一种废水处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种废水处理领域，具体的涉及一种通过高速机械强化混方式使难生化物质开环断链，从而达到降解有机物、提高废水处理效率的废水处理装置。

背景技术：

目前很多化工工业废水具有排水量大、污染物成分复杂、可生化性差等特点，随着国家环保部门对废水排放标准的提高以及企业可持续发展的要求，水资源的循环利用迫在眉睫。废水的有效预处理技术及深度处理技术是解决废水能够达到达标或回用要求的关键。

工业企业排放出来的废水很多具有有机物浓度高、含盐量高、含有生物毒性物质或难生物降解的高分子有机物，直接进入生化系统会对生化系统造成较大的冲击，甚至生化系统崩溃，此时需要对此部分难处理废水单独预处理后进入生化系统混合处理；

工业企业排放出来的废水经过第二生化处理后，废水的b/c已经常低，但cod仍然满足不了达标排放要求或进回用水系统要求，此时需要进一步降低cod值或提高b/c，且传统臭氧氧化技术或其它传统高级氧化技术均无法满足要求，因此需要一种更为高效的高级氧化技术。

技术实现要素：

有鉴于此，针对现有处理装置存在的问题，本申请提出一种废水处理装置，其基于多相氧化与高速机械旋转联合，采用多层(如双层)双层叶轮搅拌机机械混合，臭氧及双氧水分层、多点投加的方式，使气、水充分混合反应，达到处理难降解有机物、提高废水可生化性以及解毒的多重作用的工艺及设备。

为实现上述目的，本申请采用如下方案，

一种的废水处理装置，其特征在于，包含臭氧反应器，其设有进水口，与进水区相连通；出水口，与出水区相连通；其内配置有至少一个混合区、与所述混合区匹配连接的反应区、缓冲区，

通过所述进水口将待处理的水引至混合区；所述混合区配置有搅拌机、臭氧投加装置、双氧水投加装置，其分别电性连接控制系统，所述搅拌机包含有电机，其输出端连接拌机轴、所述拌机轴上设置至少2组叶轮。

优选的，该臭氧反应器内配置第一混合区、与所述第一混合区匹配连接的第一反应区，第二混合区、与所述第二混合区匹配连接的第二反应区、缓冲区，所述第一混合区、第一混合区分别配置有臭氧投加装置、双氧水投加装置、搅拌机；

所述第一混合区与进水区相连通，

经过第二反应区处理后的水流至缓冲区，所述缓冲区配置有穿孔，其内的水通过所述穿孔溢流至所述出水区。

优选的，该第一混合区配置有所述第一搅拌机，其包含搅拌机电机、其输出轴连接拌机轴、所述拌机轴配置有第一叶轮、第二叶轮，第一搅拌机运行时基于拌机轴的旋转带动第一叶轮、第二叶轮旋转，搅拌所述第一混合区内的水，使得气、水充分混合反应。

优选的，该第一叶轮配置于拌机轴的端部侧，所述第二叶轮,配置于拌机轴的中下部。

优选的，该第一混合区配置有第一臭氧投加口、第二臭氧投加口，其分别通过管道连接臭氧投加装置，水平位置上，第二臭氧投加口的位置低于第一叶轮的位置。

优选的，该第一混合区配置有第一双氧水投加口及第二双氧水投加口，其分别通过管道连接双氧水投加装置，水平位置上，第二双氧水投加口的位置高于第一叶轮的位置。

优选的，该第一/第二搅拌机的叶轮，采用抛物线-非对称设计的叶片形式，其运行时转速不低于125rpm。

优选的，该臭氧的投加量与双氧水h2o2投加量的摩尔比为1：(0.3～0.7)。

本申请实施例提供一种废水处理方法，其特征在于，包含上述的废水处理装置，所述方法包含下列步骤：

s1.待处理的废水流入反应器的第一混合区；

s2.向第一混合区投加臭氧o3、双氧水h2o2，并启动第一混合区内的第一搅拌机，经过第一搅拌机充分搅拌的水流至第一反应区；

s3.经第一反应区反应后的水流至缓冲区；

s4.缓冲区存储的水达到预设高度时通过穿孔溢流至出水区。

本申请实施例提供一种废水处理方法，其特征在于，包含上述的废水处理装置，所述方法包含下列步骤：

s11.待处理的废水流入反应器的第一混合区；

s12.向第一混合区投加臭氧o3、双氧水h2o2，并启动第一混合区内的第一搅拌机，经过第一搅拌机充分搅拌的水流至第一反应区；

s13.经第一反应区反应后的水流至第二混合区，向第二混合区投加臭氧o3、双氧水h2o2，并启动第二混合区内的第二搅拌机，经过第一搅拌机充分搅拌的水流至第二反应区；

s14.经第二反应区反应后的水流至缓冲区；

s15.缓冲区存储的水达到预设高度时通过穿孔溢流至出水区。

有益效果

相对于现有技术，本申请实施方式具有如下优点:通过高速机械强化臭氧联合/混合的方式，采用双层叶轮搅拌机机械混合，臭氧及双氧水分层、多点投加的方式，使气、水充分混合反应，同时利用臭氧和双氧水的协同作用，产生一种强氧化性的羟基自由基与待处理水充分混合反应而氧化分解难生物降解有机物，使难生化有机物开环断链，从而达到降解有机物、提高废水可生化性以及解毒等多重作用，对难降解废水生化前的预处理、生化后cod在300mg/l以下的难生化降解废水的深度处理具有良好的处理效果。

附图说明

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例的废水处理装置的结构示意图；

图2为图1搅拌机的结构示意图；

图3为图2搅拌机的另一视角的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的废水处理装置的处理流程示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

提供一种通基于多相氧化与高速机械旋转联合的废水处理装置，其采用双层叶轮搅拌机机械混合，臭氧及双氧水分层、多位置点(简称多点)投加的方式，使水气充分混合反应，达到处理难降解有机物、提高废水可生化性以及解毒的多重作用的工艺及设备。对难降解废水生化前的预处理、生化后cod在300mg/l以下的难生化降解废水的深度处理具有良好的处理效果，弥补了目前传统臭氧处理工艺的一些缺陷。其工作机理：利用臭氧和双氧水的协同作用，产生一种强氧化性的羟基自由基与待处理水充分混合反应而氧化分解难生物降解有机物，通过高速旋转使得难生化物质开环断链，从而达到降解有机物、提高废水可生化性以及解毒的多重作用，然后再进入下道处理工序进一步降低cod至达标排放要求或达标后直接排放。分子式：2o3+h2o2→2oh+3o2。

该废水处理装置包括：进水区、(高效)臭氧反应器、出水区、机械混合反应装置、臭氧投加装置、双氧水投加装置、控制系统。该臭氧反应器为封闭式结构，其内设有臭氧投加装置、双氧水投加装置以及臭氧反应搅拌机，用以高效地将注入的臭氧气体以微小粒径分散于液相废水中，臭氧反应器配置有进水口其通过管道连接至进水区，出水口其通过管道连接至出水区，经过该臭氧反应器处理的出水流至下道处理工序或达标排放至预定的水池。

接下来结合图1至图3来描述本申请实施方式提出的废水处理装置。该废水处理装置10，其包含进水区1、臭氧反应器、出水区3；该臭氧反应器内设有第一混合区2-2、第一反应区2-3、第二混合区2-4、第二反应区2-5、缓冲区2-6、臭氧投加装置、双氧水投加装置、搅拌机2-14a/2-14b、搅拌机电机2-15、拌机轴2-16、叶轮2-17，能高效地将臭氧气体以微小粒径分散于液相废水中，高效臭氧反应器的进水口与进水区相连，出水口与出水区连接，出水至下道处理工序或达标排放水池。高效臭氧反应器，较佳的采用封闭式容器结构反应器。臭氧反应器可根据实际需求设计成钢混结构或全钢结构等其它结构形式。

接下来结合图1来描述该废水处理装置的运行，待处理的废水首先进入进水区1，然后借助重力通过流入第一混合区2-2的进水口2-1进入反应器内(也称高效臭氧反应器)，第一混合区2-2配置有臭氧投加装置2-12a、双氧水投加装置2-13a，其分别通过管道连接至臭氧发送装置11b、双氧水存储部11a,第二混合区2-4配置有臭氧投加装置2-12b、双氧水投加装置2-13b，其分别通过管道连接至臭氧发送装置11b、双氧水存储部11a。进而向第一混合区2-2及第二混合区2-4内投加臭氧、双氧水。第一混合区2-2内配置有第一搅拌机2-14a，第二混合区2-4内配置有第二搅拌机2-14b，通过该第一搅拌机/第二搅拌机的高速机械强化混合方式，使得气、水充分混合反应，同时利用臭氧和双氧水的协同作用，产生一种强氧化性的羟基自由基与待处理水充分混合反应而氧化分解难生物降解有机物，使难生化有机物开环断链，从而达到降解有机物、提高废水可生化性以及解毒等多重作用，高效臭氧反应器出水汇入出水区，出水区出水至下道处理工序进一步去除废水中的有机物后达标排放或达标后直接标放。本实施方式中，第一搅拌机/第二搅拌机的结构相同，其采用径向流叶轮。在其他的实施方式中，可采用轴向流叶轮。

下面结合图2、图3来描述第一搅拌机的结构，第一搅拌机包含，搅拌机电机2-15、其输出端连接拌机轴2-16、该拌机轴2-16上间隔的配置有第一叶轮2-17a，第二叶轮2-17b，该第一搅拌机运行时基于拌机轴2-16的旋转带动第一/第二叶轮旋转，来搅拌其内的水，使得气、水充分混合反应。第一叶轮2-17a配置于拌机轴2-16的端部侧，第二叶轮2-17b,配置于拌机轴2-16的中下部。本实施方式中反应器配置有两级双层投加臭氧o3、双氧水h2o2，通过高速机械强化混合同时利用臭氧和双氧水的协同作用，产生一种强氧化性的羟基自由基与待处理水充分混合反应而氧化分解难生物降解有机物，使难生化物质开环断链，从而达到降解有机物、提高废水可生化性以及解毒等多重作用。

臭氧投加装置2-12a通过预设的管道至第一臭氧投加口12a1,第二臭氧投加口12a2,其中水平位置上，第二臭氧投加口12a2的位置低于第一叶轮2-17a，这样的设计，通过第二臭氧投加口12a2投加(注入)臭氧后，其向上浮起，基于第一叶轮的旋转使其扩散。双氧水投加装置2-13b，通过预设的管道至第一双氧水投加13a1,第二双氧水投加口13a2,水平位置上，第二双氧水投加口13a2的位置高于第一叶轮2-17a的位置。在搅拌机的两组叶轮的设计中，其运行时可同角速旋转，上/下层两层叶轮线速度可相同或不相同。在一实施方式中、上/下两层叶轮形式可相同(可上下两层均为径向流叶轮)或可不相同(可上层为轴向流叶轮，下层为径向流叶轮)。在一实施方式中，与第一臭氧投加口12a1、第二臭氧投加口12a2连接的管道(较佳的，该第一臭氧投加口12a1、第二臭氧投加口12a2配置于该管道的一端部)配置有复数个穿孔(配置穿孔的管道(也称投加环，该投加环平面与水平面平行))。该穿孔配置呈圆孔状、椭圆孔状、方形孔状、五角星状、海星等等，通过这样的设计，部分投加的臭氧通过该穿孔流出，这样流入水中的臭氧尽量的分散再通过叶轮使其充分的分散。

在一实施方式中、第一级/第二级搅拌机分别电性连接控制模块，其转速通过控制模块的变频控制。在其他的实施方式中，搅拌机的多组(多层)叶轮。

在其他的实施方式中，反应器配置多级多层投加臭氧o3、双氧水h2o2。

本申请实施方式还提供一种基于多相氧化与高速机械强化臭氧混合联合的单级废水处理装置的废水处理方法(也称处理工艺)如图4所示，其包含下列步骤：

s1.待处理的废水流入反应器的第一混合区；

s2.向第一混合区投加臭氧o3、双氧水h2o2，并启动第一混合区内的第一搅拌机，经过第一搅拌机充分搅拌的水流至第一反应区；

s3.经第一反应区反应后的水流至缓冲区；

s4.缓冲区存储的水达到预设高度时通过穿孔溢流至出水区。

本实施方式的s2中，采用变频的方式启动第一混合区内的第一搅拌机(低至高频的形式)。

本申请实施方式还提供一种基于多相氧化与高速机械强化臭氧混合联合的双级废水处理装置的废水处理方法(也称处理工艺)，其包含如下步骤：s11.待处理的废水流入反应器的第一混合区；

s12.向第一混合区投加臭氧o3、双氧水h2o2，并启动第一混合区内的第一搅拌机，经过第一搅拌机充分搅拌的水流至第一反应区；

s13.经第一反应区反应后的水流至第二混合区，向第二混合区投加臭氧o3、双氧水h2o2，并启动第二混合区内的第二搅拌机，经过第一搅拌机充分搅拌的水流至第二反应区；

s14.经第二反应区反应后的水流至缓冲区；

s15.缓冲区存储的水达到预设高度时通过穿孔溢流至出水区。该实施方式，基于第一混合区/第二混合区内的搅拌机的高速旋转及臭氧和双氧水的协同作用，产生一种强氧化性的羟基自由基与待处理水充分混合反应，进而氧化分解废水中难生物降解的有机物，使其开环断链，从而达到降解有机物、提高废水的可生化性以及解毒的多重作用。该反应器内臭氧及双氧水分层、多点投加的方式，这样区别与传统的曝气盘曝气型、射流曝气型等，这样反应器具有更高的气体分散效率、对池体或反应器高度无最小高度要求、占地面积小、停留时间短、不易堵塞等特点。本实施方式中，第二搅拌机的采样变频的方式启动。

较佳的，该出水区的水达标后至下道处理工序进一步去除废水中的有机物后达标排放或者直接达标排放。

在一实施方式中，该臭氧反应器可根据实际需要(如进出水水质要求等)，可调整双氧水的投加比例或不投加双氧水。

进一步的，该s2/s3中臭氧o3、双氧水h2o2投加的摩尔比为1：0.3～0.7。即每去除1kgcod，消耗约1.5kg～2.2kg臭氧o3。

进一步的，该第一/第二搅拌机的叶轮，采用抛物线-非对称设计的叶片形式。较佳的，该叶轮运行转速不低于125rpm，这样能够有效地切割臭氧气体，将其均匀地分散于液相中，不会有液泛现象发生。第一叶轮采用径向流叶轮，第二叶轮采用径向流叶轮或采用轴向流叶轮。拌机轴上设置至少2组叶轮及至少2层(水平方向上至少有2层叶轮)。

进一步的，该反应器可根据实际需求(比如进出水水质要求等)，臭氧混合反应区域可设计成单级或多级反应(即，单级时，无第二混合区/第二反应区，多级时，匹配的增加响应的混合区/反应区)。

进一步的，该臭氧投加位置点较佳的设置在每层叶轮的下方，双氧水投加点设置在每层叶轮上方，这样通过叶轮的提升及剪切作用，使臭氧气体形成微小气泡与废水充分混合反应，同时与双氧水反应产生强氧化性羟基自由基，可以氧化基本有机物。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。