申请日2013.09.03
公开(公告)日2014.03.05
IPC分类号C02F1/78
摘要
本实用新型涉及一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧氧化装置，该装置包括反应器、雾化喷头、曝气盘、进水管、氧气钢瓶、臭氧发生器、进气管、出水管、尾气吸收瓶及排气管，雾化喷头与曝气盘均设置在反应器内部，进水管从反应器的外部延伸入反应器内，并与雾化喷头连通，氧气钢瓶及臭氧发生器均位于反应器的外侧，进气管的一段连接在氧气钢瓶与臭氧发生器之间，进气管的另一段从臭氧发生器的出口延伸入反应器内，并与曝气盘连通，出水管与反应器内部底端连通，尾气吸收瓶与反应器连通，排气管连接在尾气吸收瓶上。与现有技术相比，本实用新型具有深度处理效果好、装置工艺简单、臭氧利用率高、节能环保、适合中小规模处理等优点。
权利要求书
1.一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧氧化装置，其特征在于， 该装置包括反应器、雾化喷头、曝气盘、进水管、氧气钢瓶、臭氧发生器、进气管、 出水管、尾气吸收瓶及排气管，所述的雾化喷头与曝气盘均设置在反应器内部，所 述的进水管从反应器的外部延伸入反应器内，并与雾化喷头连通，所述的氧气钢瓶 及臭氧发生器均位于反应器的外侧，所述的进气管的一段连接在氧气钢瓶与臭氧发 生器之间，进气管的另一段从臭氧发生器的出口延伸入反应器内，并与曝气盘连通， 所述的出水管与反应器内部底端连通，所述的尾气吸收瓶与反应器连通，所述的排 气管连接在尾气吸收瓶上。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的进水管的入口处设有进水泵，进水泵的出口设有液 体转子流量计。
3.根据权利要求2所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的液体转子流量计与反应器之间的进水管上设有液相 止回阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的氧气钢瓶与臭氧发生器之间的进气管上依次设有气 体流量控制阀及气体转子流量计。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的臭氧发生器与反应器之间的进气管上设有气相止回 阀。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的反应器的上端设有压力表及气相臭氧浓度监测仪表。
7.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的反应器内部的顶端设有搅拌桨，搅拌桨位于圆柱的 轴线上，且该搅拌桨的桨叶位于反应器的四分之三高度处。
8.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的反应器为密封的圆柱状反应器。
9.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的雾化喷头位于反应器内四分之一高度处，所述的曝 气盘位于反应器内部的底部，所述的曝气盘低于雾化喷头的高度。
10.根据权利要求1所述的一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧 氧化装置，其特征在于，所述的雾化喷头为方向及喷嘴孔径可手动调节的喷头;所 述的曝气盘为钛合金曝气盘。
说明书
用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧氧化装置
技术领域
本实用新型涉及一种水处理装置，尤其是涉及一种用于处理城镇污水厂二级 生物处理出水的臭氧氧化装置。
背景技术
城镇污水厂二级生物处理出水中含有一些污染物，包括难生物降解有机物， 色度物质等。这些二级出水大部分被直接排入到城市景观水体中，会造成接纳水体 水质恶化，色度超标，水体能见度降低，严重的还会破坏水体的生态系统。随着民 众对环境要求越来越高，二级生物处理出水的环境问题也越来越受到关注。因此， 对二级生物处理出水的深度处理的关注也越来越多。
目前深度处理工艺主要包括臭氧氧化工艺、膜过滤工艺、活性炭吸附工艺等。 其中臭氧氧化工艺被公认为效果好、出水水质稳定、无二次污染的“绿色工艺”。 国内有很多污水深度处理工艺采用了臭氧氧化工艺，实践证实了臭氧氧化工艺是一 项非常有应用价值的工艺。
但是限制臭氧氧化工艺广泛应用的原因是运行费用高，主要是原因有：臭氧 制备的费用较高，现在大型的臭氧发生器主要是高压放电式，运行中电耗非常高。 而且如果采用纯氧为氧气源，还需要支付纯氧的费用。另一个主要原因是臭氧无法 被充分利用，臭氧在水中的溶解度较小，无法将臭氧完全溶入液相中利用，导致了 臭氧很大一部分被排出而浪费掉了。现在常采用鼓泡式通入臭氧混合气，将臭氧混 合气分散成小气泡通入水中，臭氧从气相进入液相中与污染物反应。为了进一步提 高臭氧利用率，可以减小气泡的体积，增大气液接触面积，增强臭氧的传质，以达 到充分利用臭氧的目的。但是由于鼓泡式气液接触面积无法进一步增大，所以效果 并不明显，臭氧的利用率还是很低。由上述可知，提高臭氧的利用率是大规模利用 臭氧工艺的关键所在。
中国专利CN102249491A公布了一种城市污水厂二级处理出水深度处理的装 置及工艺，装置设有反硝化生物滤池、膜滤池和臭氧接触池;设有碳源箱、可调流 量变频投加泵及管路，该碳源投加的管路与反硝化生物滤池的进水管路连通;所述 膜滤池出水连通臭氧接触池;还设有反冲洗管道;臭氧接触池通入清水池;设有硝 酸盐氮浓度计和COD浓度计和控制器。工艺：1)设定反硝化生物滤池的碳源投 加和反硝化生物滤池进水控制器的控制数据，并开启装置;2)投加碳源反硝化脱 氮处理;3)膜过滤池处理;4)进入臭氧接触池，5)重复2)至4)步骤;本发明 适用于污水二级深度处理，结构完善，工艺效果好，效率高，但是此工艺及装置结 构较为复杂，设备成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种臭氧利 用率高、节能降耗的用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧氧化装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于处理城镇污水厂二级生物处理出水的臭氧氧化装置，该装置包括反应 器、雾化喷头、曝气盘、进水管、氧气钢瓶、臭氧发生器、进气管、出水管、尾气 吸收瓶及排气管，所述的雾化喷头与曝气盘均设置在反应器内部，所述的进水管从 反应器的外部延伸入反应器内，并与雾化喷头连通，所述的氧气钢瓶及臭氧发生器 均位于反应器的外侧，所述的进气管的一段连接在氧气钢瓶与臭氧发生器之间，进 气管的另一段从臭氧发生器的出口延伸入反应器内，并与曝气盘连通，所述的出水 管与反应器内部底端连通，所述的尾气吸收瓶与反应器连通，所述的排气管连接在 尾气吸收瓶上。
所述的进水管的入口处设有进水泵，进水泵的出口设有液体转子流量计。
所述的液体转子流量计与反应器之间的进水管上设有液相止回阀。
所述的氧气钢瓶与臭氧发生器之间的进气管上依次设有气体流量控制阀及气 体转子流量计。
所述的臭氧发生器与反应器之间的进气管上设有气相止回阀。
所述的反应器的上端设有压力表及气相臭氧浓度监测仪表。
所述的反应器内部的顶端设有搅拌桨，搅拌桨位于圆柱的轴线上，且该搅拌桨 的桨叶位于反应器的四分之三高度处。搅拌桨的设置有利于雾滴与臭氧的混合，并 加快雾滴相互间的碰撞。
所述的反应器为密封的圆柱状反应器。
所述的雾化喷头位于反应器内四分之一高度处，所述的曝气盘位于反应器内部 的底部，所述的曝气盘低于雾化喷头的高度。
所述的雾化喷头为方向及喷嘴孔径可手动调节的喷头;所述的曝气盘为钛合金 曝气盘。
使用本实用新型的装置时，反应器内部分为气相区和液相区，气相区内是雾滴、 氧气、空气和臭氧的混合气体，液相区内是城镇污水厂二级生物处理出水，通过控 制城镇污水厂二级生物处理出水(污水)的流量使得液相区的液面高于曝气盘，并 低于雾化喷头。
进水方式采用喷雾式，具体为：城镇污水厂二级生物处理出水(污水)从进水 管通过进水泵加压后流入反应器内的雾化喷头中，并被雾化喷头分散成粒径很小的 雾状液滴，雾化后的污水向上流动，流动过程中雾状液滴相互碰撞后形成较大的液 滴，直到重力克服了浮力后向下滴落，到达反应器底部，汇入液相区，最后经过排 水管排出反应器。
进气方式采用鼓泡式，具体为：氧气从氧气钢瓶流入臭氧发生器中，氧气在臭 氧发生器内反应生成臭氧，含有臭氧的混合气经过曝气盘被分散成小气泡后进入反 应器底部的液相区，一部分臭氧气体先溶入液相区内的污水中被利用，剩下的臭氧 进入反应器中的气相区继续参与反应。
城镇污水厂二级生物处理出水(污水)从反应器底部进入，经雾化喷头雾化成 雾滴，雾化的污水在上升和下降过程中与气相中的臭氧接触，提高了气液接触时间， 有利于提高臭氧利用率。雾滴凝聚后下落汇入液相区，并从排水管排出反应器;含 有臭氧的混合气经过曝气盘被分散成小气泡后进入反应器底部的液相区，一部分臭 氧气体先溶入液相区内的污水中被利用，剩下的臭氧进入反应器中的气相区继续参 与反应，这样不仅可以充分利用气相中的臭氧，而且对即将排出反应器的污水再次 臭氧氧化，保证出水水质。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：
1)进水方式采用喷雾式。污水经进水泵加压后被反应器内的雾化喷头分散成 粒径很小的雾状液滴，雾化后的污水向上流动，流动过程中雾状液滴相互碰撞后形 成较大的液滴，直到重力克服了浮力后向下滴落，到达反应器底部，汇入液相区， 最后经过排水管排出反应器。雾化的污水在上升和下降过程中与气相中的臭氧接 触，提高了气液接触时间，有利于提供臭氧利用率。
2)雾化后的污水具有很大的表面积，提高了气液接触面积，有利于臭氧从气 相向液相中的传质，从而提高臭氧的利用率。
3)进气方式采用鼓泡式，含有臭氧的混合气经过曝气盘被分散成小气泡后进 入反应器底部的液相区，一部分臭氧气体先溶入液相区内的污水中被利用，剩下的 臭氧进入反应器中的气相区继续参与反应，这样不仅可以充分利用气相中的臭氧， 而且对即将排除反应器的污水再次臭氧氧化，保证出水水质。
4)反应器中心设有搅拌桨，可以将雾化后的污水与臭氧气体充分混合，避免 反应器内部出现死区。
5)反应器的臭氧不需要连续通入。当监测到气相臭氧浓度较低时，才通入臭 氧。可以充分利用反应器中的臭氧，节约臭氧的通入量，从而起到充分利用臭氧， 节约成本的功能。
因此，本实用新型具有深度处理效果好、装置工艺简单、臭氧利用率高、节 能环保、适合中小规模处理等优点。