一种高效臭氧氧化装置的制作方法

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种高效臭氧氧化装置。

背景技术：

水资源紧缺已成为制约我国进一步发展的限制因素，污水的资源化回用已成为实现可持续发展的关键，污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，采用臭氧氧化技术对污水进行处理已得到广泛的应用。

臭氧氧化技术是用臭氧作氧化剂对废水进行净化处理的方法，臭氧具有很强的氧化能力，能够降解水中的有机污染物。但是也具有明显的缺点，如臭氧同某些有机物的反应速度慢，现有技术中普通臭氧塔中的臭氧往往上浮后跑出反应器，在废水中的停留时间短，从而降低了臭氧的利用效率。

技术实现要素：

为了解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种高效臭氧氧化装置，通过压缩空气的气提作用，延长臭氧在废水中停留的时间，增强了臭氧氧化工艺的效率。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括u形异型管和曝气管，u形异型管主要由两根相连的进口管和出口管组成，出口管管口高度高于进口管管口高度；u形异型管上端开口处设有用于密封的端盖，连接出口管管口和进口管管口且位于进口管内侧和出口管内侧之间的端盖设置成斜面，斜面朝进口管一侧倾斜；端盖与出口管外侧相连的部分朝外侧延伸形成倾斜台面，倾斜台面朝出口管一侧倾斜；曝气管包括曝气管ⅰ和曝气管ⅱ，进口管和出口管管内分别设置有曝气管ⅰ和曝气管ⅱ；污水管经端盖后伸入进口管。

曝气管ⅰ和曝气管ⅱ分别位于距离进口管管口和出口管管口2-4m处；曝气管ⅰ通过管道与臭氧发生器相连，并通过设置于管道上的阀门调节臭氧通入速度；曝气管ⅱ通过管道与空气压缩机相连，并通过设置于管道上的阀门调节压缩空气通入速度。

曝气管上等间隔开设有多个通气孔，曝气管ⅱ的通气孔孔径大于曝气管ⅰ的通气孔孔径。

所述u形异型管管内均匀分布有催化剂，催化剂采用悬浮式催化剂。悬浮式催化剂为比重为1的催化剂，可悬浮于水中。

所述进口管内侧和出口管内侧之间的斜面和倾斜台面均为带孔滤网。

所述斜面在靠近进口管的一侧设有向上延伸的凸部，凸部用于阻挡处理后的废水经斜面流入进口管。

所述进口管和出口管的口径大小不同，进口管口径小于出口管口径。

所述端盖与进口管外侧相连的部分朝外侧延伸形成水平台面。

所述装置具体的使用方法如下：向曝气管ⅰ和曝气管ⅱ分别持续通入臭氧和压缩空气，污水通过污水管进入进口管，部分臭氧在压缩空气的气提作用下朝u形异型管底部运动，从而延长臭氧在u形异型管内的停留时间；

污水中的有机物在臭氧的氧化作用以及催化剂的催化作用进行反应完成污水处理，处理后的污水在曝气管ⅱ中压缩空气的气提作用从出口管排出，处理后的污水经出口管管口后流至倾斜台面或斜面，处理后的污水从带孔滤网向下渗出后流入位于斜面和倾斜台面下方的收集池。

污水中的有机物在u形异型管底部完成污水处理。

通过调节压缩空气的通入速度，调节出口管管口处理后的污水的出水速率以及臭氧在u形异型管的停留时间。

污水在管内流动的同时带动催化剂从进口管流入出口管，到达出口管管口的催化剂沿斜面向下滑动，滑动至斜面一侧凸部时催化剂通过跃过凸部进入进口管，从而实现催化剂的循环使用。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的高效臭氧氧化装置中的臭氧由于压缩空气的气提作用向下流动，延长了臭氧在水中的停留时间；同等高度下，停留时间可以达到普通臭氧塔的4倍以上，即提高臭氧氧化效率4倍。

(2)本实用新型的高效臭氧氧化装置能够使催化剂处于循环状态，大大增加了催化剂的利用率以及增加了催化剂与水中有机物的接触概率和接触时间。

附图说明

图1为本实用新型高效臭氧氧化装置的结构示意图。

图中：1、u形异型管，2、端盖，3、曝气管ⅰ，4、曝气管ⅱ，5、催化剂

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括u形异型管1和曝气管，u形异型管1主要由两根相连的进口管和出口管组成，出口管管口高度高于进口管管口高度。u形异型管1上端开口处设有用于密封的端盖2，连接出口管管口和进口管管口且位于进口管内侧和出口管内侧之间的端盖设置成斜面，斜面朝进口管一侧倾斜；端盖与出口管外侧相连的部分朝外侧延伸形成倾斜台面，倾斜台面朝出口管一侧倾斜；斜面和倾斜台面均为带孔滤网。曝气管包括曝气管ⅰ3和曝气管ⅱ4，进口管和出口管管内分别设置有曝气管ⅰ3和曝气管ⅱ4；污水管经端盖2后伸入进口管。

曝气管ⅰ3通过管道与臭氧发生器相连，并通过设置于管道上的阀门调节臭氧通入速度；曝气管ⅱ4通过管道与空气压缩机相连，并通过设置于管道上的阀门调节压缩空气通入速度。曝气管上等间隔开设有多个通气孔。

具体实施时，曝气管ⅰ3和曝气管ⅱ4分别位于距离进口管管口和出口管管口2-4m处。

具体实施时，斜面在靠近进口管的一侧设有向上延伸的凸部，凸部用于阻挡处理后的废水经斜面流入进口管，凸部高度为5cm。

具体实施时，装置的高度根据实际需要进行调整。

u形异型管1管内分布有催化剂5，催化剂5采用悬浮式催化剂。具体实施时，可根据废水中有机物的种类，朝u形异型管1底部投入氧化剂，如双氧水、次氯酸钠。

具体实施例：

向曝气管ⅰ3中持续通入臭氧，臭氧上升速度小于0.5m/s，向曝气管ⅱ4中持续通入压缩空气，空气上升速度小于0.5m/s，压缩空气通过汽提作用将u型管出水端的水排出，由于进水管管口小于出水管管口，使进水管的水流速度以1-1.5m/s向下流动，带动臭氧克服浮力以1-1.5m/s的速度朝u形异型管1底部运动，臭氧在u形异型管1内比普通的停留时间增加至4倍以上。

污水中的有机物在臭氧的氧化作用以及催化剂5的催化作用进行反应完成污水处理，催化剂、水和臭氧处于相对的运动状态，延长了三者接触时间和反应时间，提高了臭氧的利用效率。处理后的污水在曝气管ⅱ4中压缩空气的气提作用从出口管排出，处理后的污水经出口管管口后流至倾斜台面或斜面，处理后的污水从带孔滤网向下渗出后流入位于斜面和倾斜台面下方的收集池。

具体实施例时，u形异型管1高度在50-150米之间，出口管口径为进口管口径的两倍，出口管管口高度高于进口管管口高度50cm。

普通的臭氧反应塔的高度都在8米，臭氧在水中的停留时间有限，而且臭氧不溶于水，导致臭氧氧化效率低下，我们这个设备可以通过不断的加大管子长度，使臭氧的停留时间倍数延长，臭氧在浮力和水压交织作用下，在水中上下浮动。u形异型管底部较大的压力加大了臭氧溶解度，使臭氧氧化的效率大大提高。

可以将本实用新型做在地下，装置底部的压力增加加大了臭氧的溶解度，提高了水中有机物的反应速率，起到了节能作用。也可以将本实用新型做在地上，以有效规避环保对地下水风险的要求。

技术特征：

1.一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，包括u形异型管(1)和曝气管，u形异型管(1)主要由两根相连的进口管和出口管组成，出口管管口高度高于进口管管口高度；

u形异型管(1)上端开口处设有用于密封的端盖(2)，连接出口管管口和进口管管口且位于进口管内侧和出口管内侧之间的端盖设置成斜面，斜面朝进口管一侧倾斜；端盖与出口管外侧相连的部分朝外侧延伸形成倾斜台面，倾斜台面朝出口管一侧倾斜；

曝气管包括曝气管ⅰ(3)和曝气管ⅱ(4)，进口管和出口管管内分别设置有曝气管ⅰ(3)和曝气管ⅱ(4)；

污水管经端盖(2)后伸入进口管。

2.根据权利要求1所述的一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，曝气管ⅰ(3)和曝气管ⅱ(4)分别位于距离进口管管口和出口管管口2-4m处；曝气管ⅰ(3)通过管道与臭氧发生器相连，并通过设置于管道上的阀门调节臭氧通入速度；曝气管ⅱ(4)通过管道与空气压缩机相连，并通过设置于管道上的阀门调节压缩空气通入速度。

3.根据权利要求1所述的一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，曝气管上等间隔开设有多个通气孔。

4.根据权利要求1所述的一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，所述u形异型管(1)管内分布有催化剂(5)，催化剂(5)采用悬浮式催化剂，悬浮式催化剂采用比重为1的催化剂。

5.根据权利要求1所述的一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，所述斜面和倾斜台面均为带孔滤网。

6.根据权利要求1所述的一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，所述斜面在靠近进口管的一侧设有向上延伸的凸部，凸部用于阻挡处理后的废水经斜面流入进口管。

7.根据权利要求1所述的一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，所述进口管和出口管的口径大小不同，进口管口径小于出口管口径。

8.根据权利要求2所述的一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，通过调节压缩空气的通入速度，调节出口管管口处理后的污水的出水速率以及臭氧在u形异型管(1)的停留时间。

技术总结
本实用新型公开了一种高效臭氧氧化装置，其特征在于，包括U形异型管和曝气管，U形异型管主要由两根相连的进口管和出口管组成，出口管管口高度高于进口管管口高度；U形异型管上端开口处设有用于密封的端盖，连接出口管管口和进口管管口且位于进口管内侧和出口管内侧之间的端盖设置成斜面；端盖与出口管外侧相连的部分朝外侧延伸形成倾斜台面；曝气管包括曝气管Ⅰ和曝气管Ⅱ，进口管和出口管管内分别设置有曝气管Ⅰ和曝气管Ⅱ；污水管经端盖后伸入进口管。本实用新型通过压缩空气的气提作用，延长臭氧在废水中停留的时间，增强了臭氧氧化工艺的效率。

技术研发人员：方沁舲;洪吉庭;汪维峰
受保护的技术使用者：浙江中誉生态环境科技有限公司
技术研发日：2020.05.29
技术公布日：2021.01.15