng)區(qū)28，第一隔板7與器壁6之間圍成的區(qū)域?yàn)榈谌磻?yīng)區(qū)29 ；第一隔板7的上部設(shè)有連通第三反應(yīng)區(qū)29和第二反應(yīng)區(qū)28的第一連通孔12，第二隔板8的下部設(shè)有連通第二反應(yīng)區(qū)28和第一反應(yīng)區(qū)27的第二連通孔30 ;第一反應(yīng)區(qū)27、第二反應(yīng)區(qū)28、第三反應(yīng)區(qū)29的底部設(shè)有與配氣管25，配氣管25在c處與臭氧進(jìn)氣管4連通，臭氧進(jìn)氣管4上設(shè)有流量計(jì)5，配氣管25末端舍偶擴(kuò)散器24。第一反應(yīng)區(qū)27的頂部設(shè)有噴淋布水管15，噴淋布水管15在a處與進(jìn)水管I連通，進(jìn)水管I上設(shè)有流量計(jì)3。第三反應(yīng)區(qū)29的頂部、底部分別設(shè)有集氣管16、集水管23 ;集氣管16在d處與出氣管17連接，出氣管17上設(shè)有節(jié)氣閥18，出氣管17與連接管19連接，連接管19下部設(shè)有截止閥20 ;集水管23與出水管22連接，出水管22在b處與排水管21連接；連接管19下端與排水管21 —起與氣液分離器S06輸入口連接；連接管19上端與氣液分離器S06的氣體輸出口一起與氣體緩沖罐S03連接。氧化反應(yīng)塔S05的e處可以接管和截止閥14，g為為人孔2。氧化反應(yīng)塔S05高度為ll-15m，高徑比為1-2。氧化反應(yīng)塔S05為密閉且內(nèi)部含有O. 10 O. 15Mpa的壓力。第一反應(yīng)區(qū)27、第二反應(yīng)區(qū)28、第三反應(yīng)區(qū)29的中上部和中下部均設(shè)有兩層?xùn)虐?1，柵板11之間設(shè)有填料10。柵板11下方的器壁6上設(shè)有支撐環(huán)9。利用支撐環(huán)9和柵 板11安裝有兩層鐵質(zhì)絲網(wǎng)或陶瓷環(huán)型填料10，填料有較高的空隙率和比表面積，可提高氧化效率。器壁6內(nèi)沿直徑方向上設(shè)三級反應(yīng)區(qū)，內(nèi)層為第一反應(yīng)區(qū)27，中層為第二反應(yīng)區(qū)28，外層是第三反應(yīng)區(qū)29。本實(shí)用新型涉及的新型臭氧氧化反應(yīng)裝置臭氧化氣體循環(huán)裝置為臭氧氧化反應(yīng)裝置內(nèi)頂部設(shè)置間隙、集氣管16、出氣管17和限壓閥18，外部設(shè)置連接管19和截止閥20，臭氧氧化深度處理處理系統(tǒng)的氣液分離器下部接有處理水排放管，頂部接有分離氣體出氣管，氣液分離器出氣管與氧化反應(yīng)裝置連接管19排除的氣體，進(jìn)入臭氧化氣體緩沖罐，再經(jīng)過泵增壓泵注入氧化反應(yīng)裝置中，形成簡單的循環(huán)管路系統(tǒng)，依靠氣、水的重復(fù)接觸和高壓強(qiáng)制傳質(zhì)作用，提高臭氧轉(zhuǎn)移利用率。本實(shí)用新型的臭氧反應(yīng)裝置的精密內(nèi)部構(gòu)造和較高運(yùn)行壓力，臭氧化氣體循環(huán)系統(tǒng)使氣水循環(huán)重復(fù)接觸，促進(jìn)臭氧的轉(zhuǎn)移利用率的提高，降低臭氧投加率。臭氧微氧化深度脫色處理系統(tǒng)，根據(jù)最終實(shí)際出水的色度與要求的出水色度差別，通過改變臭氧發(fā)生器量程，調(diào)節(jié)臭氧化氣體進(jìn)氣管4、調(diào)節(jié)閥與流量計(jì)5，耦合調(diào)節(jié)臭氧反應(yīng)裝置的臭氧投加量，降低臭氧投加率。而且，臭氧微氧化深度脫色處理系統(tǒng)是以深度脫色為處理目標(biāo)，反應(yīng)裝置的臭氧投加率較低，比傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)池約降低7 11%。因此,與傳統(tǒng)臭氧氧化反應(yīng)池比較，系統(tǒng)和裝置構(gòu)造、系統(tǒng)耦合調(diào)節(jié)等多方面作用，使臭氧反應(yīng)裝置的臭氧投加率較低，可以適度降低運(yùn)行成本。本實(shí)用新型的臭氧氧化反應(yīng)裝置的出氣和氣液分離罐的出氣，回流至緩沖罐形成循環(huán)系統(tǒng)，依靠氣、水的重復(fù)接觸和高壓強(qiáng)化傳質(zhì)作用提高臭氧轉(zhuǎn)移利用率。本實(shí)用新型的臭氧氧化處理系統(tǒng)和氧化反應(yīng)裝置構(gòu)造，臭氧化氣體高壓強(qiáng)化傳質(zhì)和循環(huán)接觸，系統(tǒng)處于微氧化目標(biāo)并耦合調(diào)節(jié)投加量等多方面的作用，使臭氧反應(yīng)裝置的臭氧投加率較低。
權(quán)利要求1.一種臭氧氧化脫色處理裝置，其特征在于依次包括氣源設(shè)備、臭氧發(fā)生器、氣體緩沖罐、增壓泵、氧化反應(yīng)塔、氣液分離塔、淺層氣浮池，所述的氧化反應(yīng)塔包括豎向設(shè)置的圓筒形器壁、頂板和底板，器壁內(nèi)依次套設(shè)筒形的第一隔板和第二隔板，第二隔板圍成的區(qū)域?yàn)榈谝环磻?yīng)區(qū)，第一隔板與第二隔板之間圍成的區(qū)域?yàn)榈诙磻?yīng)區(qū)，第一隔板與器壁之間圍成的區(qū)域?yàn)榈谌磻?yīng)區(qū)；第一隔板的上部設(shè)有連通第三反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的第一連通孔，第二隔板的下部設(shè)有連通第二反應(yīng)區(qū)和第一反應(yīng)區(qū)的第二連通孔；第一反應(yīng)區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)、第三反應(yīng)區(qū)的底部設(shè)有與臭氧進(jìn)氣管連通的配氣管，第一反應(yīng)區(qū)的頂部設(shè)有與進(jìn)水管連通的噴淋布水管，第三反應(yīng)區(qū)的頂部、底部分別設(shè)有集氣管、集水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臭氧氧化脫色處理裝置，其特征在于第一反應(yīng)區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)、第三反應(yīng)區(qū)的中上部和中下部均設(shè)有兩層?xùn)虐澹瑬虐逯g設(shè)有填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的臭氧氧化脫色處理裝置，其特征在于氧化反應(yīng)塔高度為高徑比為1-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臭氧氧化脫色處理裝置，其特征在于氧化反應(yīng)塔為密閉且內(nèi)部含有O. 10 O. 15Mpa的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臭氧氧化脫色處理裝置，其特征在于集氣管與出氣管連接，出氣管上設(shè)有節(jié)氣閥，出氣管與連接管連接，連接管上設(shè)有截止閥；集水管與出水管連接，出水管與排水管連接；連接管下端與排水管一起與氣液分離器輸入口連接；連接管上端與氣液分離器的氣體輸出口一起與氣體緩沖罐連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧氧化脫色處理裝置，其特征在于柵板下方的器壁上設(shè)有支撐環(huán)。
專利摘要一種臭氧氧化脫色處理裝置，依次包括氣源設(shè)備、臭氧發(fā)生器、氣體緩沖罐、增壓泵、氧化反應(yīng)塔、氣液分離塔、淺層氣浮池，氧化反應(yīng)塔包括器壁、頂板和底板，器壁內(nèi)依次套設(shè)第一、第二隔板，第二隔板圍成第一反應(yīng)區(qū)，第一隔板與第二隔板圍成第二反應(yīng)區(qū)，第一隔板與器壁圍成第三反應(yīng)區(qū)；第一隔板上部設(shè)有連通第三反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的第一連通孔，第二隔板下部設(shè)有連通第二反應(yīng)區(qū)和第一反應(yīng)區(qū)的第二連通孔；各反應(yīng)區(qū)底部設(shè)有配氣管，第一反應(yīng)區(qū)頂部設(shè)有噴淋布水管，第三反應(yīng)區(qū)頂部、底部分別設(shè)有集氣管、集水管。本實(shí)用新型臭氧轉(zhuǎn)移利用率高、臭氧消耗量低、占地面積較小，高徑比大，水深大，壓力高。
文檔編號C02F103/28GK202542977SQ201220197258
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者萬紅友, 劉世豪, 崔燕平, 張宏超, 曾科, 邢傳宏, 郝明輝, 郝甜利 申請人:鄭州大學(xué)