专利名称：一种节能型多管光化学激发氧化水质处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水处理装置，特别是一种适用于水质深度处理和饮用水净化的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置。
背景技术：
水环境保护与公众健康、社会稳定密切联系，一直以来受到了社会各界的广泛关注。特别是近年来，随着我国工、农业的迅速发展和人民生活水平的不断提高，水环境问题日益突出，大量未经有效处理的工业、农业废水和生活污水排放进入自然水体，导致我国大部分江河湖泊受到不同程度的污染。水中的难降解有机污染物往往具有致癌、致畸、致突变作用，且在目前饮用水处理工艺中不能得到有效去除，从而成为饮用水安全和公众身体健康的潜在威胁。因此，在地表水的水质逐步恶化的形势下，研发合理的水处理工艺以去除水中难降解、对人体有害的杂质是当前水处理行业面临的重要任务。经过多年的研究，科学工作者提出了臭氧氧化、生物滤池预处理、膜技术和活性炭吸附等多种方法，但是这些方法对有机物的降解能力有限，有的尚存在未解决技术问题，未能取得良好的应用效果。20世纪 70年代左右，国外专家开始研究光化学激发氧化技术，并逐步引入饮用水领域，该技术显示出了令人满意的有机物降解能力，但是高成本使之难以实现大规模的工程应用。在此基础上进行改进，国内专利CN1084714C提出了紫外-微臭氧工艺并完成工艺装置研发工作，一定程度上降低了光化学激发氧化工艺的成本。由于该工艺的装置采用紫外灯的单管设计， 这种设计决定了该装置不能向中、大规模发展，其应用受到了严重地限制。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种节能型多管光化学激发氧化水质处理装置。本实用新型的具体方案是一种节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，包括供气机构和主反应器，所述主反应器包括储水器，微孔曝气件，4个及其以上的石英玻璃管， 每个石英玻璃管内安装有一个紫外灯管；储水器下部设有进水口，上部设有出水口 ；微孔曝气件安装在储水器的下部；石英玻璃管纵向设置在储水器内，其上下两端分别设有进气口和出气口，进气口与供气机构连通，出气口与微孔曝气件连通。所述石英玻璃管和紫外灯管均有12个，沿径向分两层在圆周上均勻分布，两层间交错排列。所述微孔曝气件为微孔钛曝气头。为了使臭氧与水混合均勻，增强紫外光照射的效果，所述微孔钛曝气头共有9个， 沿径向分两层排列，里层3个，外层6个，在圆周上均勻分布，并与石英玻璃管分布层形成微孔钛曝气头在内侧的交替排列。所述石英玻璃管的两端穿过储水器底部和顶部伸出储水器，石英玻璃管与储水器顶部和底部的连接处均依次套有硅胶垫片和压紧片，并用螺栓固定。为了避免储水器中水倒流，所述出气口和微孔曝气件之间通过气体导出干管连接，气体导出干管呈倒“U”形，其顶端高于出水口。为了去除空气中大部分水分以及可能存在的污染物杂质，使之经过紫外辐射时能够大幅提高臭氧产生浓度，从而提高光化学激发氧化效果，而且为了能有效防止处理过程中引入新的污染物，所述供气机构包括无油空压机和双塔式分子筛干燥器，无油空压机通过双塔式分子筛干燥器与进气口连接。为了增加水的处理路径，提高处理效果，所述进水口和出水口在储水器上呈对角设置。为了提高紫外光的利用率，节约能源，所述紫外灯管为低压汞灯，其主射线有 253. 7nm和185nm两个波长。所述储水器底部设有放空管。本实用新型的原理是通入石英玻璃管的空气，在紫外灯管发出的紫外光辐射下产生一定浓度的臭氧，臭氧经微孔曝气件与水均勻混合，紫外光一方面可将水中目标有机物激活，使之易于氧化降解，另一方面臭氧在紫外光照射下形成具有极强氧化能力的羟自由基。在紫外光、臭氧和羟自由基的协同作用下，本实用新型装置可将水中常见的微量有机物有效矿化，达到水质净化的目的。本实用新型具有以下优点(1)与传统的光化学激发氧化工艺相比，本实用新型模拟大气臭氧层紫外光辐射产生臭氧的原理，利用光化学激发源紫外灯管辐射空气产生臭氧，无需专门的臭氧发生器， 因此可节约一次性投资和运行成本，属于节能型光化学激发氧化工艺设备；(2)本实用新型采用多管设计，根据紫外穿透深度和臭氧量需求确定紫外灯管布置方式，突破了以往单管设计对设备处理水量的限制，使设备向中、大规模的发展成为可能。另外，多个紫外灯管从各个角度对目标有机物产生辐射，实现强度叠加和多次利用，提高了紫外光的利用率；(3)反应器内平均光照强度越高，对有机物的激发作用越强，但是光强增大会对臭氧的过量分解，平均光照强度不宜超过6W/L。单管设计反应器内光照强度分布不均，臭氧损耗大，而本实用新型的多管设计，主反应器内能量分布更加均衡，节能高效。(4)本实用新型装置可对四氯化碳、三氯甲烷、对-二氯苯、邻-二氯苯和1，2， 4-三氯苯等有机优先污染物进行深度处理，只要停留时间满足在60min 90min可满足国家生活饮用水卫生标准要求。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的主反应器结构示意图。图3是图2的A-A面俯视示意图。
具体实施方式
如图1-3所示的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，包括供气机构，主反应器3和进水泵4，主反应器3包括储水器31，石英玻璃管32，紫外灯管33和微孔曝气件， 供气机构包括无油空压机1和双塔式分子筛干燥器2。微孔曝气件优选微孔钛曝气头34， 共有9个，石英玻璃管32和紫外灯管33均设有12个，每个石英玻璃管32内装有一个紫外灯管33，紫外灯管33选用低压汞灯，主射线有253. 7nm和185nm两个波长。储水器31由不锈钢制成，呈圆柱形，顶部装有尾气排出口 39，底部设有进水口 40和放空管37，侧壁上部设有出水口 38，进水口 40和出水口 38呈近似对角分布，进水口 40与进水泵4连接。微孔钛曝气头34安装在储水器31下部，并与底部留有间距，其排列方式是沿径向分两层排列，里层3个，外层6个，并沿圆周均勻分布。12个石英玻璃管32纵向安装在储水器31中，沿径向分两层均勻分布在圆周上，两层间石英玻璃管32交错分布，两层石英玻璃管层与两层微孔钛曝气头层依次交替排列。石英玻璃管32的两端穿过储水器31底部和顶部伸出储水器 31，石英玻璃管32的上端为进气口 41，下端为出气口 42，进气口 41和出气口 42分别与进气干管35和气体导出干管36连通。其中，进气干管35通过双塔式分子筛干燥器2与无油空压机1连接，气体导出干管36呈倒“U”字形设计，其顶端高于储水器31的出水口 38，并与微孔钛曝气头34连通。为了保证连接处的气密性，石英玻璃管32与储水器31底部和顶部的连接处，进气口 41与进气干管35连接处以及出气口 42与气体导出干管36的连接处均套有硅胶垫片和压紧片，并采用螺栓固定。同时，为了安装清理方便，储水器31的顶部设置成可拆卸的储水本装置的工作过程如下空气经无油空压机1进入双塔式分子筛干燥器2进行干燥净化处理，然后通过进气干管35进入石英玻璃管32，空气中氧气在主波长为185nm的紫外线照射下产生一定浓度的臭氧，臭氧汇总到气体导出干管36，经微孔钛曝气头33与水混合均勻，在主波长为253. 7nm的紫外线照射下，一方面可将水中目标有机物激活，使之易于氧化降解，甚至直接导致有机物断链开环；另一方面使臭氧形成具有极强氧化能力的羟自由基。在紫外光、臭氧和羟自由基的协同作用下，将水中常见的微量有机物有效矿化，达到水质净化的目的。
权利要求1.一种节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，包括供气机构和主反应器(3)，其特征在于所述主反应器C3)包括储水器(31)，微孔曝气件，4个及其以上的石英玻璃管 (32)，每个石英玻璃管(3 内安装有一个紫外灯管(3 ；储水器(31)下部设有进水口 (40)，上部设有出水口(38)；微孔曝气件安装在储水器(31)的下部；石英玻璃管(3 纵向设置在储水器(31)内，其上下两端分别设有进气口 Gl)和出气口(42)，进气口与供气机构连通，出气口 0 与微孔曝气件连通。
2.按权利要求1所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述微孔曝气件为微孔钛曝气头(34)。
3.按权利要求2所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述石英玻璃管(3 和紫外灯管(3 均有12个，沿径向分两层在圆周上均勻分布，两层间交错排列。
4.按权利要求3所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述微孔钛曝气头(34)共有9个，沿径向分两层排列，里层3个，外层6个，在圆周上均勻分布， 并与石英玻璃管(3 分布层形成微孔钛曝气头(34)在内侧的交替排列。
5.按权利要求1所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述石英玻璃管(3 的两端穿过储水器(31)底部和顶部伸出储水器(31)，石英玻璃管(32)与储水器(31)顶部和底部的连接处均依次套有硅胶垫片和压紧片，并用螺栓固定。
6.按权利要求5所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述出气口 0 和微孔曝气件之间通过气体导出干管(36)连接，气体导出干管(36)呈倒“U” 形，其顶端高于出水口(38)。
7.按权利要求1所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述供气机构包括无油空压机(1)和双塔式分子筛干燥器O)，无油空压机(1)通过双塔式分子筛干燥器O)与进气口连接。
8.按权利要求1-7任意一项所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述进水口 0 和出水口(38)在储水器(31)上呈对角设置。
9.按权利要求1-7任意一项所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述紫外灯管(3 为低压汞灯。
10.按权利要求1-7任意一项所述的节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，其特征在于所述储水器(31)底部设有放空管(37)。
专利摘要本实用新型涉及一种节能型多管光化学激发氧化水质处理装置，包括供气机构和主反应器，主反应器包括储水器，微孔曝气件，4个及其以上的石英玻璃管，每个石英玻璃管内安装有一个紫外灯管；储水器下部设有进水口，上部设有出水口；微孔曝气件安装在储水器的下部；石英玻璃管纵向设置在储水器内，其上下两端分别设有进气口和出气口，进气口与供气机构连通，出气口与微孔曝气件连通。本实用新型采用多管设计，突破了单管设计对设备处理水量的限制，使设备向大规模的发展成为可能；多个紫外灯管从各个角度对目标有机物产生辐射，实现强度叠加和多次利用，提高了紫外光的利用率。
文档编号C02F1/78GK202038907SQ201020661000
公开日2011年11月16日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者吕锡武, 康兰英, 张东, 赵光宇 申请人:东南大学