一种臭氧增压混合溶解系统的制作方法

本发明涉及一种废水处理技术领域，尤其是涉及一种臭氧增压混合溶解系统。

背景技术：

臭氧(o3)是大气中一种微量气体，臭氧因其极强的氧化能力，被广泛应用于工业废水处理中。然而，因臭氧特定的化学性质，使其在工业废水处理过程中暴露出多个问题：臭氧虽然可溶于水，但其极不稳定，其在常温常压下即可分解为氧气，因此，在处理工业废水时通过对臭氧进行压缩来增大其在废水中溶解度，但是臭氧增压过程中臭氧气体温度会升高，而臭氧气体在温度升高后更容易分解为氧气，最终使得臭氧气体在废水中的溶解度降低，臭氧利用率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种提高臭氧在废水中溶解度和臭氧利用率的臭氧增压混合溶解系统。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种臭氧增压混合溶解系统，包括

臭氧发生器，用于产生臭氧气体；

转子式臭氧压缩机，与所述臭氧发生器相连通，用于对所述臭氧气体进行增压处理；

第一循环冷却机构，设于所述臭氧发生器和转子式臭氧压缩机之间，用于使进入所述转子式臭氧压缩机的臭氧气体的温度小于第一预设温度；

气水分离罐，与所述转子式臭氧压缩机相连通，用于使臭氧气体与水相分离；

第二循环冷却机构，包括输入端和输出端，所述输入端与所述气水分离罐相连通，输出端连接在第一循环冷却机构和转子式臭氧压缩机之间，用于将气水分离罐中的水冷却后循环至转子式臭氧压缩机中，使转子式臭氧压缩机处理后臭氧气体的温度小于第二预设温度；

压力缓冲罐，与所述气水分离罐相连通，用于平衡来自所述气水分离罐的压力脉冲并使臭氧气体与废水进行混合。

优选地，所述第一循环冷却机构和转子式臭氧压缩机之间设有一第一止回阀。

优选地，还包括与所述压力缓冲罐相连通的废水处理机构，所述废水处理机构与压力缓冲罐相连通的管道上设有用于控制进入压力缓冲罐中废水流量的第一流量控制装置。

优选地，所述第一流量控制装置包括第一液体流量计、第一电磁阀和第一流量控制仪，所述第一液体流量计和第一电磁阀设于废水处理机构与压力缓冲罐相连通的管道上，且所述第一液体流量计设于第一电磁阀和废水处理机构之间，所述第一流量控制仪与所述第一液体流量计相连。

优选地，所述第一流量控制装置还包括压力表，所述第一电磁阀设于压力表和第一流量控制仪之间。

优选地，还包括与所述压力缓冲罐相连通的臭氧催化氧化反应塔，所述臭氧催化氧化反应塔与压力缓冲罐相连通的管道上设有用于控制进入臭氧催化氧化反应塔中废水流量的第二流量控制装置。

优选地，所述第二流量控制装置包括第二液体流量计、第二电磁阀、第二流量控制仪，所述第二液体流量计和第二电磁阀设于臭氧催化氧化反应塔与压力缓冲罐相连通的管道上，且所述第二液体流量计设于第二电磁阀和臭氧催化氧化反应塔之间，所述第二流量控制仪与所述第二液体流量计相连。

优选地，所述第二流量控制装置还包括一第二止回阀，所述第二液体流量计设于第二电磁阀和第二止回阀之间。

优选地，还包括第一协调器，所述第一协调器与所述第一流量控制装置和第二流量控制装置相连，用于通过第一流量控制装置和第二流量控制装置协调废水进水流量和废水出水流量。

优选地，还包括压差控制装置，其包括分别设于第二流量控制装置两端管道上的压力传感器，及依次相连的压差控制仪、第二协调器和电机，所述压差控制仪与所述压力传感器相连，所述电机与所述转子式臭氧压缩机相连。

本发明的有益效果是：

本发明所述的臭氧增压混合溶解系统，能够对臭氧进行增压处理，使其可以达到0.3～1.0mpa，并且在增压过程中通过设置第一循环冷却机构和第二循环冷却机构避免臭氧受热转换成氧气，提高了臭氧在废水中的溶解度，提高了臭氧利用率。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图示意图。

附图标记：1、臭氧发生器，2、第一循环冷却器，3、转子式臭氧压缩机，4、气水分离罐，5、循环泵，6、第二循环冷却器，7、压力缓冲罐，8、第一止回阀，9、臭氧浓度检测仪，10、压力表，11、减压阀，12、污水泵，13、臭氧催化氧化反应塔，14、第一协调器，15、臭氧溶解浓度仪，16、第一液体流量计，17、第一电磁阀，18、第一流量控制仪，19、第二液体流量计，20、第二电磁阀，21、第二流量控制仪，22、第二止回阀，23、压差控制仪，24、第二协调器，25、电机，26、防爆阀，27、背压阀。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种臭氧增压混合溶解系统，能够提高臭氧在废水中的溶解度，提高臭氧利用率。

如图1所示，一种臭氧增压混合溶解系统，包括臭氧发生器1、第一循环冷却机构、转子式臭氧压缩机3、气水分离罐4、第二循环冷却机构和压力缓冲罐7。其中，臭氧发生器1利用空气或者氧气产生臭氧气体；转子式臭氧压缩机3与臭氧发生器1通过管道相连通，用于对臭氧气体进行处理，提高臭氧气体的压力；第一循环冷却机构通过管道连接于臭氧发生器1与转子式臭氧压缩机3之间，用于使进入转子式臭氧压缩机3的臭氧气体温度小于第一预设温度；气水分离罐4与转子式臭氧压缩机3通过管道相连通，用于使臭氧气体与水相分离；第二循环冷却机构具有一输入端和输出端，其输入端与气水分离罐4通过管道相连通，输出端连接在第一循环冷却机构和转子式臭氧压缩机3之间的管道上，用于将气水分离罐4中的水冷却后循环至转子式臭氧压缩机3中，使转子式臭氧压缩机3处理后臭氧气体的温度小于第二预设温度；压力缓冲罐7与气水分离罐4相连通，用于平衡来自气水分离罐4的臭氧气体的压力脉冲并使臭氧气体与废水进行融合。

实施时，臭氧发生器1产生臭氧气体并送入第一循环冷却机构中，经第一循环冷却机构冷却后输入转子式臭氧压缩机3中进行增压处理，转子式臭氧压缩机3对臭氧气体增压过程中，第二循环冷却机构将气水分离罐4中的水冷却后循环至转子式臭氧压缩机3中，使转子式臭氧压缩机3处理后臭氧气体的温度小于第二预设温度，转子式臭氧压缩机3将压缩后的臭氧气体和水送入气水分离罐4中进行气、水分离；气水分离罐4中的臭氧气体送入压力缓冲罐7中与压力缓冲罐7内的废水进行混合。

具体地，第一循环冷却机构包括第一循环冷却器2，其用于对臭氧气体进行冷却处理，防止其受热转换为氧气。第二循环冷却机构包括相连通的循环泵5和第二循环冷却器6，循环泵5用于将气水分离罐4中的水送入第二循环冷却器6中；第二循环冷却器6用于对水进行冷却产生冷却水，并将冷却水送入转子式臭氧压缩机3中，可使转子式臭氧压缩机3在臭氧气体压缩的过程中对臭氧气体进行冷却，防止其受热转换为氧气。

为了防止第二循环冷却器6输出的冷却水流入第一循环冷却器2中，第一循环冷却器2和转子式臭氧压缩机3之间设有一第一止回阀8。

进一步地，转子式臭氧压缩机3包括转子和密封圈，其中转子采用全双相钢材料制成，密封圈采用聚四氟乙烯材料制成。转子式臭氧压缩机3通过采用特殊材料，如双相钢材料、聚四氟乙烯材料，可有效避免臭氧压缩过程中臭氧受热转换为氧气的问题。

具体实施时，转子式臭氧压缩机3的压缩比为2:1或4:1或6:1或8:1，并且输入至转子式臭氧压缩机3的臭氧气体浓度为100～150ppm，并在第一循环冷却机构的作用下，进入转子式臭氧压缩机3的臭氧气体温度小于15℃；经转子式臭氧压缩机3处理后输出的臭氧气体浓度为200～1000ppm，并在第二循环冷却机构的作用下，转子式臭氧压缩机3输出的臭氧气体温度小于25℃。

本发明通过设置第一冷却机构、第二冷却机构及转子式臭氧压缩机3，可避免臭氧受热分解，提高其在废水中的溶解度，进一步提高臭氧利用率。

进一步地，臭氧发生器1与第一循环冷却机构相连通的管道上设有用于测量臭氧浓度的臭氧浓度检测仪9，实施时，臭氧发生器1根据臭氧浓度检测仪9测量的臭氧浓度数据动态调整臭氧的产生，以使臭氧浓度保持在预设范围内。

如图1所示，气水分离罐4包括罐体，罐体上设有入口、出气口和出水口。其中，转子式臭氧压缩机3将水和臭氧气体通过入口输入至气水分离罐4的罐体内，臭氧气体和水在罐体内发生分离，臭氧气体通过出气口进入压力缓冲罐7中，水通过出水口进入第二循环冷却机构中。

具体实施时，出气口靠近气水分离罐4的罐体的顶部设置，出水口靠近气水分离罐4的底部设置。

进一步地，气水分离罐4的罐体上还设有一防爆阀26和一减压阀11，其中，防爆阀用于防止气水分离罐4因内部压力过大而引起的爆炸；减压阀11用于维持气水分离罐4内压力稳定，当气水分离罐4内压力过大时，可通过减压阀11减少罐体内部压力。

如图1所示，压力缓冲罐7包括罐体，罐体上设有进气口、进液口和出液口。其中，来自气水分离罐4的臭氧气体通过压力缓冲罐7上的进气口进入罐体内，并在罐体内保持平衡；同时，待处理的废水通过压力缓冲罐7上的进液口进入罐体内，与臭氧气体充分混合；经混合后的废水通过压力缓冲罐7上的出液口输出。通过设置压力缓冲罐7，一方面缓解增压后的臭氧气体的波动，另一方面使臭氧气体与废水充分混合，提高臭氧气体在废水中的溶解度，提高臭氧气体的利用率。

进一步地，压力缓冲罐7的罐体上还设有一压力表10和一减压阀11，压力表10用于监测压力缓冲罐7内的压力；第二减压阀11用于维持压力缓冲罐7内压力的稳定，当压力缓冲罐7内压力过大时，可通过减压阀11减少罐体内部压力。

如图1所示，系统还包括废水处理机构，其包括污水泵12，污水泵12通过管道与压力缓冲罐7相连通，用于将废水输入至压力缓冲罐7中，当然，废水处理机构还可以用于对废水过滤、调节ph等处理。

进一步地，系统还包括臭氧催化氧化反应塔13，其与压力缓冲罐7通过管道相连通，用于对经压力缓冲罐7混合后的废水进行催化氧化处理，以使废水中的有机物得以充分降解。

如图1所示，为了动态调整臭氧的溶解度，系统还包括第一流量控制装置、第二流量控制装置和第一协调器14，其中，废水处理机构与压力缓冲罐7相连通的管道上设置所述第一流量控制装置，用于控制进入压力缓冲罐7中废水的流量；压力缓冲罐7与臭氧催化氧化反应塔13相连通的管道上设有第二流量控制装置，用于控制进入臭氧催化氧化反应塔13中废水的流量；第一协调器14与第一流量控制装置和第二流量控制装置相连，用于通过第一流量控制装置和第二流量控制装置协调压力缓冲罐7中废水进水流量和废水出水流量。

进一步地，压力缓冲罐7与臭氧催化氧化反应塔13相连通的管道上设有用于监测臭氧溶解度的臭氧溶解浓度仪15，其与第一协调器14相连。实施时，臭氧溶解浓度仪15将测量到的臭氧溶解度数据输入至第一协调器14中，第一协调器14通过第一流量控制装置和第二流量控制装置动态调整压力缓冲罐7的废水进水流量和废水出水流量，进而调整臭氧的溶解度。

具体地，第一流量控制装置包括第一液体流量计16、第一电磁阀17和第一流量控制仪18，其中，第一液体流量计16和第一电磁阀17设于废水处理机构和压力缓冲罐7相连通的管道上，且第一液体流量计16设于第一电磁阀17和废水处理机构之间，第一流量控制仪18与所述第一液体流量计16相连，第一液体流量计16用于测量流入压力缓冲罐7中的废水流量，并通过第一流量控制仪18反馈至第一协调器14中；第一电磁阀17与第一协调器14相连，第一协调器14根据第一液体流量计16测量的数据动态控制第一电磁阀17的开启或关闭，进而控制压力缓冲罐7的废水进水流量。

进一步地，第一流量控制装置还包括压力表10，所述第一电磁阀17设于压力表10和第一流量控制仪18之间，压力表10可用于测量废水处理机构和压力缓冲罐7之间的管道压力。

第二流量控制装置包括第二液体流量计19、第二电磁阀20和第二流量控制仪21，第二液体流量计19和第二电磁阀20设于压力缓冲罐7与臭氧催化氧化反应塔13相连通的管道上，且第二液体流量计19设于第二电磁阀20和臭氧催化氧化反应塔13之间，第二流量控制仪21与所述第二液体流量计19相连，第二液体流量计19用于测量流入臭氧催化氧化反应塔13中经混合后废水的流量，并通过第二流量控制仪21反馈至第一协调器14中，第一协调器14根据第二液体流量计19测量的数据通过第二流量控制仪21动态控制第二电磁阀20的开启或关闭，进而控制混合后废水流量。

进一步地，第二流量控制装置还设有一第二止回阀22，第二液体流量计19设于第二电磁阀20和第二止回阀22之间，第二止回阀22用于防止臭氧催化氧化反应塔13中的液体回流至压力缓冲罐7中。

如图1所示，系统还包括压差控制装置，用于动态调整臭氧气体的压力，其压力传感器(图未示)、压差控制仪23、第二协调器24和电机25，其中，第二流量控制装置两端管道上均设置一压力传感器，压差控制仪23、第二协调器24和电机25依次相连，且压差控制仪23与压力传感器相连，电机25与臭氧压缩机相连。压差控制仪23通过压力传感器测量压力缓冲罐7出液口与臭氧催化氧化反应塔13进液口之间的压力差，并将数据输送至第二协调器24中，第二协调器24通过电机25控制转子式臭氧压缩机3对臭氧进行压缩。

进一步地，系统还包括背压阀27，其输入端连接在气水分离罐和压力缓冲罐之间的管道上，输出端连接在第一止回阀与转子式臭氧压缩机之间的管道上，用于保持气水分离罐的出气口管道上的压力稳定。

本发明能够对臭氧进行增压处理，使其可以达到0.3～1.0mpa，并且在增压过程中通过设置第一循环冷却机构和第二循环冷却机构避免臭氧受热转换成氧气，提高了臭氧在废水中的溶解度，提高了臭氧利用率。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。