专利名称：一种连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理装置。
背景技术：
臭氧/高级氧化(03/A0Ps)技术越来越广泛的被应用于水处理过程，而臭氧和过氧化氢联用是目前世界上应用最广泛的饮用水处理高级氧化技术。但是连续的气态臭氧投加传质效率很低，大部分臭氧没有反应就逃逸出反应器。虽然通过在反应器中填装固体催化剂、投加过氧化氢等措施能提高臭氧的分解率和利用率，但提升幅度有限，仍存在臭氧利用率低、无法实现臭氧氧化、紫外消毒、03/A0Ps、 UV/AOPs各工艺之间的灵活切换，无法满足不同水质的需求。这使得03/A0Ps技术在实际工程中的应用受到制约。近年来，紫外/高级氧化(UV/AOPs)技术因其高效、无二次污染等特点得到了国内外研究者的广泛关注，但是该技术昂贵的成本限制了其在实际水处理中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置，以解决现有的水处理装置存在臭氧利用率低、无法实现臭氧氧化、紫外消毒、高级氧化各工艺之间的任意组合及灵活切换等问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是本发明所述的连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置由臭氧产生单元、低温水浴溶臭氧单元、高级氧化单元和蠕动泵构成；所述低温水浴溶臭氧单元包括低温恒温槽、水浴箱、溶臭氧柱、补水柱、高低水位电子式水位开关、控制组件、空气扩散装置、逆止阀、出水阀、补水泵和出水阀；高级氧化单元包括反应器壳体、石英隔水管、紫外灯、微孔布水板和混合器；低温恒温槽上的出水口与水浴箱底部的入水口连通，补水柱和溶臭氧柱均装在水浴箱内，补水柱的下部侧壁与溶臭氧柱的底端侧壁连通且二者之间的连接管路上设有逆止阀，空气扩散装置设置在溶臭氧柱内的底部，溶臭氧柱的底部侧壁上的出水管上设有出水阀，补水泵的补水进水口连接一低位水箱，补水泵的补水出水口与补水柱上端的补水口连通，补水柱内装有高低水位电子式水位开关，高低水位电子式水位开关与控制组件连接，控制组件用于控制补水泵以及高低水位电子式水位开关的启闭；臭氧产生单元上的臭氧发生器的臭氧出口与溶臭氧柱上端的臭氧入口连通；溶臭氧柱的底部侧壁上的出水管与蠕动泵的入口端连通，蠕动泵的出口端与混合器的臭氧入口连通，原水由混合器的混合器原水入口流入混合器内，过氧化氢储备液经蠕动泵从混合器上的过氧化氢入口注入混合器内；紫外灯安装在石英隔水管内，石英隔水管安装在反应器壳体内，微孔布水板水平设置在反应器壳体内的底部且微孔布水板位于石英隔水管的下方，混合器设置在反应器壳体的外部，混合器的出口与位于微孔布水板下方的反应器壳体的侧壁连通。本发明的有益效果是
本发明由于采用了低温水浴溶臭氧单元，使得臭氧利用率的较高(高效的臭氧传质效率)，处理效果好。本发明能方便灵活的在单独的臭氧氧化、紫外消毒、高级氧化之间切换以及实现03/A0Ps、 UV/A0Ps、 03/A0Ps/UV工艺组合使用，可满足不同水质的需求。本发明可用于饮用水、微污染水、水源水、污水的消毒、消除有机污染的水处理装置。本发明还具有结构设计结理、易于控制、处理成本低的优点。
图l是本发明的整体结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一如图1所示，本实施方式所述的连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理
装置由臭氧产生单元i、低温水浴溶臭氧单元n、高级氧化单元m和蠕动泵i3构成；所述低
温水浴溶臭氧单元II包括低温恒温槽5、水浴箱36、溶臭氧柱37、补水柱38、高低水位电子式水位开关8、控制组件7、空气扩散装置(曝气头)9、逆止阀10、出水阀27、补水泵16和出水阀51;高级氧化单元m包括反应器壳体39、石英隔水管40、紫外灯15、微孔布水板35和混合器14;低温恒温槽5上的出水口22与水浴箱36底部的入水口23连通，补水柱38和溶臭氧柱37均装在水浴箱36内，补水柱38的下部侧壁与溶臭氧柱37的底端侧壁连通且二者之间的连接管路上设有逆止阀10，空气扩散装置9设置在溶臭氧柱37内的底部，溶臭氧柱37的底部侧壁上的出水管27上设有出水阀51，补水泵16的补水进水口28连接一低位水箱，补水泵16的补水出水口29与补水柱38上端的补水口30连通，补水柱38内装有高低水位电子式水位开关8，高低水位电子式水位开关8与控制组件7连接，控制组件7用于控制补水泵16以及高低水位电子式水位开关8的启闭；臭氧产生单元I上的臭氧发生器4的臭氧出口19与溶臭氧柱37上端的臭氧入口25连通；溶臭氧柱37的底部侧壁上的出水管27与蠕动泵13的入口端连通，蠕动泵13的出口端与混合器14的臭氧入口32连通，原水由混合器14的混合器原水入口54流入混合器14内，过氧化氢储备液经蠕动泵13从混合器14上的过氧化氢入口33注入混合器14内；紫外灯15安装在石英隔水管40内，石英隔水管40安装在反应器壳体39内，微孔布水板35水平设置在反应器壳体39内的底部且微孔布水板35位于石英隔水管40的下方，混合器14设置在反应器壳体39的外部，混合器14的出口与位于微孔布水板35下方的反应器壳体39的侧壁连通。溶臭氧柱37的顶端还开有出气口26，水浴箱36的上端侧壁还开有排水口24。
本实施方式所述的单元反应器的壳体用普通玻璃和有机玻璃制造，也可以用不锈钢材料，可以为圆柱形或长方体。溶臭氧柱37中的气体分散装置用曝气头或者微孔钛板。
具体实施方式
二如图1所示，本实施方式所述臭氧产生单元I由氧气罐l、气体净化干燥柱2、气体流量计3、臭氧发生器4、控制器6、第一电磁阀11和第二电磁阀12构成，氧气罐1、气体净化干燥柱2和气体流量计3三者依次连通，氧气罐l、气体净化干燥柱2之间的管路上设有第一电磁阀ll，气体流量计3的出口端与臭氧发生器4的氧气进气口20连通，臭氧发生器4的循环冷却水入口17与自来水水源连通且二者之间设有第二电磁阀12;控制器6用于控制第一电磁阀11的开闭进而调节由氧气进气口20进入臭氧发生器4内的氧气流量，控制器6还用于控制第二电磁阀12的开闭进而调节由循环冷却水入口17进入臭氧发生器4内的冷却水流量，控制器6还用于控制臭氧发生器4的工作时间。臭氧发生器4上还设有臭氧发生器出口18。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图1所示，本实施方式所述低温水浴溶臭氧单元II还包括两个放空阀50，溶臭氧柱37的底端外壁上以及补水柱38底端外壁上分别设有放空阀50。溶臭氧柱37和补水柱38底部都装有放空阀以便日后清洗。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四如图i所示，本实施方式所述高级氧化单元m还包括反应器壳体放空
阀52，反应器壳体39底端外壁上设有反应器壳体放空阀52。设有放空阀52以便日后清洗。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。实施例
实施例一将溶臭氧柱37的出水口27通过蠕动泵13与混合器14的臭氧入口32连通，此时为单独的臭氧氧化模式。
实施例二关闭溶臭氧柱出水阀15，开启紫外灯15，此时为单独的的紫外消毒模式。
实施例三将溶臭氧柱37的出水管27通过蠕动泵13与混合器14的臭氧入口32连通，开启紫外灯，此时为臭氧和紫外联用模式。
实施例四将溶臭氧柱37的出水管27通过蠕动泵13与混合器14的接口32连通，将过氧化氢储备液经蠕动泵13由过氧化氢入口33注入混合器14，此时为臭氧和过氧化氢联用模式。
实施例五将过氧化氢储备液经蠕动泵13由过氧化氢入口33注入混合器14，开启紫外灯15，此时为过氧化氢和紫外联用模式。
本发明技术方案不局限于上述所列举具体实施例，还包括各具体实施例间的任意组合。工作原理
臭氧产生单元I的臭氧发生器4产生的臭氧通入低温水浴溶臭氧单元II的溶臭氧柱37内，使臭氧最大限度的溶解在溶臭氧柱37内的低温恒温水中，溶有大量臭氧的低温恒温水经蠕动泵13流入混合器14，过氧化氢储备液经蠕动泵13注入混合器14，原水在混合器14内与臭氧溶液、氧化氢储备液混合后从反应器壳体39的底部经由微孔布水板35进入反应器壳体39的内腔中，在紫外灯15的作用下进行紫外消毒经第一反应器出水口 31或第二反应器出水口 32出水。溶臭氧柱37中的水由补水柱38供给。补水柱38中装有高、低水位电子式水位开关8，高、低水位电子式水位开关8与控制组件7连接，分别控制补水泵16的启闭。补水泵16的进水口
28连接一低位水箱，启动后通过补水口3o进行补水。原水和臭氧水在进入高级氧化单元m之前在混合器i4中混合。混合液进入高级氧化单元m之后为了使流态均匀和防止短流现象，高
级氧化单元反应器壳体39底部装有微孔布水板35，孔径2-3mm。在一定温度下和水质条件下，臭氧在水中的溶解度都是一定的，通入一定浓度气态臭氧至一定时间会达到饱和状态，温度越低，溶解态饱和臭氧浓度越大也越稳定。而在低温条件下如(TC时饱和臭氧水是相对稳定的，经过试验发现30min衰减率不超过5。/。。溶臭氧柱37中溶解态臭氧的浓度可以通过改变低温恒温槽5的温度和臭氧发生器4的臭氧出口19的气态臭氧浓度来调节。而臭氧发生器4的臭氧出口19的气态臭氧浓度是通过改变氧气进气口20的氧气流量和臭氧发生器4的工作电流来调节的。臭氧发生器的循环冷却水为自来水，循环冷却水入口17和自来水连通，之间通过一电磁阀12控制循环冷却水的开关，而电磁阀12由时间控制器6来控制其启闭。
利用本发明净化水质的方法按照以下步骤进行a、接通系统电源，对温度和时间控制元件(低温恒温槽5、控制器6和控制组件7)进行参数设定，调节蠕动泵15至预定值。b、开启低温恒温槽5的循环泵直至水浴箱36中的水温达到设定值。启动控制器6和控制组件7，开启臭氧发生器4，此时臭氧产生单元I和低温水浴溶臭氧单元II进入工作状态。c、启动蠕动泵13，将溶臭氧柱37中的饱和臭氧水注入混合器14，和同时注入的原水在混合器14中混合后通过穿孔布水板35进入高级氧化单元反应器壳体39内。当出水口34有水流出时，开启紫外灯，
此时高级氧化单元m开始工作。
权利要求
1、一种连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置，所述水处理装置由臭氧产生单元(I)、低温水浴溶臭氧单元(II)、高级氧化单元III和蠕动泵(13)构成；其特征在于所述低温水浴溶臭氧单元(II)包括低温恒温槽(5)、水浴箱(36)、溶臭氧柱(37)、补水柱(38)、高低水位电子式水位开关(8)、控制组件(7)、空气扩散装置(9)、逆止阀(10)、出水阀(27)、补水泵(16)和出水阀(51)；高级氧化单元III包括反应器壳体(39)、石英隔水管(40)、紫外灯(15)、微孔布水板(35)和混合器(14)；低温恒温槽(5)上的出水口(22)与水浴箱(36)底部的入水口(23)连通，补水柱(38)和溶臭氧柱(37)均装在水浴箱(36)内，补水柱(38)的下部侧壁与溶臭氧柱(37)的底端侧壁连通且二者之间的连接管路上设有逆止阀(10)，空气扩散装置(9)设置在溶臭氧柱(37)内的底部，溶臭氧柱(37)的底部侧壁上的出水管(27)上设有出水阀(51)，补水泵(16)的补水进水口(28)连接一低位水箱，补水泵(16)的补水出水口(29)与补水柱(38)上端的补水口(30)连通，补水柱(38)内装有高低水位电子式水位开关(8)，高低水位电子式水位开关(8)与控制组件(7)连接，控制组件(7)用于控制补水泵(16)以及高低水位电子式水位开关(8)的启闭；臭氧产生单元(I)上的臭氧发生器(4)的臭氧出口(19)与溶臭氧柱(37)上端的臭氧入口(25)连通；溶臭氧柱(37)的底部侧壁上的出水管(27)与蠕动泵(13)的入口端连通，蠕动泵(13)的出口端与混合器(14)的臭氧入口(32)连通，原水由混合器(14)的混合器原水入口(54)流入混合器(14)内，过氧化氢储备液经蠕动泵(13)从混合器(14)上的过氧化氢入口(33)注入混合器(14)内；紫外灯(15)安装在石英隔水管(40)内，石英隔水管(40)安装在反应器壳体(39)内，微孔布水板(35)水平设置在反应器壳体(39)内的底部且微孔布水板(35)位于石英隔水管(40)的下方，混合器(14)设置在反应器壳体(39)的外部，混合器(14)的出口与位于微孔布水板(35)下方的反应器壳体(39)的侧壁连通。
2.根据权利要求l所述的连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置， 其特征在于所述臭氧产生单元(I )由氧气罐(1)、气体净化干燥柱(2)、气体流量计(3)、臭氧发生器(4)、控制器(6)、第一电磁阀(11)和第二电磁阀(12)构成，氧 气罐(1)、气体净化干燥柱(2)和气体流量计(3)三者依次连通，氧气罐(1)、气体净 化干燥柱(2)之间的管路上设有第一电磁阀(11)，气体流量计(3)的出口端与臭氧发生 器(4)的氧气进气口 (20)连通，臭氧发生器(4)的循环冷却水入口 (17)与自来水水源 连通且二者之间设有第二电磁阀(12);控制器(6)用于控制第一电磁阀(11)的开闭进 而调节由氧气进气口 (20)进入臭氧发生器(4)内的氧气流量，控制器(6)还用于控制第 二电磁阀(12)的开闭进而调节由循环冷却水入口 (17)进入臭氧发生器(4)内的冷却水 流量，控制器(6)还用于控制臭氧发生器(4)的工作时间。
3 根据权利要求l所述的连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置， 其特征在于所述低温水浴溶臭氧单元(II)还包括两个放空阀(50)，溶臭氧柱(37)的 底端外壁上以及补水柱(38)底端外壁上分别设有放空阀(50)。
4 根据权利要求l所述的连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置， 其特征在于所述高级氧化单元(III)还包括反应器壳体放空阀(52)，反应器壳体(39) 底端外壁上设有反应器壳体放空阀(52)。
全文摘要
一种连续流臭氧/紫外/高级氧化的水处理装置，它涉及一种水处理装置。本发明解决了现有的水处理装置存在臭氧利用率低、无法实现臭氧氧化、紫外消毒、高级氧化各工艺之间的任意组合及灵活切换等问题。臭氧发生器的臭氧出口与溶臭氧柱上端的臭氧入口连通；溶臭氧柱的底部侧壁上的出水管与蠕动泵的入口端连通，蠕动泵的出口端与混合器的臭氧入口连通，原水由混合器的混合器原水入口流入混合器内，过氧化氢储备液经蠕动泵从混合器上的过氧化氢入口注入混合器内；混合器的出口与位于微孔布水板下方的反应器壳体的侧壁连通。本发明可用于饮用水、微污染水、水源水、污水的消毒及消除有机污染的水处理工艺中。
文档编号C02F1/78GK101659474SQ200910308019
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者刘小为, 叶苗苗, 陈忠林, 陈文辉 申请人:哈尔滨工业大学