申请日2017.10.10
公开(公告)日2018.02.09
IPC分类号C02F1/78; C02F1/72; B01F5/00; B01F5/06; B01F5/02
摘要
本发明提供了一种污水处理装置及方法与系统，涉及污水处理技术领域，该污水处理装置包括气液混合单元和与气液混合单元连接的氧化单元;气液混合单元包括依次连接的污水泵、气液射流器和气液混合器;气液混合器包括至少一个混合柱，混合柱内设有螺旋叶片。利用该污水处理装置能够缓解现有技术的处理设备中因气液混合不均导致的臭氧利用效率低的技术问题，达到了提高臭氧利用率的技术效果。
权利要求书
1.一种污水处理装置，其特征在于，包括气液混合单元和与所述气液混合单元连接的氧化单元;所述气液混合单元包括依次连接的污水泵、气液射流器和气液混合器;
所述气液混合器包括至少一个混合柱，所述混合柱内设有螺旋叶片。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述螺旋叶片包括左螺旋叶片和右螺旋叶片，所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片在所述混合柱内沿所述混合柱的轴向方向交替设置;
优选地，所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片在所述混合柱内以90°角错位交替设置;
优选地，所述螺旋叶片为180°扭曲的螺旋叶片。
3.根据权利要求1或2所述的污水处理装置，其特征在于，所述气液混合器的横纵比为0.1-0.15，体积分率为10-20%。
4.根据权利要求1或2所述的污水处理装置，其特征在于，所述气液射流器的流量比为0.35-0.45，扬程比为0.25-0.35，面积比为2.5-3.5。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述气液射流器中喷嘴入口直径为(1.3-1.6)d，进气口直径为(2.4-2.6)d，渐缩段直径为(2.9-3.1)d，混合室直径为(1.85-2.1)d，扩散管直径为(3.4-3.6)d;
其中，d为喷嘴出口直径。
6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述氧化单元包括催化氧化反应器;
优选地，所述催化氧化反应器为固定床催化氧化柱;
优选地，所述固定床催化氧化柱中填充有催化填料，所述催化填料的体积为柱体体积的20-30%;
优选地，所述催化填料包括氧化铝、无机粘结剂和有机粘结剂;
优选地，所述催化填料还包括有二氧化锰催化剂;
优选地，所述氧化铝的比表面积为380-420m2/g，优选为390-410m2/g，进一步优选为400m2/g;
优选地，所述固定床催化氧化柱的柱体直径与所述催化填料的颗粒的直径比为15-20。
7.一种污水处理方法，其特征在于，将氧化气体和污水分别引入权利要求1-6任一项所述的污水处理装置中的气液混合单元，经混合后进入氧化单元进行氧化反应。
8.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于，所述氧化气体包括臭氧;
优选地，所述污水处理方法还包括将氧化气体和污水分别引入气液混合单元后向气液混合单元中通入氧化剂的步骤。
9.一种污水处理系统，其特征在于，包括臭氧制备单元和与所述臭氧制备单元连接的权利要求1-6任一项所述的污水处理装置。
10.根据权利要求9所述的污水处理系统，其特征在于，所述臭氧制备单元包括制氧机和与所述制氧机连接的臭氧发生器，所述制氧机产生的氧气在所述臭氧发生器生成臭氧;所述臭氧发生器连接于气液射流器;
优选地，所述制氧机产生的氧气的纯度大于90%;
优选地，所述臭氧发生器中生成的臭氧的质量分数大于10%。
说明书
污水处理装置及方法与系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种污水处理装置及方法与系统。
背景技术
近二十年来，中国的印染、化工、制药等工业进入飞速发展时期，伴随产生的工业废水也日益增多。工业生产排放的废水往往含有大量难降解有机物和有毒有害物质，如不妥善治理，将严重影响生态环境和人类健康。鉴于工业废水的高化学需氧量(ChemicalOxygen Demand，简称COD)和高色度，传统的生物处理降解效果甚微，高级氧化技术由于氧化能力强、氧化速率快等独特的优势成为目前此类废水处理热点之一。
目前常用的氧化技术是用臭氧对污水进行氧化处理，以分解去除污水中的有害物质。在标准状态下臭氧的氧化还原电位为2.07V，是极强的氧化剂。臭氧在水中分解后产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基自由基(·OH)，可将有机污染物分解为CO2和H2O，从而达到废水脱色和降低COD的目的。而目前的处理设备(臭氧催化设备)存在因气液混合不均导致臭氧利用效率低，从而导致废水处理成本偏高和效果不佳的缺点。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种污水处理装置，以缓解现有技术的处理设备中因气液混合不均导致的臭氧利用效率低的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种污水处理方法，利用该方法进行污水处理，可以提高臭氧的利用率。
本发明的第三目的在于提供一种污水处理系统，利用该系统进行污水处理可以在降低污水处理成本的同时提高污水的处理效果。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种污水处理装置，包括气液混合单元和与所述气液混合单元连接的氧化单元;所述气液混合单元包括依次连接的污水泵、气液射流器和气液混合器;
所述气液混合器包括至少一个混合柱，所述混合柱内设有螺旋叶片。
进一步的，所述螺旋叶片包括左螺旋叶片和右螺旋叶片，所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片在所述混合柱内沿所述混合柱的轴向方向交替设置。
进一步的，所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片在所述混合柱内以90°角错位交替设置。
进一步的，所述螺旋叶片为180°扭曲的螺旋叶片。
进一步的，所述气液混合器的横纵比为0.1-0.15，体积分率为10-20%。
进一步的，所述气液射流器的流量比为0.35-0.45，扬程比为0.25-0.35，面积比为2.5-3.5。
进一步的，所述气液射流器中喷嘴入口直径为(1.3-1.6)d，进气口直径为(2.4-2.6)d，渐缩段直径为(2.9-3.1)d，混合室直径为(1.85-2.1)d，扩散管直径为(3.4-3.6)d;
其中，d为喷嘴出口直径。
进一步的，所述氧化单元包括催化氧化反应器;可选地，所述催化氧化反应器为固定床催化氧化柱。
进一步的，所述固定床催化氧化柱中填充有催化填料，所述催化填料的体积为柱体体积的20-30%;可选地，所述催化填料包括氧化铝、无机粘结剂和有机粘结剂;可选地，所述催化填料还包括有二氧化锰催化剂;可选地，所述氧化铝的比表面积为380-420m2/g，优选为390-410m2/g，进一步优选为400m2/g。
进一步的，所述固定床催化氧化柱的柱体直径与所述催化填料的颗粒的直径比为15-20。
一种污水处理方法，将氧化气体和污水分别引入上述污水处理装置中的气液混合单元，经混合后进入氧化单元进行氧化反应。
进一步的，所述氧化气体包括臭氧。
进一步的，所述污水处理方法还包括将氧化气体和污水分别引入气液混合单元后向气液混合单元中通入氧化剂的步骤。
一种污水处理系统，包括臭氧制备单元和与所述臭氧制备单元连接的上述污水处理装置。
进一步的，所述臭氧制备单元包括制氧机和与所述制氧机连接的臭氧发生器，所述制氧机产生的氧气在所述臭氧发生器生成臭氧;所述臭氧发生器连接于气液射流器;
优选地，所述制氧机产生的氧气的纯度大于90%;
优选地，所述臭氧发生器中生成的臭氧的质量分数大于10%。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中的污水处理装置通过单独设置气液混合单元，以使氧化气体(例如臭氧)与污水在气液混合单元中的气液混合器内充分混合。该气液混合器是由至少一个的混合柱组成的，且混合柱内设有螺旋叶片，臭氧与污水在混合柱内通过螺旋叶片的分流作用混合均匀，然后再进入氧化单元进行反应。由于本发明中的气液混合器内设有螺旋叶片，因此，可以使臭氧与污水充分混合，可以有效提高臭氧的利用率，进而降低污水处理成本并提高污水处理效果。
本发明提供的污水处理系统可以深度处理印染、化工、制药等工业生产污水，将生物难降解物质高效率去除，达到污水脱色和降低COD的目的，使出水完全达标。