專利名稱：使臭氧與液流、特別是飲用水或廢水的液流接觸的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使臭氧與 一種液流、特別是飲用水或廢水的 液流進(jìn)行接觸的方法，以便用臭氧對(duì)其進(jìn)行處理。
背景技術(shù)：
FR2762232描述了一種方法和一種裝置，用于使臭氧與液體、特 別是水接觸，根據(jù)該方法，待處理的液流和加了臭氧的氣體實(shí)現(xiàn)雙相 混合，并送入使臭氧溶解于水的裝置，例如一U形管。盡管該方法得 到了有意的結(jié)果，但它不能很好地控制水和氣體的雙相混合，因?yàn)橐?注入氣體的待處理液流的流量是變化的。此外，待處理液體和加了臭 氧的氣體的混合條件不能保證溶解裝置入口處氣泡直徑的控制。另外， 用以實(shí)施該方法的裝置需要大量高成本的土木工程。
EP0086019同樣涉及一種方法和一種裝置，用于使臭氧與待處理 液流接觸。#4居該文件，從液流分流一部分，在分流液流中注入加了 臭氧并形成氣泡的媒介氣體，如空氣和/或氧氣，混合氣泡和液體，以 形成雙相分流液流，并且將分流液流重新導(dǎo)入主液流的豎直下行液流。 該豎直液流在下部經(jīng)受基本水平方向的流向改變。分流液流的重新導(dǎo) 入在注入管底端進(jìn)行，該端伸入主液流的豎直下行液流。該裝置同樣 需要大量的土木工程以完成一個(gè)柱形容器，容器上部包括一個(gè)淌流板， 淌流板有一個(gè)自由空間，構(gòu)成排氣層并在容器上下部之間形成液體斷 流。下行液流在下部重新形成。比例不容忽視的氣泡回升到位于容器 下部的液體表面，并逸出到排氣層內(nèi)，然后向外部逸出，從而使臭氧 的溶解效率下降
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的尤其是提供一種使臭氧與一種液流接觸的方法，它 能基本改善臭氧在待處理液體中的溶解效率。本發(fā)明的目的還在于提 出一種方法，這種方法的實(shí)施不需要大量特殊的土木工程，并且最好 利用已存在的飲用水或廢水的收集和/或排放設(shè)施。
根據(jù)本發(fā)明，提出一種使臭氧與一種液流、特別是飲用水或廢水 的液流相接觸，從而通過(guò)臭氧對(duì)其進(jìn)行處理的方法。根據(jù)該方法，分 流一部分液流，在分流液流中注入一種含臭氧并形成氣泡的4某介氣體， 空氣和/或氧氣，將氣泡和液體混合，以形成一個(gè)雙相分流液流，將分 流液流重新導(dǎo)入到主液流的一個(gè)豎直下行液流，該豎直液流在下部經(jīng) 受一個(gè)基本水平的方向改變，分流液流的重新導(dǎo)入在一個(gè)注入管的底
端進(jìn)行，注入管伸入到主液流內(nèi)，其特征在于 —豎直下行液流形成一個(gè)連續(xù)的液體柱，
一在注入管內(nèi)確保一個(gè)靜態(tài)混合，直至其出口附近，以使氣泡直
徑保持小于一個(gè)預(yù)定值，
一雙相分流液流在豎直下行液流中的重新導(dǎo)入以至少一個(gè)具有一
個(gè)向下的豎直速度分量的射流的形式實(shí)現(xiàn)，該重新導(dǎo)入在足以使氣泡 被向下帶動(dòng)不會(huì)回升的一個(gè)液體高度下和一個(gè)向下的豎直速度分量下 進(jìn)行。
最好，雙相分流液流在主液流中的重新導(dǎo)入以豎直向下的一個(gè)射 流形式的合流來(lái)實(shí)現(xiàn)，射流從位于方向改變之上的 一個(gè)足夠高度開(kāi)始， 以使射流在豎直下行液流的整個(gè)水平截面上擴(kuò)散。有利的是，分流液 流的重新導(dǎo)入的射流是一個(gè)自由射流。射流的半張角一般為15°至20°。
不管主液流的流量如何變化，分流液流的流量基本保持恒定，分 流液流的流量值選擇成要接納用于保證處理主液流最大流量所需的臭 氧劑量。
最好，注入管出口處的雙相液流的豎直向下的速度分量大于3米/ 秒。雙相液流的重新導(dǎo)入在至少I(mǎi)O米的一個(gè)液體高度下進(jìn)行。
注入管出口處的氣泡直徑小于5毫米，最好小于或等于2毫米。 豎直下行液流可以位于一個(gè)液體流動(dòng)的豎直管內(nèi)，豎直管在其下端與一個(gè)基本水平的管連接。該水平管可與一個(gè)豎直上升管連接，或 通到一個(gè)集水工程，如河流或湖泊。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)施前述方法的一種設(shè)備。
這種設(shè)備具有一個(gè)待處理液體的輸入管道， 一個(gè)接近輸入管道的 端部形成井的豎直下行管，下行管在下部與一個(gè)基本水平的管連接， 還設(shè)置了 一些泵裝置，用于在豎直下行管的上游抽取一部分分流液流， 并將分流液流導(dǎo)向一個(gè)混合裝置，混合裝置接受含臭氧的氣體，空氣
和/或氧氣，該設(shè)備的特征在于
—混合裝置位于伸入豎直下行管內(nèi)的一個(gè)豎直注入管的上部，豎 直下行管沒(méi)有任何障礙，使得豎直下行的液流形成一個(gè)連續(xù)的液體柱，
—豎直注入管在其下端附近具有一個(gè)靜態(tài)混合器，用于使氣泡直 徑保持小于一個(gè)預(yù)定值，并且在其下端具有至少一個(gè)開(kāi)口，以保證雙
相分流液流以至少一個(gè)射流的形式重新導(dǎo)入到豎直下行液流中，射流 具有一個(gè)向下的豎直速度分量。
注入管的長(zhǎng)度和射流出口設(shè)置成使重新導(dǎo)入在足以使氣泡被向下 帶動(dòng)而不會(huì)回升的一個(gè)液體高度下和一個(gè)向下的豎直速度分量下進(jìn) 行。
最好，靜態(tài)混合器距注入管所述下端的距離小于50厘米。
最好，管的注入口朝下，并且雙相分流液流在主液流中的重新導(dǎo) 入以豎直向下的一個(gè)射流形式的合流來(lái)實(shí)現(xiàn)，射流從位于方向改變上 方的一個(gè)足夠的高度開(kāi)始，以使射流在豎直下行液流的整個(gè)水平截面 上擴(kuò)散。有利的是，注入管沿其下部的整個(gè)橫截面開(kāi)口，并且分流液 流的重新導(dǎo)入的射流是一個(gè)自由射流。
注入管內(nèi)一般分布有多個(gè)靜態(tài)混合器。這些靜態(tài)混合器可以可拆 卸的方式安裝。每個(gè)靜態(tài)混合器都可以是折流板式，折流板由位于柱 形套管內(nèi)、沿相反方向傾斜的板形成。
該設(shè)備具有使分流液流的流量基本保持恒定的裝置，不管主液流 的流量如何變化，分流液流的流量值選擇成要接納處理主液流的最大 流量所需的臭氧劑量。注入管的伸入液體柱的部分的長(zhǎng)度至少為10米。
豎直下行管有利地由已存在的工程、特別是廢水排放渠或飲用水 引水管的一部分構(gòu)成，并由一個(gè)水平管延長(zhǎng)，水平管通過(guò)另一個(gè)豎直 上升管上行。根據(jù)另一種可能性，水平管通到一個(gè)河流或湖泊、或一 個(gè)蓄水工程。


除了上面闡述的配置外，本發(fā)明還包括一些其它配置，這將通過(guò)
下面參照附圖的相關(guān)非限定性實(shí)施例的描述進(jìn)一步明確。在這些圖中 圖1是實(shí)施本發(fā)明方法的一種設(shè)備的垂直剖面示意圖。 圖2是類(lèi)似于圖1的設(shè)備的局部放大垂直剖面圖，圖2相對(duì)圖1
圍繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)了 180°。
圖3是一個(gè)曲線圖，縱坐標(biāo)示出氣泡在水中上升速度的變化，橫
坐標(biāo)為氣泡直徑。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的注入管的放大剖面示意圖。
圖5為折流板式靜態(tài)混合器的一個(gè)例子的放大立體示意圖。
圖6為注入管的水平剖面圖。
圖7為本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)變型的垂直剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，特別是圖1和圖2，可以看到用于實(shí)施本發(fā)明方法的 一種設(shè)備，用于使臭氧與待處理的液體接觸。在描述的例子中，液體 為沿著一個(gè)封閉或開(kāi)》丈的管道2內(nèi)的一個(gè)主液流l的城市或工業(yè)廢水， 管道略微傾斜以便于通過(guò)重力的流動(dòng)。管道2在其端部，在一個(gè)豎直 下行管3的上方開(kāi)口，形成井。豎直下行管3的橫截面上沒(méi)有任何障 礙，以4吏豎直下"f亍液流3a形成一個(gè)連續(xù)的液體柱。
管3的下端與一個(gè)基本水平的管4連接，后者略微傾斜以利于流 動(dòng)。液體流就這樣經(jīng)受一個(gè)90。的方向改變。根據(jù)圖l的示意圖，管4 的下游端與一個(gè)豎直上行管5連接，后者的上部通到一個(gè)封閉或露天的水平略微傾斜的管道6。
作為非限定性的例子，主液流1的流量可以大于20立方米/秒。 豎直管3的高度可超過(guò)50米，從而使水平管4位于地平線S下方大約 50米深度處。管3、 4和5的直徑與要排放的液體流量相匹配，可以 為幾米，特別為6米左右。
管3、 4、 5整體形成一種U形，要明確的是水平管4的長(zhǎng)度可以 4艮長(zhǎng)，例如幾公里。
還要指出的是，管道2、 6和管3、 4和5的設(shè)備對(duì)應(yīng)于用于排放 廢水的已有設(shè)備。根據(jù)另一種可能性，該設(shè)備可對(duì)應(yīng)于飲用水的引水 系統(tǒng)。
為了采用本發(fā)明的方法用臭氧進(jìn)行處理，該設(shè)備具有至少 一個(gè)臭 氧發(fā)生器7，通過(guò)一媒介氣體8供給，媒介氣體由干燥空氣、或氧氣、 或空氣和氧氣的混合氣構(gòu)成，在出口 9處提供富含臭氧的相對(duì)壓力特 別為1.5巴左右的一種媒介氣體。
待處理液體的一部分液流10通過(guò)一個(gè)泵11從主液流1中抽取， 如有必要，可流經(jīng)一個(gè)過(guò)濾器12。抽取的液流比例可以為主液流的5% 左右，該比例可在1%和40%之間，最好在5%和20%之間。泵11可 以如圖2所示浸沒(méi)在液體中。泵11將部分液流送入一個(gè)管13,管13 連接到一個(gè)液體分流液流10和富含臭氧的氣體的混合單元14，氣體 來(lái)自與單元14連接的管9?；旌蠁卧?4置于將臭氧及其媒介氣體溶 解于液體的一個(gè)裝置15的上方，該裝置15按照"靜態(tài)混合"的原理工 作。
裝置15包括一個(gè)柱形注入管16(圖2)，基本同軸地伸入管3內(nèi)。 管16的底端位于深度H處，在管道1的液位之下，足以形成至少1 巴左右的流體靜壓力。該高度H至少為10米左右，對(duì)應(yīng)于伸入液體 的管的長(zhǎng)度。管16穿過(guò)管道2伸入管3，管16的上部位于管道1的 水位的上方。
如圖2所示，混合單元14在泵11的水平排出管13和豎直管16 之間具有一個(gè)連接彎管17。該彎管17被一個(gè)豎直短管18穿過(guò)，短管與管16同軸，短管上部與富含臭氧的氣體引入管9連接。短管18的 下部位于管16內(nèi)，并且由具有氣體通孔的一個(gè)壁軸向封閉，在短管的 柱形壁上也設(shè)置了這樣的孔。作為變型，混合單元14可以由一個(gè)水力 射流器構(gòu)成。
管16內(nèi)部，在混合單元14的下方，具有多個(gè)靜態(tài)混合器19(見(jiàn) 圖4),具有折流板，沿管的長(zhǎng)度以可拆卸的方式分布。
靠近下部的最后一個(gè)靜態(tài)混合器19i(圖4)位于管16的底端附近。 底端和混合器19i之間的距離d最好小于50厘米。
混合器19、 19i可以具有沿相反方向傾斜的板20a、 20b(圖5)，以 構(gòu)成相對(duì)的導(dǎo)向裝置，并且都朝向液體流動(dòng)的方向。板20a、 20b設(shè)置 在滑動(dòng)安裝在管16內(nèi)的柱形套管21內(nèi)。板20a、 20b形成折流板，有 利于氣泡直徑的控制及氣泡與液體的混合?；旌掀?9、 19i在管16內(nèi) 的安裝可以借助于縱向?qū)к?2以滑動(dòng)方式完成，縱向?qū)к壒潭ㄔ诠?16的內(nèi)壁上，適合進(jìn)入在套管21外周設(shè)置的槽23內(nèi)。三個(gè)導(dǎo)軌可以 如圖6所示呈120。分布，與其對(duì)應(yīng)的是三個(gè)槽23。
沿管16長(zhǎng)度分布的不同的靜態(tài)混合器19通過(guò)一個(gè)中心桿24連 接，以形成一個(gè)便于安裝和拆卸的整體，尤其是便于清理。
管16在其下部的整個(gè)截面上開(kāi)口 ，以使溶解裝置15產(chǎn)生一個(gè)豎 直向下的雙相液流的"自由射流"25。該射流25逐步擴(kuò)展。射流25的 半張角oc(圖2)相對(duì)于射流軸線方向一般約為15°至20°。管16的底端 與連接管3的彎管起始部分之間的距離K足以使自由射流擴(kuò)散到管3 的整個(gè)水平截面上，并在方向改變之前完全與下行管3內(nèi)的主液流混 合。管3的直徑用R表示，距離K應(yīng)大于R/tan a，即R等于3米時(shí) 約為11米。
管16底端的射流出口速度的豎直分量Vz(圖2)是下降的，并且至 少為3米/秒?；緸榍驙畹臍馀莸闹睆叫∮?毫米，最好小于2毫米。 這些條件，加上由深度H帶來(lái)的足夠的流體靜壓力，使氣泡向下引導(dǎo)， 逐步使臭氧及其媒介氣體在液體中幾乎完全溶解。雙相現(xiàn)象逐步地幾 乎完全消失。在管3的下部只存在媒介氣體的氣泡，其中臭氧含量大大下降，甚至為零。豎直輸入井的深度H+K足以保證良好的混合， 以及臭氧及其媒介氣體的有效溶解。
盡管豎直向下的"自由射流，，注入方式是優(yōu)選的，但可以在管16 的底端設(shè)置一個(gè)環(huán)形出口 ，從而使射流呈現(xiàn)具有豎直軸線的一個(gè)中空 錐體形狀。對(duì)于最偏離垂線的注入方向，在下行速度豎直分量至少為 3米/秒的范圍內(nèi)，射流的軸線甚至可以與豎直方向形成一個(gè)角。
一般而言，管16底端的射流出口速度最好為氣泡的豎直上升速度 的至少八倍以上。
管4的基本水平的部分可以為任意長(zhǎng)度。如有必要，該部分促進(jìn) 臭氧在液體中溶解的完成。豎直輸出井5可以為任意高度，并為輸出 和/或排放工程、如湖泊、河流、水渠或所有其它集水工程供水。
由管3、 4和5整體形成的U形管、注入管16及自由射流25的 流體動(dòng)力特性，是為了保證單相和雙相流體的速度足以維持一種"活塞 流"的流動(dòng)。"活塞流"的流動(dòng)是這樣一種流動(dòng)，即位于與整個(gè)流體速度 正交的一個(gè)平面上的液體微粒都具有相同的速度并保持在該平面上。
臭氧劑量用p克/立方米表示，表示處理l立方米液體所需的質(zhì)量， 待處理的主液流的最大流量用Qmax表示，單位為立方米/秒，分流液 流應(yīng)接受的最大臭氧流量等于pxQmax。媒介氣體中臭氧的質(zhì)量比例 用P表示(可以為12%左右)，用于導(dǎo)入最大臭氧流量的媒介氣體的質(zhì)量 流量通過(guò)公式pxQmax/(3獲得。如果液體的分流液流可以接納質(zhì)量比 例為y的含臭氧氣體，那么用于處理主液流最大流量的分流液流的流量 Qdv將為pxQmax/Py。分流液流的流量將基本恒定地保持在該值，它 對(duì)于最大流量Qmax是足夠的，并且對(duì)于主液流的低流量也是有利的。
用于凈化水的臭氧劑量可從用于城市用水的大約15毫克/升、即
15克/立方米，直至用于工業(yè)用水的200毫克/升、即200克/立方米。 在處理飲用水的情況下，典型劑量為2至5毫克/升，即2至5克/立 方米。
設(shè)置了一些裝置M，包括例如一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)流量表，用 于使分流液流的流量保持上述恒定值，不管主液流1的流量變化如何。這可很好地控制富含臭氧的氣體注入到液體流量中，以便控制氣泡直 徑。
用臭氧處理7K的好處特別在于，臭氧不僅保證水的消毒，而且還
能保證干擾物、如內(nèi)分泌物質(zhì)(激素)、染料、泡沫或硬COD的氧化。 此外，臭氧還能破壞污染，而不是對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)取代。 該設(shè)備的操作如下。
液體沿圖1中箭頭F方向流動(dòng)。來(lái)自管道l的待處理水的主液流 以連續(xù)液體柱的形式下行至豎直管3內(nèi)，后者內(nèi)放置注入富含臭氧的 雙相部分液流的管16。該雙相液流#皮待處理水的下行液流帶至管3的 底部，并且通過(guò)自由射流25的作用與其完全混合。以3至4米/秒的 速度流出管16的自由射流，在擴(kuò)散的同時(shí)速度下降，最終速度大約為 0.3米/秒，該速度與流體靜壓力結(jié)合，足以阻止氣泡的上升及氣體阻 擋作用。
帶有混合器19、 19i的注入管16的計(jì)算要使得對(duì)于清潔的水，在 靠近管16出口的最后一個(gè)混合器19i出口處，液體中基本球狀的氣泡 直徑約為2毫米。在含有有機(jī)物質(zhì)的廢水的情況下，由于與清潔水相 比其表面張力不同，氣泡直徑將更小。圖3的曲線示出了2毫米的氣 泡直徑所對(duì)應(yīng)的氣泡在液體中上升速度的最大值，該最大值基本為30 厘米/秒。由于將氣泡向下帶動(dòng)的速度高于該最大值，所以氣泡不會(huì)上 升。伴隨氣體在液體中的溶解，流體靜壓力的上升使氣泡直徑減小。 對(duì)于大于2毫米的氣泡直徑，氣泡趨于變形并且不呈球狀。對(duì)于小于 2亳米的氣泡直徑，氣泡的球體形狀隨上升速度的下降而得以維持。
由"靜態(tài)"混合原理和混合器19、 19i的折流板引起的注入管16內(nèi) 的受控剪應(yīng)力，導(dǎo)致在部分液流內(nèi)形成小氣泡，氣泡直徑可在0.5至5 毫米之間變化，并且可根據(jù)待處理流體的質(zhì)量設(shè)定直徑。在管16出口 下游的豎直下行管的自由射流25的區(qū)域內(nèi)，并且在豎直管3下部的其 余部分，殘存的氣相臭氧在待處理水的下行液流內(nèi)和一部分媒介氣體 一樣轉(zhuǎn)換成溶液。根據(jù)待處理水中的臭氧量、臭氧在其媒介氣體中的 濃度以及媒介氣體的類(lèi)型，溶解的程度有所不同。當(dāng)媒介氣體為氧氣時(shí)，這種效果特別明顯，直至幾乎完全溶解。
豎直管3內(nèi)所有地方的流動(dòng)均為"活塞流"式，即液體沿垂直于流 動(dòng)軸線的平面行進(jìn)。在水平部分4內(nèi)，流動(dòng)仍為"活塞流"式，即使在 管4的上部形成媒介氣體的氣墊。在豎直輸出管5內(nèi)，流動(dòng)可能失去 其"活塞流，，式特征，因?yàn)橐徊糠置浇闅怏w將被排放，而臭氧并未完全 溶解于液體。
由于"U形管"的豎直輸入管3和水平部分4內(nèi)的流動(dòng)為"活塞流" 式，所以可以肯定TWTh之比非常接近數(shù)值l(Tn)為10%的注入臭氧 量的輸出時(shí)間，而Th為"水力停留"時(shí)間，等于豎直輸入管3和水平管 4的容積之和除以液體流量)。結(jié)果是，對(duì)于一個(gè)給定的"CTh",同其 它沒(méi)有這樣顯著的"活塞流"式流動(dòng)的系統(tǒng)相比，可以明顯減小所需工 程的體積。"C"為時(shí)間段Th內(nèi)的臭氧平均殘佘濃度。在上行部分5內(nèi)， 氣泡的最終上行速度可以高于液體速度，這些速度差可能干擾流動(dòng)， 影響系統(tǒng)的"活塞流"特征。
實(shí)踐當(dāng)中，在管16的出口 16a位于大約IO米的深度H的一個(gè)設(shè) 備中，臭氧在大約35米的深度完全在液體中溶解。這種臭氧的完全溶 解可避免對(duì)輸出管6頂部的一個(gè)臭氧消除器的需要，因?yàn)榭稍谪Q直上 升管5內(nèi)排放的媒介氣體不再含有臭氧。
正如已經(jīng)指出的，如果不是所有的媒介氣體都在液體中溶解，那 么氣泡的直徑就會(huì)縮小，并且會(huì)像固體物質(zhì)一樣在液體中懸浮。
作為非限定性例子，在主液流為21立方米/秒的情況下，分流液 流的流量約為0.8立方米/秒，并且管16的內(nèi)徑為0.6米(60厘米)。
射流25的擴(kuò)散造成氣泡的擴(kuò)散，并防止任何聚結(jié)現(xiàn)象。
圖7為一種實(shí)施變型的示意圖，根據(jù)該變型，水平管4不是通過(guò) 一個(gè)上行管5加長(zhǎng)，而是進(jìn)入一條河流G或一個(gè)湖泊或其它集水工程 的底部。
需要指出的是，所提出的這種設(shè)備和方法實(shí)際上不會(huì)產(chǎn)生任何壓 力損失，而僅僅是一個(gè)氣泡簾。
權(quán)利要求
1.用于使臭氧與一種液流、特別是飲用水或廢水的液流進(jìn)行接觸的方法，以通過(guò)臭氧對(duì)液流進(jìn)行處理，根據(jù)該方法，分流一部分液流，在分流液流中注入含臭氧并形成氣泡的一種媒介氣體，空氣和/或氧氣，將氣泡與液體混合，以形成一個(gè)雙相分流液流，將該分流液流重新導(dǎo)入到液體主液流的一個(gè)豎直下行液流，該豎直液流在下部經(jīng)受一個(gè)基本水平的方向改變，分流液流的重新導(dǎo)入在一個(gè)注入管的下端進(jìn)行，注入管伸入主液流的豎直下行液流；其特征在于-豎直下行液流(3a)形成一個(gè)連續(xù)的液體柱，-在注入管(16)內(nèi)確保一個(gè)靜態(tài)混合，直至注入管出口附近，以使氣泡直徑保持小于一個(gè)預(yù)定值，-并且，雙相分流液流在豎直下行液流(3a)中的重新導(dǎo)入以至少一個(gè)具有一個(gè)向下的豎直速度分量的射流的形式實(shí)現(xiàn)，該重新導(dǎo)入在足以使氣泡被向下帶動(dòng)而不會(huì)上升的一個(gè)液體高度(H)下和一個(gè)向下的豎直速度分量下進(jìn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，雙相分流液流在主 液流中的重新導(dǎo)入以豎直向下的 一個(gè)射流(25)形式的合流來(lái)實(shí)現(xiàn)，所 述射流從位于方向改變上方的一個(gè)足夠的高度(K)開(kāi)始，以使射流在豎 直下行液流的整個(gè)水平截面上擴(kuò)散。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，分流液流的重 新導(dǎo)入的射流是一個(gè)《自由射流》。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，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變化，分流液流的流量 值選擇成要接納用以保證主液流最大流量的處理所需的臭氧劑量。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，注入管出口 處的雙相液流的豎直向下的速度分量大于3米/秒。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，雙相液流的 重新導(dǎo)入在至少I(mǎi)O米的一個(gè)液體高度(H)下進(jìn)行。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，注入管出口 處的氣泡直徑小于5毫米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，注入管出口處的氣 泡直徑小于或等于2毫米。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，豎直下行液 流(3a)位于一個(gè)液體流動(dòng)的豎直管(3)內(nèi)，豎直管在其下端與一個(gè)基本 水平的管(4)連接。
10. 用于實(shí)施根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法的設(shè)備，它具有 一個(gè)待處理液體的輸入管道(2)， 一個(gè)接近輸入管道的端部形成井的豎 直下行管(3)，下行管在下部與一個(gè)基本水平的管(4)連接，還設(shè)置了一 些泵裝置(ll)，用于在豎直下行管的上游抽取一部分分流液流，并將 分流液流導(dǎo)向一個(gè)混合裝置(14)，混合裝置接受含臭氧的一種氣體， 空氣和/或氧氣；其特征在于一混合裝置(14)位于伸入豎直下行管(3)內(nèi)的一個(gè)豎直注入管(16) 的上部，豎直下行管沒(méi)有任何障礙，使得豎直下行液流(3a)形成一個(gè) 連續(xù)的液體柱，一豎直注入管(16)在其下端附近具有一個(gè)靜態(tài)混合器(19i)，用于 使氣泡直徑保持小于一個(gè)預(yù)定值，并且其下端具有至少一個(gè)開(kāi)口 (16a)，以保證雙相分流液流以至少一個(gè)射流(25)的形式重新導(dǎo)入到豎 直下行液流中，所述射流具有一個(gè)向下的豎直速度分量(Vz)，注入管 (16)的長(zhǎng)度和射流的輸出開(kāi)口(16a)要設(shè)置成使重新導(dǎo)入在足以使氣泡 被向下帶動(dòng)而不會(huì)上升的一個(gè)液體高度(H)下和一個(gè)向下的豎直速度 分量(Vz)下進(jìn)行。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其特征在于，靜態(tài)混合器(19i) 距注入管(16)下端的距離小于50厘米。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于，管的注入 口(16a)朝下，并且雙相分流液流在主液流中的重新導(dǎo)入以豎直向下的 一個(gè)射流(25)形式的合流來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述射流從位于方向改變上方的一 個(gè)足夠的高度(K)開(kāi)始，以使射流在豎直下行液流的整個(gè)水平截面上擴(kuò)散。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，注入管(16)沿其 下部整個(gè)橫截面開(kāi)口，并且分流液流的重新導(dǎo)入的射流是一個(gè)《自由 射流》。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13之一所述的設(shè)備，其特征在于，注入 管內(nèi)分布有多個(gè)靜態(tài)混合器(19)，混合器以可拆卸的方式安裝。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10至14之一所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè) 靜態(tài)混合器(19，19i)為折流板式，折流板由位于柱形套管內(nèi)沿相反方向 傾斜的板形成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10至15之一所述的設(shè)備，其特征在于，它具 有裝置(M)，用于使分流液流的流量基本保持恒定，而不管主液流的 流量如何變化，分流液流的流量值選擇成要接納處理主液流的最大流量所需的臭氧劑量。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10至16之一所述的設(shè)備，其特征在于，注入 管(16)的伸入液體柱的部分的長(zhǎng)度至少為10米。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10至17之一所述的設(shè)備，其特征在于，豎直 下行管(3)由已存在的工程的一部分-廢水排放渠或飲用水引水管道 構(gòu)成，并由一個(gè)基本水平的管(4)延長(zhǎng)。
全文摘要
使臭氧與一種液流接觸的方法，根據(jù)該方法，分流一部分液流，在分流液流中注入含臭氧的媒介氣體并形成氣泡，將氣泡與液體混合，以形成一個(gè)雙相分流液流，將分流液流重新導(dǎo)入主液流的豎直下行液流，該豎直液流在下部經(jīng)受一個(gè)基本水平方向的流向改變，分流液流的重新導(dǎo)入在一個(gè)注入管下端進(jìn)行，注入管伸入主液流的豎直下行液流中。豎直下行液流(3a)形成一個(gè)連續(xù)的液體柱，在注入管(16)內(nèi)確保一個(gè)靜態(tài)混合，直至其出口附近，雙相分流液流在豎直下行液流(3a)中的重新導(dǎo)入以至少一個(gè)射流的形式實(shí)現(xiàn)，射流具有向下的豎直速度分量，該重新導(dǎo)入在足以使氣泡向下而不會(huì)回升的液體高度(H)和向下的豎直速度分量下進(jìn)行。
文檔編號(hào)B01F3/04GK101541407SQ200780039184
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日
發(fā)明者J·莫萊斯, P-A·利什提, U·熱尼耶 申請(qǐng)人:得利滿公司