公布日：2022.04.08

申請(qǐng)日：2021.12.23

分類號(hào)：C02F1/78(2006.01)I;B01F23/20(2022.01)I;B01F33/71(2022.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種臭氧加壓溶氣罐及其應(yīng)用的污水深度處理系統(tǒng)，所述臭氧加壓溶氣罐的進(jìn)氣口與臭氧進(jìn)氣管路連接，所述臭氧加壓溶氣罐的進(jìn)水口與污水進(jìn)水管路連接，所述臭氧加壓溶氣罐通過液體釋放管路與臭氧反應(yīng)塔的進(jìn)水口連接，所述臭氧加壓溶氣罐連接的氣體釋放管路與液體釋放管路在臭氧反應(yīng)塔的進(jìn)水口匯接。本發(fā)明充分發(fā)揮加壓溶氣的優(yōu)勢(shì)，提高臭氧加壓溶氣罐內(nèi)的臭氧溶解度，提高臭氧對(duì)污水氧化治理的效果，同時(shí)通過臭氧加壓溶氣罐內(nèi)未完全溶解的臭氧氣體，通過釋壓過程，在臭氧反應(yīng)塔內(nèi)形成氣水射流，構(gòu)建異相催化臭氧微氣泡反應(yīng)器系統(tǒng)，臭氧氧化反應(yīng)效率及利用率將得到顯著提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余臭氧的利用和污水二次深度凈化。

權(quán)利要求書

1.臭氧加壓溶氣罐，其特征在于：包括密封罐體，所述密封罐體上分別設(shè)有進(jìn)氣口、進(jìn)水口、氣體釋放口和液體釋放口，所述進(jìn)氣口位于罐體底部，連接臭氧氣體進(jìn)氣管路(1)，所述進(jìn)水口位于罐體頂部，連接污水進(jìn)水管路(2)，所述氣體釋放口位于罐內(nèi)液位之上，通過第三減壓閥(401)連接氣體釋放管路(4)，所述液體釋放口位于罐內(nèi)液位之下，通過壓力釋放閥(501)連接液體釋放管路(5)；所述進(jìn)氣口和進(jìn)水口之間的密封罐體內(nèi)部通道布置若干截氣盤(302)，通過進(jìn)氣口持續(xù)通入密封罐體內(nèi)部的臭氧氣體提高罐內(nèi)壓力，并通過截氣盤(302)的攔截提高臭氧氣體在罐內(nèi)污水中的溶解度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧加壓溶氣罐，其特征在于：所述截氣盤(302)為碗狀圓盤，其碗口朝向進(jìn)氣口倒扣設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臭氧加壓溶氣罐，其特征在于：所述截氣盤(302)分組布置，同組的截氣盤(302)同軸固定在同一豎桿(303)上，相鄰豎桿上的截氣盤之間在豎直方向上交錯(cuò)分布，所有截氣盤的豎桿兩端通過安裝架(304)與密封罐體固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧加壓溶氣罐，其特征在于：所述密封罐體底部設(shè)有曝氣管與進(jìn)氣口連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的臭氧加壓溶氣罐，其特征在于：所述密封罐體上設(shè)有壓力表(305)。

6.污水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：包括臭氧反應(yīng)塔(6)和權(quán)利要求1-5中的臭氧加壓溶氣罐(3)，所述臭氧加壓溶氣罐(3)的進(jìn)氣口與臭氧進(jìn)氣管路(1)連接，所述臭氧加壓溶氣罐(3)的進(jìn)水口與污水進(jìn)水管路(2)連接，所述臭氧加壓溶氣罐(3)通過液體釋放管路(5)與臭氧反應(yīng)塔(6)的進(jìn)水口連接，所述臭氧加壓溶氣罐(3)連接的氣體釋放管路(4)與液體釋放管路(5)在臭氧反應(yīng)塔(6)的進(jìn)水口匯接；所述臭氧反應(yīng)塔(6)內(nèi)部設(shè)置附著有羥基氧化鐵的鐵催化劑層(602)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述臭氧進(jìn)氣管路(1)上包括串聯(lián)的氣體混合罐(101)、臭氧發(fā)生器(102)和空壓機(jī)(103)，所述氣體混合罐(101)的進(jìn)氣包括空氣氣源和氧氣氣源，所述空氣氣源和氧氣氣源均設(shè)有可調(diào)流量的氣體流量計(jì)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述空壓機(jī)(103)與臭氧加壓溶氣罐(3)之間的臭氧進(jìn)氣管路上還設(shè)有減壓閥、氣體流量計(jì)和止回閥。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述污水進(jìn)水管路(2)上包括串聯(lián)的水泵(201)、液體流量計(jì)和止回閥。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述臭氧反應(yīng)塔(6)的進(jìn)水口設(shè)置文丘里射流器(601)與匯接后的氣體釋放管路(4)和液體釋放管路(5)連接。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對(duì)臭氧氣體通過曝氣形成氣液多相反應(yīng)在治理污水中利用率低的問題，提供一種臭氧加壓溶氣罐及其應(yīng)用的水處理系統(tǒng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

臭氧加壓溶氣罐，包括密封罐體，所述密封罐體上分別設(shè)有進(jìn)氣口、進(jìn)水口、氣體釋放口和液體釋放口，所述進(jìn)氣口位于罐體底部，連接臭氧氣體進(jìn)氣管路1，所述進(jìn)水口位于罐體頂部，連接污水進(jìn)水管路2，所述氣體釋放口位于罐內(nèi)液位之上，通過第三減壓閥401連接氣體釋放管路4，所述液體釋放口位于罐內(nèi)液位之下，通過壓力釋放閥501連接液體釋放管路5；

所述進(jìn)氣口和進(jìn)水口之間的密封罐體內(nèi)部通道布置若干截氣盤302，通過進(jìn)氣口持續(xù)通入密封罐體內(nèi)部的臭氧氣體提高罐內(nèi)壓力，并通過截氣盤302的攔截提高臭氧氣體在罐內(nèi)污水中的溶解度。

本發(fā)明中的臭氧加壓溶氣罐中，進(jìn)一步的，所述截氣盤302為碗狀圓盤，其碗口朝向進(jìn)氣口倒扣設(shè)置。碗狀倒扣式截氣盤的作用是截留一部分從密封罐體底部上升的臭氧氣體，使其在截氣盤底部提高污水的接觸時(shí)間。

本發(fā)明中的臭氧加壓溶氣罐中，進(jìn)一步的，所述截氣盤302分組布置，同組的截氣盤302同軸固定在同一豎桿303上，相鄰豎桿上的截氣盤之間在豎直方向上交錯(cuò)分布，所有截氣盤的豎桿兩端通過安裝架304與密封罐體固定。

本發(fā)明中的臭氧加壓溶氣罐中，進(jìn)一步的，所述密封罐體底部設(shè)有曝氣管與進(jìn)氣口連接。污水通過水泵經(jīng)污水輸送管路從密封罐體上部進(jìn)入，空壓機(jī)進(jìn)氣口產(chǎn)生負(fù)壓，將氣體混合罐中的氧氣和空氣混合氣體吸入臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧氣體，并經(jīng)空壓機(jī)將臭氧氣體從密封罐體底部輸入，經(jīng)底部曝氣管形成罐底部曝氣。

本發(fā)明中的臭氧加壓溶氣罐中，進(jìn)一步的，所述密封罐體上設(shè)有壓力表305。

本發(fā)明還公開了一種包含上述臭氧加壓溶氣罐的污水深度處理系統(tǒng)，包括臭氧反應(yīng)塔6和臭氧加壓溶氣罐3，所述臭氧加壓溶氣罐3的進(jìn)氣口與臭氧進(jìn)氣管路1連接，所述臭氧加壓溶氣罐3的進(jìn)水口與污水進(jìn)水管路2連接，所述臭氧加壓溶氣罐3通過液體釋放管路5與臭氧反應(yīng)塔6的進(jìn)水口連接，所述臭氧加壓溶氣罐3連接的氣體釋放管路4與液體釋放管路5在臭氧反應(yīng)塔6的進(jìn)水口匯接；

所述臭氧反應(yīng)塔6內(nèi)部設(shè)置附著有羥基氧化鐵的鐵催化劑層602。

本發(fā)明的污水深度處理系統(tǒng)中，進(jìn)一步的，所述臭氧進(jìn)氣管路1上包括串聯(lián)的氣體混合罐101、臭氧發(fā)生器102和空壓機(jī)103，所述氣體混合罐101的進(jìn)氣包括空氣氣源和氧氣氣源，所述空氣氣源和氧氣氣源均設(shè)有可調(diào)流量的氣體流量計(jì)。通過調(diào)節(jié)空氣氣源和氧氣氣源連接管路上的氣體流量大小可控制氣體混合罐中氧氣的氣體的比重。

本發(fā)明的污水深度處理系統(tǒng)中，進(jìn)一步的，所述空壓機(jī)103與臭氧加壓溶氣罐3之間的臭氧進(jìn)氣管路上還設(shè)有減壓閥、氣體流量計(jì)和止回閥。整個(gè)臭氧進(jìn)氣管路的氣體輸送動(dòng)力由空壓機(jī)提供，氣體進(jìn)氣流量由臭氧進(jìn)氣管路上的氣體流量計(jì)控制。

本發(fā)明的污水深度處理系統(tǒng)中，進(jìn)一步的，所述污水進(jìn)水管路2上包括串聯(lián)的水泵201、液體流量計(jì)和止回閥。

本發(fā)明的污水深度處理系統(tǒng)中，進(jìn)一步的，所述臭氧反應(yīng)塔6的進(jìn)水口設(shè)置文丘里射流器601與匯接后的氣體釋放管路4和液體釋放管路5連接，溶解有臭氧的污水經(jīng)液體釋放管路連接文丘里射流器攜帶氣體釋放管路的臭氧混合氣體從臭氧反應(yīng)塔底部射流進(jìn)入，并形成含臭氧的微氣泡。

本發(fā)明的臭氧發(fā)生器吸入氣體混合罐中的氧氣產(chǎn)生臭氧氣體，經(jīng)空壓機(jī)加壓從臭氧加壓溶氣罐的底部進(jìn)行曝氣，并維持臭氧加壓溶氣罐具有一定的氣體壓力。污水通過水泵從臭氧加壓溶氣罐上部引入，污水和臭氧氣體在罐內(nèi)形成氣水逆流。臭氧氣體從臭氧加壓溶氣罐底部上升的過程中，經(jīng)過碗狀倒扣式截氣盤區(qū)域，一部分臭氧氣體會(huì)被截氣盤攔截，以進(jìn)一步提高臭氧氣體在污水中的存量。通過控制臭氧加壓溶氣罐內(nèi)氣體的釋放過程，維持臭氧加壓溶氣罐內(nèi)氣壓在一定值，罐內(nèi)進(jìn)水和出水水量保持相等，提高臭氧在污水中的溶解率。

本發(fā)明的污水深度處理系統(tǒng)利用臭氧加壓溶氣罐內(nèi)臭氧氣體和污水的釋壓作用，通過氣體釋放管路和液體釋放管路連接文丘里射流器的氣液混合作用，在臭氧反應(yīng)塔底部進(jìn)行污水和氣體的壓力釋放，攜帶的臭氧氣體會(huì)在臭氧反應(yīng)塔底部形成微氣泡，結(jié)合污水內(nèi)部溶解的臭氧，一并經(jīng)鐵刨花催化，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基，最終實(shí)現(xiàn)污水的綠色、高效凈化處理。

本發(fā)明相比較現(xiàn)有的臭氧治理污水技術(shù)具有如下有益效果：

(1)通過設(shè)置氣體混合罐控制氧氣和空氣的比例，空氣可作為氧氣來源，能減少純氧的使用量，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

(2)空壓機(jī)的布設(shè)位置在臭氧發(fā)生器內(nèi)部形成負(fù)壓，為臭氧發(fā)生器進(jìn)氣提供了動(dòng)力，也成為了臭氧進(jìn)入臭氧加壓溶氣罐的輸送動(dòng)力。

(3)由于臭氧加壓溶氣罐中壓力較大，臭氧在污水中的溶解度較常壓下高出數(shù)倍，另一方面污水從臭氧加壓溶氣罐上部進(jìn)入與底部上升的臭氧氣體形成逆流，提高了臭氧氣體在污水中的接觸時(shí)間，臭氧加壓溶氣罐內(nèi)設(shè)置有碗狀倒扣式截氣盤結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了截氣盤的碗口臭氧氣體與碗口污水的界面氧化，和臭氧在污水中的停留時(shí)間。

(4)臭氧加壓溶氣罐中的臭氧不可能完全反應(yīng)，未能溶解和反應(yīng)的氣體將在壓力式反應(yīng)罐的頂部積存，為了充分利用這部分的臭氧，通過臭氧加壓溶氣罐頂部氣體釋壓和底部液體釋壓混合，經(jīng)文丘里射流器混合射流進(jìn)入臭氧反應(yīng)塔底部，并形成微氣泡，塔內(nèi)裝填有鐵刨花，可作為催化臭氧氧化的催化劑，催化臭氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基，實(shí)現(xiàn)污水的二次處理，最終實(shí)現(xiàn)污水的凈化。

綜上所述，本發(fā)明充分發(fā)揮加壓溶氣的優(yōu)勢(shì)，提高臭氧加壓溶氣罐內(nèi)的臭氧溶解度，提高臭氧對(duì)污水氧化治理的效果，同時(shí)通過臭氧加壓溶氣罐內(nèi)未完全溶解的臭氧氣體，通過釋壓過程，在臭氧反應(yīng)塔內(nèi)形成氣水射流，構(gòu)建異相催化臭氧微氣泡反應(yīng)器系統(tǒng)，臭氧氧化反應(yīng)效率及利用率將得到顯著提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余臭氧的利用和污水二次深度凈化。

（發(fā)明人：劉玉莎;陳劍;林達(dá);曾科;湯桂騰;覃暉;劉妮）