申请日2007.09.05
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号B01F3/04
摘要
使臭氧与一种液流接触的方法，根据该方法，分流一部分液流，在分流液流中注入含臭氧的媒介气体并形成气泡，将气泡与液体混合，以形成一个双相分流液流，将分流液流重新导入主液流的竖直下行液流，该竖直液流在下部经受一个基本水平方向的流向改变，分流液流的重新导入在一个注入管下端进行，注入管伸入主液流的竖直下行液流中。竖直下行液流(3a)形成一个连续的液体柱，在注入管(16)内确保一个静态混合，直至其出口附近，双相分流液流在竖直下行液流(3a)中的重新导入以至少一个射流的形式实现，射流具有向下的竖直速度分量，该重新导入在足以使气泡向下而不会回升的液体高度(H)和向下的竖直速度分量下进行。
权利要求书
1.用于使臭氧与饮用水或废水的液流进行接触的方法，以通过臭 氧对液流进行处理，根据该方法，分流一部分液流，在分流液流中注 入含臭氧并形成气泡的一种媒介气体，该媒介气体为空气和/或氧气， 将气泡与液体混合，以形成一个双相分流液流，将该分流液流重新导 入到液体主液流的一个竖直下行液流，该竖直液流在下部经受一个基 本水平的方向改变，分流液流的重新导入在一个注入管的下端进行， 注入管伸入主液流的竖直下行液流;其特征在于：
-竖直下行液流(3a)形成一个连续的液体柱，
-在注入管(16)内确保一个静态混合，直至注入管出口附近， 以使气泡直径保持小于5毫米，
-并且，双相分流液流在竖直下行液流(3a)中的重新导入以至 少一个具有一个向下的竖直速度分量的射流的形式实现，该重新导入 在足以使气泡被向下带动而不会上升的一个液体高度(H)下和一个 向下的竖直速度分量下进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，双相分流液流在主 液流中的重新导入以竖直向下的一个射流(25)形式的合流来实现， 所述射流从位于方向改变上方的一个足够的高度(K)开始，以使射 流在竖直下行液流的整个水平截面上扩散。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，分流液流的重 新导入的射流是自由射流。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，分流液流的流 量基本保持恒定，而不管主液流的流量如何变化，分流液流的流量值 选择成要接纳用以保证主液流最大流量的处理所需的臭氧剂量。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，注入管出口处 的双相液流的竖直向下的速度分量大于3米/秒。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，双相液流的重 新导入在至少10米的一个液体高度(H)下进行。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，注入管出口处 的气泡直径小于5毫米。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，注入管出口处的气 泡直径小于或等于2毫米。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，竖直下行液流 (3a)位于一个液体流动的竖直管(3)内，竖直管在其下端与一个基 本水平的管(4)连接。
10.用于实施根据上述权利要求之一所述的方法的设备，它具有 一个待处理液体的输入管道(2)，一个接近输入管道的端部形成井的 竖直下行管(3)，下行管在下部与一个基本水平的管(4)连接，还设 置了一些泵装置(11)，用于在竖直下行管的上游抽取一部分分流液流， 并将分流液流导向一个混合装置(14)，混合装置接受含臭氧的一种媒 介气体，该媒介气体为空气和/或氧气;其特征在于：
-混合装置(14)位于伸入竖直下行管(3)内的一个竖直注入管 (16)的上部，竖直下行管没有任何障碍，使得竖直下行液流(3a) 形成一个连续的液体柱，
-竖直注入管(16)在其下端附近具有一个静态混合器(19i)， 用于使气泡直径保持小于一个预定值，并且其下端具有至少一个开口 (16a)，以保证双相分流液流以至少一个射流(25)的形式重新导入 到竖直下行液流中，所述射流具有一个向下的竖直速度分量(Vz)， 注入管(16)的长度和射流的输出开口(16a)要设置成使重新导入在 足以使气泡被向下带动而不会上升的一个液体高度(H)下和一个向 下的竖直速度分量(Vz)下进行。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，静态混合器(19i) 距注入管(16)下端的距离小于50厘米。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，管的注入 口(16a)朝下，并且双相分流液流在主液流中的重新导入以竖直向下 的一个射流(25)形式的合流来实现，所述射流从位于方向改变上方 的一个足够的高度(K)开始，以使射流在竖直下行液流的整个水平 截面上扩散。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，注入管(16)沿 其下部整个横截面开口，并且分流液流的重新导入的射流是自由射流。
14.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，注入管内 分布有多个静态混合器(19)，混合器以可拆卸的方式安装。
15.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述静态 混合器(19，19i)为折流板式，折流板由位于柱形套管内沿相反方向倾 斜的板形成。
16.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，它具有用 于使分流液流的流量基本保持恒定的装置(M)，而不管主液流的流量 如何变化，分流液流的流量值选择成要接纳处理主液流的最大流量所 需的臭氧剂量。
17.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，注入管(16) 的伸入液体柱的部分的长度至少为10米。
18.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，竖直下行 管(3)由已存在的工程的一部分-废水排放渠或饮用水引水管道构成， 并由一个基本水平的管(4)延长。
说明书
使臭氧与液流、特别是饮用水或废水的液流接触的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于使臭氧与一种液流、特别是饮用水或废水的 液流进行接触的方法，以便用臭氧对其进行处理。
背景技术
FR2762232描述了一种方法和一种装置，用于使臭氧与液体、特 别是水接触，根据该方法，待处理的液流和加了臭氧的气体实现双相 混合，并送入使臭氧溶解于水的装置，例如一U形管。尽管该方法得 到了有意的结果，但它不能很好地控制水和气体的双相混合，因为要 注入气体的待处理液流的流量是变化的。此外，待处理液体和加了臭 氧的气体的混合条件不能保证溶解装置入口处气泡直径的控制。另外， 用以实施该方法的装置需要大量高成本的土木工程。
EP0086019同样涉及一种方法和一种装置，用于使臭氧与待处理 液流接触。根据该文件，从液流分流一部分，在分流液流中注入加了 臭氧并形成气泡的媒介气体，如空气和/或氧气，混合气泡和液体，以 形成双相分流液流，并且将分流液流重新导入主液流的竖直下行液流。 该竖直液流在下部经受基本水平方向的流向改变。分流液流的重新导 入在注入管底端进行，该端伸入主液流的竖直下行液流。该装置同样 需要大量的土木工程以完成一个柱形容器，容器上部包括一个淌流板， 淌流板有一个自由空间，构成排气层并在容器上下部之间形成液体断 流。下行液流在下部重新形成。比例不容忽视的气泡回升到位于容器 下部的液体表面，并逸出到排气层内，然后向外部逸出，从而使臭氧 的溶解效率下降。
发明内容
本发明的目的尤其是提供一种使臭氧与一种液流接触的方法，它 能基本改善臭氧在待处理液体中的溶解效率。本发明的目的还在于提 出一种方法，这种方法的实施不需要大量特殊的土木工程，并且最好 利用已存在的饮用水或废水的收集和/或排放设施。
根据本发明，提出一种使臭氧与一种液流、特别是饮用水或废水 的液流相接触，从而通过臭氧对其进行处理的方法。根据该方法，分 流一部分液流，在分流液流中注入一种含臭氧并形成气泡的媒介气体， 空气和/或氧气，将气泡和液体混合，以形成一个双相分流液流，将分 流液流重新导入到主液流的一个竖直下行液流，该竖直液流在下部经 受一个基本水平的方向改变，分流液流的重新导入在一个注入管的底 端进行，注入管伸入到主液流内，其特征在于：
-竖直下行液流形成一个连续的液体柱，
-在注入管内确保一个静态混合，直至其出口附近，以使气泡直 径保持小于一个预定值，
-双相分流液流在竖直下行液流中的重新导入以至少一个具有一 个向下的竖直速度分量的射流的形式实现，该重新导入在足以使气泡 被向下带动不会回升的一个液体高度下和一个向下的竖直速度分量下 进行。
最好，双相分流液流在主液流中的重新导入以竖直向下的一个射 流形式的合流来实现，射流从位于方向改变之上的一个足够高度开始， 以使射流在竖直下行液流的整个水平截面上扩散。有利的是，分流液 流的重新导入的射流是一个自由射流。射流的半张角一般为15°至20°。
不管主液流的流量如何变化，分流液流的流量基本保持恒定，分 流液流的流量值选择成要接纳用于保证处理主液流最大流量所需的臭 氧剂量。
最好，注入管出口处的双相液流的竖直向下的速度分量大于3米/ 秒。双相液流的重新导入在至少10米的一个液体高度下进行。
注入管出口处的气泡直径小于5毫米，最好小于或等于2毫米。
竖直下行液流可以位于一个液体流动的竖直管内，竖直管在其下 端与一个基本水平的管连接。该水平管可与一个竖直上升管连接，或 通到一个集水工程，如河流或湖泊。
本发明还涉及用于实施前述方法的一种设备。
这种设备具有一个待处理液体的输入管道，一个接近输入管道的 端部形成井的竖直下行管，下行管在下部与一个基本水平的管连接， 还设置了一些泵装置，用于在竖直下行管的上游抽取一部分分流液流， 并将分流液流导向一个混合装置，混合装置接受含臭氧的气体，空气 和/或氧气，该设备的特征在于：
-混合装置位于伸入竖直下行管内的一个竖直注入管的上部，竖 直下行管没有任何障碍，使得竖直下行的液流形成一个连续的液体柱，
-竖直注入管在其下端附近具有一个静态混合器，用于使气泡直 径保持小于一个预定值，并且在其下端具有至少一个开口，以保证双 相分流液流以至少一个射流的形式重新导入到竖直下行液流中，射流 具有一个向下的竖直速度分量。
注入管的长度和射流出口设置成使重新导入在足以使气泡被向下 带动而不会回升的一个液体高度下和一个向下的竖直速度分量下进 行。
最好，静态混合器距注入管所述下端的距离小于50厘米。
最好，管的注入口朝下，并且双相分流液流在主液流中的重新导 入以竖直向下的一个射流形式的合流来实现，射流从位于方向改变上 方的一个足够的高度开始，以使射流在竖直下行液流的整个水平截面 上扩散。有利的是，注入管沿其下部的整个横截面开口，并且分流液 流的重新导入的射流是一个自由射流。
注入管内一般分布有多个静态混合器。这些静态混合器可以可拆 卸的方式安装。每个静态混合器都可以是折流板式，折流板由位于柱 形套管内、沿相反方向倾斜的板形成。
该设备具有使分流液流的流量基本保持恒定的装置，不管主液流 的流量如何变化，分流液流的流量值选择成要接纳处理主液流的最大 流量所需的臭氧剂量。
注入管的伸入液体柱的部分的长度至少为10米。
竖直下行管有利地由已存在的工程、特别是废水排放渠或饮用水 引水管的一部分构成，并由一个水平管延长，水平管通过另一个竖直 上升管上行。根据另一种可能性，水平管通到一个河流或湖泊、或一 个蓄水工程。