申请日2019.02.26
公开(公告)日2019.05.03
IPC分类号C02F1/78; C01B13/11
摘要
本发明是一种高效臭氧水处理系统，属于水处理设备领域，该系统包括气源制备系统、臭氧发生器、臭氧接触池和尾气破坏器，所述气源制备系统包括通过管路依次相连的空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机和吸附式干燥机。吸附式干燥机和臭氧发生器连接，臭氧发生器和臭氧接触池连接，臭氧接触池与尾气破坏器之间通过尾气排出管路连接。本发明还提供了一种连续式臭氧制备与水处理方法。本发明能够解决气源制备系统制备的气体含水量较高的问题，臭氧发生器的效率提高、臭氧接触池气体分配均匀，且便于维修。
权利要求书
1.一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：包括气源制备系统、臭氧发生器、臭氧接触池和尾气破坏器，所述气源制备系统包括通过管路依次相连的空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机和吸附式干燥机;吸附式干燥机和臭氧发生器的进气端之间连接有空气进气管路，臭氧发生器的出气端和臭氧接触池之间连接有臭氧出气管路;所述臭氧接触池上分别设有接触池进水管路和接触池出水管路，所述接触池进水管路上安装有液位计;臭氧接触池与尾气破坏器之间通过尾气排出管路连接，尾气破坏器上还连接有气体排放管路。
2.根据权利要求1所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述臭氧发生器包括卧式的主罐体，主罐体的两端通过法兰连接有端盖;臭氧发生器内腔的进气端设有进气腔，出气端设有出气腔，进气腔和出气腔之间设有放电室;放电室两端安装有板状端口，板状端口之间设有若干放电单元;所述放电单元包括不锈钢管和放电管，放电管外层涂覆有绝缘层，不锈钢管套设在放电管外并与放电管同心设置，不锈钢管和放电管之间设有放电空腔;板状端口上设有固定放电单元的圆孔，圆孔与不锈钢管密封设置，进气腔和出气腔通过放电空腔连通;进气腔和出气腔内都安装有高压分配条，高压分配条与各放电管相连;空气进气管路连接主罐体并连通进气腔，臭氧出气管路连接主罐体并连通出气腔;臭氧发生器外还设有冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括冷却装置和水箱，冷却装置和主罐体的上端之间通过冷却装置进水管相连，冷却装置和水箱之间通过冷却装置出水管相连，水箱和主罐体的下端之间通过冷却水管相连，冷却装置进水管和冷却水管都与放电室连通。
3.根据权利要求2所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述绝缘层的材料为陶瓷，所述高压分配条和放电管之间还连接有保险丝，所述冷却装置为板式换热器，板式换热器的热介质进口连接冷却装置进水管，板式换热器的热介质出口连接冷却装置出水管。
4.根据权利要求1所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述空气进气管路上安装有压力表和露点仪，所述臭氧出气管路上安装有臭氧浓度仪，所述气体排放管路上安装有尾气检测仪。
5.根据权利要求1所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述臭氧接触池包括池体、曝气装置和曝气管，所述池体为由底板、顶板和侧板固定连接构成的密闭结构，在侧板的前侧和后侧分别设有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别与接触池进水管路和接触池出水管路相连;尾气排出管路安装在顶板上并与池体内腔连通;所述曝气装置包括通气管道和安装在通气管道上的两个曝气盘，所述底板上固定有支撑柱，通气管道通过连接机构活动安装在支撑柱上;曝气装置正上方对应的顶板上开有可供曝气装置通过的检修口，曝气管通过检修口伸入池体内且其出气端与通气管道连通连接，曝气管的进气端设置在池体外并与臭氧出气管路连接。
6.根据权利要求5所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述曝气管的出气端通过三通与通气管道连接，两个曝气盘对称安装在通气管道上。
7.根据权利要求5所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述底板上安装有下隔墙，顶板上安装有上隔墙，所述下隔墙和上隔墙优选间隔设置;下隔墙的上部与顶板之间设有臭氧通道，下隔墙的下部设有泄水孔;上隔墙的下部与底板之间设有水流通道，上隔墙的上部设有通气口。
8.根据权利要求5所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述尾气破坏器安装有两个，所述尾气排出管路安装有两个，每个尾气破坏器连接一个尾气排出管路，尾气排出管路上设有阀门。
9.根据权利要求5所述的一种高效臭氧水处理系统，其特征在于：所述检修口上连接有可拆卸的活动盖板，曝气管穿过活动盖板伸入池体内;所述池体外设有供气支管，供气支管的出气端通过法兰或快插式接头连接曝气管的进气端，供气支管的进气端用于连接臭氧出气管路;所述连接机构为插槽和与插槽配合的插杆，所述插槽设置在支撑柱内，所述插杆安装在通气管道上。
10.一种连续式臭氧制备与水处理方法，其特征在于：该方法使用权利要求1-9中任何一项所述的一种高效臭氧水处理系统，其步骤如下：
(1)空气压缩机将空气制备成为压缩空气，空气压缩机的排气压力为0.48MPa-0.68MPa，排气量为1.5m3/min;
(2)压缩空气进入储气罐存储，工作压力为0.85MPa，安全流量为1.8m3/min;较低的流速确保压缩空气在储气罐内有足够的停留时间，在储气罐与环境热交换的作用下，压缩空气中的水蒸气和油污凝为液态水滴和油滴，通过储气罐底部的排水阀排出;
(3)压缩空气依次进入冷冻式干燥机和吸附式干燥机，进一步去除压缩空气中水和油，冷冻式干燥机的工作压力≤1.0MPa，流量为1.2Nm3/min;吸附式干燥机的工作压力为0.6MPa-1.0MPa，流量为1.2Nm3/min;
(4)压缩空气通过空气进气管路进入臭氧发生器，空气进气管路内的空气压力为0.48MPa-0.68MPa，露点为-80℃--65℃;
(5)压缩空气进入臭氧发生器后，在臭氧发生器内通入高压高频电流;在放电反应的作用下，空气中的部分氧分子分解成为臭氧分子，从而产生臭氧;
(6)臭氧从臭氧发生器排出通过臭氧出气管路进入臭氧接触池，臭氧出气管路内的臭氧浓度为2.0wt%-2.5wt%，臭氧流量为15kg/h-40kg/h;
(7)臭氧进入臭氧接触池后，水通过接触池进水管路进入臭氧接触池，臭氧与水接触采用曝气处理的方式，处理后的水从接触池出水管路排出;水处理结束后，排出的尾气通过尾气排出管路进入尾气破坏器，进行集中破坏处理后通过气体排放管路排放;尾气破坏器的风机电机转速为2845r/min，流量为45m3/h。
说明书
一种高效臭氧水处理系统及连续式臭氧制备与水处理方法
技术领域
本发明涉及水处理设备领域，特别是一种高效臭氧水处理系统;本发明还涉及一种使用前述高效臭氧水处理系统进行连续式臭氧制备与水处理方法。
背景技术
随着工业化和城市化的发展，水环境污染的情况日益严重，常规水处理工艺已难以去除水中的各种污染物。臭氧水处理技术因其去除效率高、性能稳定、无固体废物等副产物、自动化程度高等优点，已成为一种有效的水深度处理工艺而被广泛实施于各种水处理应用中。
目前，高效臭氧水处理系统在运行过程中还存在以下问题：气源制备系统制备的气体含水量较高、臭氧发生器的效率需要提高、臭氧接触池气体分配均匀需要提高及曝气盘应设计为更便于维修等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供新的一种高效臭氧水处理系统，该系统能够解决气源制备系统制备的气体含水量较高的问题，臭氧发生器的效率提高、臭氧接触池气体分配均匀及曝气盘便于维修等。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种新的连续式臭氧制备与水处理方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：本发明是一种高效臭氧水处理系统，其特点是：包括气源制备系统、臭氧发生器、臭氧接触池和尾气破坏器，所述气源制备系统包括通过管路依次相连的空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机和吸附式干燥机;吸附式干燥机和臭氧发生器的进气端之间连接有空气进气管路，臭氧发生器的出气端和臭氧接触池之间连接有臭氧出气管路;所述臭氧接触池上分别设有接触池进水管路和接触池出水管路，所述接触池进水管路上安装有液位计;臭氧接触池与尾气破坏器之间通过尾气排出管路连接，尾气破坏器上还连接有气体排放管路。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述臭氧发生器包括卧式的主罐体，主罐体的两端通过法兰连接有端盖;臭氧发生器内腔的进气端设有进气腔，出气端设有出气腔，进气腔和出气腔之间设有放电室;放电室两端安装有板状端口，板状端口之间设有若干放电单元;所述放电单元包括不锈钢管和放电管，放电管外层涂覆有绝缘层，不锈钢管套设在放电管外并与放电管同心设置，不锈钢管和放电管之间设有放电空腔;板状端口上设有固定放电单元的圆孔，圆孔与不锈钢管密封设置，进气腔和出气腔通过放电空腔连通;进气腔和出气腔内都安装有高压分配条，高压分配条与各放电管相连;空气进气管路连接主罐体并连通进气腔，臭氧出气管路连接主罐体并连通出气腔;臭氧发生器外还设有冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括冷却装置和水箱，冷却装置和主罐体的上端之间通过冷却装置进水管相连，冷却装置和水箱之间通过冷却装置出水管相连，水箱和主罐体的下端之间通过冷却水管相连，冷却装置进水管和冷却水管都与放电室连通。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述绝缘层的材料为陶瓷，所述高压分配条和放电管之间还连接有保险丝，所述冷却装置为板式换热器，板式换热器的热介质进口连接冷却装置进水管，板式换热器的热介质出口连接冷却装置出水管。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述空气进气管路上安装有压力表和露点仪，所述臭氧出气管路上安装有臭氧浓度仪，所述气体排放管路上安装有尾气检测仪。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述臭氧接触池包括池体、曝气装置和曝气管，所述池体为由底板、顶板和侧板固定连接构成的密闭结构，在侧板的前侧和后侧分别设有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别与接触池进水管路和接触池出水管路相连;尾气排出管路安装在顶板上并与池体内腔连通;所述曝气装置包括通气管道和安装在通气管道上的两个曝气盘，所述底板上固定有支撑柱，通气管道通过连接机构活动安装在支撑柱上;曝气装置正上方对应的顶板上开有可供曝气装置通过的检修口，曝气管通过检修口伸入池体内且其出气端与通气管道连通连接，曝气管的进气端设置在池体外并与臭氧出气管路连接。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述曝气管的出气端通过三通与通气管道连接，两个曝气盘对称安装在通气管道上。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述底板上安装有下隔墙，顶板上安装有上隔墙，所述下隔墙和上隔墙优选间隔设置;下隔墙的上部与顶板之间设有臭氧通道，下隔墙的下部设有泄水孔;上隔墙的下部与底板之间设有水流通道，上隔墙的上部设有通气口。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述尾气破坏器安装有两个，所述尾气排出管路安装有两个，每个尾气破坏器连接一个尾气排出管路，尾气排出管路上设有阀门。
以上所述的高效臭氧水处理系统，其进一步优选的技术方案是：所述检修口上连接有可拆卸的活动盖板，曝气管穿过活动盖板伸入池体内;所述池体外设有供气支管，供气支管的出气端通过法兰或快插式接头连接曝气管的进气端，供气支管的进气端用于连接臭氧出气管路;所述连接机构为插槽和与插槽配合的插杆，所述插槽设置在支撑柱内，所述插杆安装在通气管道上。
本发明还提供了一种连续式臭氧制备与水处理方法，其特点是：该方法使用以上所述的高效臭氧水处理系统，其步骤如下：
(1)空气压缩机将空气制备成为压缩空气，空气压缩机的排气压力为0.48MPa-0.68MPa，排气量为1.5m3/min;
(2)压缩空气进入储气罐存储，工作压力为0.85MPa，安全流量为1.8m3/min;较低的流速确保压缩空气在储气罐内有足够的停留时间，在储气罐与环境热交换的作用下，压缩空气中的水蒸气和油污凝为液态水滴和油滴，通过储气罐底部的排水阀排出;
(3)压缩空气依次进入冷冻式干燥机和吸附式干燥机，进一步去除压缩空气中水和油，冷冻式干燥机的工作压力≤1.0MPa，流量为1.2Nm3/min;吸附式干燥机的工作压力为0.6MPa-1.0MPa，流量为1.2Nm3/min;
(4)压缩空气通过空气进气管路进入臭氧发生器，空气进气管路内的空气压力为0.48MPa-0.68MPa，露点为-80℃--65℃;
(5)压缩空气进入臭氧发生器后，在臭氧发生器内通入高压高频电流;在放电反应的作用下，空气中的部分氧分子分解成为臭氧分子，从而产生臭氧;
(6)臭氧从臭氧发生器排出通过臭氧出气管路进入臭氧接触池，臭氧出气管路内的臭氧浓度为2.0wt%-2.5wt%，臭氧流量为15kg/h-40kg/h;
(7)臭氧进入臭氧接触池后，水通过接触池进水管路进入臭氧接触池，臭氧与水接触采用曝气处理的方式，处理后的水从接触池出水管路排出;水处理结束后，排出的尾气通过尾气排出管路进入尾气破坏器，进行集中破坏处理后通过气体排放管路排放;尾气破坏器的风机电机转速为2845r/min，流量为45m3/h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过设置空气压缩机，提高制备的空气中氧分子的密度，臭氧产量高;冷冻式干燥机和吸附式干燥机能够有效地去除空气中的油和水，提高臭氧的纯度;通过在接触池进水管路上安装液位计监控臭氧接触池的液位，避免池水倒流进尾气破坏器;尾气破坏器能够将多余的臭氧集中处理，减少环境污染;
(2)本发明通过进一步优选的技术方案，使各放电单元同时制备臭氧，提高了臭氧制备的效率;设置冷却水循环系统对放电单元进行冷却，避免高温对臭氧产量和浓度的影响;
(3)本发明通过进一步优选的技术方案，采用陶瓷绝缘层，绝缘效果好;在高压分配条和放电管连接保险丝，确保臭氧发生器可以更加稳定地运行;采用板式换热器进行冷却，具有更好的冷却效果;
(4)本发明通过进一步优选的技术方案，设置通气管道连接曝气盘，使曝气装置的处理效率高、配气更均匀;在顶板开设检修口以及通气管道与底板上的支撑柱活动安装，使曝气装置的维修安全快捷;
(5)本发明通过进一步优选的技术方案，将两个曝气盘对称安装，可以使曝气量更加均匀、曝气盘使用寿命长;
(6)本发明通过进一步优选的技术方案，间隔安装下隔墙和上隔墙，使水流更加稳定，提高净化效果，还能够快速地注水排气;
(7)本发明通过进一步优选的技术方案，在池体外安装两个尾气破坏器，保证不间断地处理臭氧;
(8)本发明通过进一步优选的技术方案，使曝气管连接供气支管，降低臭氧出气管路铺设的难度和成本;通过插槽与插杆的配合，使曝气装置解除连接的方式更加简单。
(9)本发明提供的连续式臭氧制备与水处理方法，能够提高气源中的氧含量，去除气源中的油水，臭氧制备稳定、浓度高，水处理效果好。