臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)及工
-H-
O
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中，特別是在油田、煉油廠、石油化工、冶金、鋼鐵、造紙等生產(chǎn)行業(yè)中，產(chǎn)生大量含油、含有機(jī)物等各種污染物的污水，給環(huán)境造成了很大的危害。隨著人們對(duì)環(huán)保的重視，國(guó)家對(duì)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)越加嚴(yán)格，對(duì)污水處理設(shè)備提出了更高的要求。
[0003]在污水深度處理中，基于臭氧的氧化技術(shù)特別臭氧高級(jí)氧化技術(shù)越來越廣泛地用于降低水中有機(jī)物、色度、濁度及細(xì)菌等，但當(dāng)前采用的臭氧氧化接觸反應(yīng)器大多為平流式和接觸塔式，反應(yīng)器底部配有曝氣頭或釋放器來釋放臭氧氣體與污水中污染物接觸反應(yīng)，普遍存在臭氧氣泡過大，與污染物接觸幾率小，上升速度過快，臭氧反應(yīng)不充分，導(dǎo)致臭氧利用率較低，影響處理效果，增加處理成本。
[0004]另一方面，氣浮作為一種常用油水(或固液)分離技術(shù)，廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域，今年來以旋流溶氣氣浮為代表的氣浮新技術(shù)得到快速發(fā)展。但是目前旋流溶氣氣浮如中國(guó)第201320375994.6號(hào)專利，其采用氮?dú)鉃闅飧庠?，雖然能夠該專利技術(shù)能夠很好地去除乳化油，油水分離效果較好，但仍然無法去除超微乳化油、溶解油、溶解態(tài)有機(jī)物等。
[0005]臭氧氣浮技術(shù)集氣浮和臭氧氧化為一體，既能去除污水中懸浮物(顆?；蛴偷?又能利用臭氧氧化水中有機(jī)物、降低色度等，如公告號(hào)為CN 202558671 U和CN 203513318 U的中國(guó)專利。但目前臭氧氣浮主要存在兩個(gè)問題，第一，仍采用傳統(tǒng)氣浮工藝，氣浮效果差，臭氧利用率低，停留時(shí)間過長(zhǎng)，占地面積大等諸多問題，第二，臭氧利用方式簡(jiǎn)單，僅將原氣浮氣源改成臭氧，僅僅靠臭氧自身氧化，導(dǎo)致氧化選擇性較強(qiáng)，氧化能力不足，只能降解部分污染物，通用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種反應(yīng)氣泡與污染物接觸幾率大，氧化反應(yīng)更充分徹底，臭氧利用率高，停留時(shí)間短，污染物去除效果好的臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)及工藝。
[0007]一種臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)，用于處理污水，其包括氣液混合器、催化劑加入裝置、反應(yīng)罐和旋流氣浮罐，所述氣液混合器與反應(yīng)罐連接，用于將含臭氧氣體和污水混合成含微氣泡的氣液混合液后送入反應(yīng)罐中，所述催化劑加入裝置連接至污水和/或臭氧進(jìn)入反應(yīng)罐的管道上，用于將催化劑與臭氧、污水一起送入反應(yīng)罐中，所述反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)超聲波空化裝置，用于使催化劑、臭氧及污水在超聲波空化作用下進(jìn)行氧化反應(yīng)，所述旋流氣浮罐中央豎直設(shè)有導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管上端開口，下端貫穿旋流氣浮罐底部，所述旋流氣浮罐底部還設(shè)有污水出口，所述導(dǎo)流管底部裝有渦流板，所述旋流氣浮罐連通于反應(yīng)罐，用于接收經(jīng)反應(yīng)罐處理后的氣液混合液，并使氣液混合液在旋流作用下繼續(xù)反應(yīng)以及經(jīng)過浮洗分離處理。
[0008]以及，一種臭氧氧化與氣浮組合處理工藝，其采用上述的臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)對(duì)污水進(jìn)行處理，其包括下列步驟:
使污水與臭氧混合，并加入催化劑，形成含微氣泡的氣液混合物；
將含微氣泡的氣液混合物送到反應(yīng)罐中，在超聲波空化和催化劑作用下，使污水與臭氧進(jìn)行氧化反應(yīng)；
將反應(yīng)后的氣液混合物送入于旋流氣浮罐中，使氣液混合液在旋流作用下繼續(xù)反應(yīng)以及進(jìn)行浮洗分離處理。
[0009]上述臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)及工藝至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
第一、克服傳統(tǒng)臭氧氧化技術(shù)的不足，提供一種產(chǎn)生臭氧氣泡小，氣泡與污染物接觸幾率大，臭氧利用率高，污染物去除效果好的一體化裝置；
第二、通過反應(yīng)罐中將臭氧、污水在超聲波空化及催化雙重作用，預(yù)先進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，然后再于旋流氣浮罐中，在旋流作用下更進(jìn)一步充分地反應(yīng)，以及通過旋流作用，處理污染物迅速被微氣泡捕捉并逐步形成浮渣，實(shí)現(xiàn)污染物與污水分離，充分利用在反應(yīng)罐中的停留時(shí)間先進(jìn)行氧化反應(yīng)，縮短停留時(shí)間，而在旋流氣浮罐中通過旋流作用，使反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行同時(shí)促使微氣泡迅速捕撲捉污染物，進(jìn)一步縮短停留時(shí)間。
[0010]第三、針對(duì)傳統(tǒng)氣浮和旋流溶氣氣浮的不足，引入臭氧高級(jí)氧化技術(shù)，通過臭氧氧化和絮凝作用強(qiáng)化氣浮效果，使常規(guī)氣浮無法去除的超微乳化油、溶解油和溶解有機(jī)物等有效去除；
第四、針對(duì)目前傳統(tǒng)臭氧氣浮的不足，融合旋流溶氣氣浮技術(shù)、臭氧高級(jí)氧化、超聲波催化氧化、水力空化等技術(shù)，在極大地提高臭氧氧化能力、溶氣氣浮效率的同時(shí)，大幅降低臭氧消耗量，縮短停留時(shí)間，降低運(yùn)行費(fèi)用。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0013]請(qǐng)參閱圖1，顯示本發(fā)明實(shí)施例的臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)100，用于處理污水，其包括旋流氣浮罐10、反應(yīng)罐20、氣液混合器30以及催化劑加入裝置40，氣液混合器30與反應(yīng)罐20連接，用于將含臭氧氣體和污水混合成含微氣泡的氣液混合液后送入反應(yīng)罐20中，催化劑加入裝置40連接至污水和/或臭氧進(jìn)入反應(yīng)罐20的管道上，用于將催化劑與臭氧、污水一起送入反應(yīng)罐20中，所述反應(yīng)罐20內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)超聲波空化裝置21，用于使催化劑、臭氧及污水在超聲波空化作用下進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，所述旋流氣浮罐10中央豎直設(shè)有導(dǎo)流管12，所述導(dǎo)流管12上端開口，下端貫穿旋流氣浮罐10底部，所述旋流氣浮罐10底部還設(shè)有污水出口 15，所述導(dǎo)流管12底部裝有渦流板14，所述旋流氣浮罐10連通于反應(yīng)罐20，用于接收經(jīng)反應(yīng)罐20處理后的氣液混合液，并使氣液混合液在旋流作用下繼續(xù)反應(yīng)以及經(jīng)過浮洗分離處理。旋流氣浮罐10簡(jiǎn)稱為CDOF罐。
[0014]如圖所示，⑶OF罐10的側(cè)壁上部設(shè)有污水入口 11，與一個(gè)空氣混合裝置50連接。渦流板14由導(dǎo)流管12底部外壁向外延伸出，優(yōu)選為呈錐形，渦流板14的邊緣與CDOF罐10側(cè)壁底部間存在間隙，在CDOF罐10底部開有污水出口 15。污水出口 15連接一個(gè)液位控制閥17，CDOF罐10頂部設(shè)有液位計(jì)18，液位計(jì)18與液位控制閥17連接。
[0015]所述系統(tǒng)100還包括設(shè)于反應(yīng)罐20和旋流氣浮罐10連通路線上的絮凝劑加入裝置51、釋放裝置52，釋放裝置52位于空氣混合裝置50和絮凝劑加入裝置51之間。絮凝劑加入裝置51往經(jīng)反應(yīng)罐20處理后的氣液混合液中加入絮凝劑，絮凝劑迅速與氧化后污染物作用生成絮體，并快速成長(zhǎng)成絮團(tuán)后與微氣泡快速碰撞后被吸附。所述釋放裝置52用于使混合有絮凝劑后的氣流混合物進(jìn)行減壓釋放，產(chǎn)生超微氣泡，空化混合裝置50使絮體與微氣泡混合體進(jìn)行混合，再送入旋流氣浮罐10。
[0016]反應(yīng)罐20底部設(shè)有整流板，所述至少一個(gè)超聲波空化裝置21包括均勻分布于反應(yīng)罐20內(nèi)壁的兩個(gè)以上超聲波空化器21，所述至少一個(gè)超聲波空化裝置21位于反應(yīng)罐20的中下部，整流板的上方。超聲波空化裝置21采用的超聲波頻率為14~40KHZ，其中，16-28KHZ最佳。通過超聲波空化，使局部產(chǎn)生高溫、高壓的超臨界狀態(tài)，使臭氧分子快速分解，廣生大量強(qiáng)氧化性輕基自由基，大幅提尚臭氧氧化能力，加快反應(yīng)速率。反應(yīng)鍾20頂部具有排氣口 22，以將未參加反應(yīng)的臭氧等氣體放出。反應(yīng)罐20上部，如在高于超聲波空化器21的位置設(shè)有出口 24。
[0017]如圖所示，氣液混合器為一個(gè)射流器30，系統(tǒng)100還包括臭氧產(chǎn)生裝置35，所述臭氧產(chǎn)生裝置35將氧氣轉(zhuǎn)化成臭氧。臭氧產(chǎn)生裝置35優(yōu)選為由制氧系統(tǒng)和臭氧發(fā)生系統(tǒng)組成。污水通過一個(gè)污水管道31輸送，污水管道31中加入一個(gè)增壓泵32，經(jīng)其增壓后，與催化劑匯合進(jìn)入到射流器30中。催化劑加入裝置40可以是置于送入到反應(yīng)罐20路徑的任意位置，圖示優(yōu)選為在進(jìn)入射流器30前先與污水進(jìn)行混合均勻，當(dāng)然也可以是在臭氧進(jìn)入反應(yīng)罐20或射流器30的路徑上，或者在經(jīng)過射流器20混合后的污水、臭氧混合液進(jìn)入反應(yīng)罐的路徑上。由于臭氧氧化主要是處理污水，因此，在進(jìn)入射流器30前先與催化劑混合更有利于催化劑均勻分散于污水中，更好地發(fā)揮催化劑的催化作用。其中，催化劑優(yōu)選為H2O2和金屬離子，金屬離子可以是但不限于Fe (II)、Mn(II)、Ni (II)、Co(II)、Cd(II)、Cu(ii)、Ag (I)、Cr (II)、Zn (II)等，金屬離子優(yōu)選Fe2+離子。
[0018]臭氧產(chǎn)生裝置35的臭氧直接輸送到射流器30中。污水經(jīng)增壓泵32增壓后，加入催化劑混合后，與臭氧于射流器30內(nèi)混合。具體地，污水和催化劑混合液經(jīng)射流器30噴射口形成高速流體，高速流體在噴射口處產(chǎn)生壓降，將來自臭氧產(chǎn)生裝置35產(chǎn)生的臭氧吸入，含臭氧氣體在高速流體的剪切下，形成大量微小氣泡，形成氣液混合物，進(jìn)入到射流器漸擴(kuò)段減速升壓，在此過程中臭氧不斷溶解于污水中，溶臭氧污水經(jīng)管道從底部進(jìn)入到反應(yīng)罐20內(nèi)ο
[0019]系統(tǒng)100還包括氣液分離罐60，所述氣液分離罐60的入口與導(dǎo)流管12貫穿⑶OF罐10底部的下端端口連接，反應(yīng)罐20頂部具有排氣口 22，所述反應(yīng)罐20的排氣口 22連接到氣液分離罐60的入口。圖示是與導(dǎo)流管12的下端端口一并匯入連接到氣液分離罐60的靠近底部的入口。排氣口 22設(shè)有排氣閥23以控制氣體排放。進(jìn)一步地，氣液分離罐60頂部連接有排氣管道61，所述氣液分離罐60的排氣管道61與廢氣凈化裝置65連接，所述氣液分離罐60底部具有排渣出口 62，將分離出的浮渣排出。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種臭氧氧化與氣浮組合處理工藝，其用上述的臭氧氧化與氣浮組合處理系統(tǒng)對(duì)污水進(jìn)行處理，該工藝包括下列步驟: SlO:使污水與臭氧混合，并加入催化劑，形成含微氣泡的氣液混合物；