立管式臭氧接触反应器及其使用方法

1.本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种臭氧接触反应器。


背景技术：

2.臭氧因其氧化性能强，反应速率快，操作方便，无二次污染等优点，在水处理领域得到了广泛应用。传统的开敞式臭氧接触反应器一般采用污水上进下出、底部臭氧曝气的运行模式，如图2所示。传统的接触反应器包括臭氧接触反应柱，所述臭氧接触反应柱的底部设有臭氧曝气系统，所述臭氧接触反应柱的下部出水，由于臭氧的溶解度随压力（水深）增加而增加，水中的臭氧浓度由下至上逐步递减，并且曝气气泡直径由下至上逐步变大，与污水接触的面积逐步减小，因此反应器在处理性能上不同水深存在明显的分区，即底部的高效区、中间的过渡区、上部的低效区。为了提高臭氧利用率，工程上在保证水深小于曝气压力的前提下，尽量提高反应器的高度，增加水深，但污水仍然需要依次经过三个区域，降低了处理效能。
3.为了解决低效区处理效果差的问题，有学者提出循环式臭氧接触反应器，如图3所示。其原理是通过循环水泵将低效区的污水送入高效区，利用高效区臭氧浓度大、气泡直径小的优势，将低效区的污水反复处理，以达到较好处理效果。但循环式臭氧接触反应器存在增加耗能，降低反应器处理能力等问题。
4.针对上述问题，有必要设计出一种臭氧传质效率高、结构简单实用的臭氧接触反应器。


技术实现要素：

5.针对传统开敞式臭氧接触反应器在处理污水时不同高度存在效能分区的现象，本发明提供了一种立管式臭氧接触反应器及其使用方法，解决了传统臭氧接触反应器低效区处理效果差的问题，降低了反应器的整体高度，减少了工程投资。
6.本发明的目的是这样实现的：一种立管式臭氧接触反应器，包括臭氧接触反应柱，所述臭氧接触反应柱的底部设有臭氧曝气系统，所述臭氧接触反应柱的下部出水，所述臭氧接触反应柱的顶部连接有立管，所述立管的上部进水。
7.一种立管式臭氧接触反应器的使用方法，包括以下步骤：1）关闭臭氧接触反应柱出水，从立管上部向臭氧接触反应柱中注入污水；2）当污水水位达到额定水位时，打开臭氧发生器，向污水中通入臭氧，同时保持反应器水位稳定，一段时间后可得干净出水。
8.作为本发明的进一步限定，所述臭氧接触反应柱内由下至上分为高效区和过渡区，所述立管代替低效区连接在过渡区顶部。
9.作为本发明的进一步限定，所述臭氧曝气系统包括设置在臭氧接触反应柱底部的臭氧曝气头，臭氧曝气头与臭氧接触反应柱外部的进气管相连，进气管上设有流量调节阀。
10.本发明将传统的开敞式臭氧接触反应器的低效区收缩至一根立管，立管下端连接
臭氧接触反应柱，通过设置立管，使水深（压力）增加，臭氧在水中的溶解度增加，气泡直径变小，接触面积增大，从而提高了臭氧利用率，从而解决了传统开敞式臭氧接触反应柱臭氧利用率低的问题，设计科学，原理简单，高效节能。
11.与现有技术相比，本发明具有以下有益之处：第一，去除了传统臭氧接触反应器低效区体积，污水处理效果明显增强，建造成本减少，运行管理方便；第二，立管的增加使臭氧接触反应器出口收缩，臭氧气体的紊动程度增加，有利于提高臭氧的处理效果；第三，水深（压力）的增加，提高臭氧在水中的溶解度，气泡直径变小，接触面积增大，从而提高了臭氧利用率。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
13.图1为本发明结构示意图。
14.图2为传统开敞式臭氧接触反应器结构示意图。
15.图3为传统循环式臭氧接触反应器结构示意图。
16.其中，1止回阀、2流量调节阀、3臭氧曝气头、4臭氧接触反应柱、5循环水泵、6立管。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例1如图1所示的一种立管式臭氧接触反应器，由臭氧接触反应柱4、立管6、臭氧曝气系统组成，臭氧曝气系统包括连接臭氧曝气头3的进气管，进气管上设有止回阀1，臭氧接触反应柱4上方设置立管6，底部设置臭氧曝气头3和流量调节阀2，流量调节阀2设置在出水管上，污水采用上进下出的运行模式，且在立管6上部形成自由水面，臭氧气体经过止回阀1，从臭氧曝气头3释放，随后依次经过高效区、过渡区、立管6，最后通向尾气处理装置。
19.实施例2一种立管式臭氧接触反应器的使用方法，将出水管上的流量调节阀2关闭，通过进水管向臭氧接触反应柱4中注入污水，当污水水位达到额定水位时，打开臭氧发生器（图中未示出，其作为气源连接进气管），向污水中通入臭氧，同时通过调节出水管上的流量调节阀2，使反应器水位保持稳定，一段时间后可得干净出水。
20.本发明将传统的开敞式臭氧接触反应器的低效区收缩至一根立管，立管下端连接臭氧接触反应柱，通过设置立管，使水深（压力）增加，臭氧在水中的溶解度增加，气泡直径
变小，接触面积增大，从而提高了臭氧利用率，从而解决了传统开敞式臭氧接触反应柱臭氧利用率低的问题，设计科学，原理简单，高效节能。
21.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。


技术特征：
1.一种立管式臭氧接触反应器，包括臭氧接触反应柱，所述臭氧接触反应柱的底部设有臭氧曝气系统，所述臭氧接触反应柱的下部出水，其特征在于，所述臭氧接触反应柱的顶部连接有立管，所述立管的上部进水。2.根据权利要求1所述的立管式臭氧接触反应器，其特征在于，所述臭氧接触反应柱内由下至上分为高效区和过渡区，所述立管代替低效区连接在过渡区顶部。3.根据权利要求1或2中任一项所述的立管式臭氧接触反应器，其特征在于，所述臭氧曝气系统包括设置在臭氧接触反应柱底部的臭氧曝气头，臭氧曝气头与臭氧接触反应柱外部的进气管相连，进气管上设有流量调节阀。4.一种如权利要求1-3中任一项所述的立管式臭氧接触反应器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：1）关闭臭氧接触反应柱出水，从立管上部向臭氧接触反应柱中注入污水；2）当污水水位达到额定水位时，打开臭氧发生器，向污水中通入臭氧，同时保持反应器水位稳定，一段时间后可得干净出水。

技术总结
本发明公开了污水处理系统领域内的一种立管式臭氧接触反应器，包括臭氧接触反应柱，臭氧接触反应柱的底部设有臭氧曝气系统，臭氧接触反应柱的下部出水，其特征在于，臭氧接触反应柱的顶部连接有立管，立管的上部进水，本发明解决了传统开敞式臭氧接触反应柱臭氧利用率低的问题，原理简单，高效节能。高效节能。高效节能。


技术研发人员：梁鸿 鄢碧鹏 王健 年国伟 柳自强
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/10/25