一种一体化旋流式可控废水处理装置

本发明属于废水处理领域的一种可控自动化反应装置，尤其是提供了一种一体化旋流式可控废水处理装置。

背景技术：

1、随着社会的发展，农业、工业及生活的废水排放量在不断增加，废水排放会导致地表水污染，污水中的重金属、病原微生物、有机化学物严重影响着我国水资源质量。为承担解决气候变化问题中的大国责任、推动我国生态文明建设与高质量发展，实现“双碳”目标，协同推进减污降碳，已经成为我国水污染治理未来发展的必然选择。因此一种可以有效实现污水处理的小型装置成为了现阶段的目标。

2、臭氧作为自然界中已发现的最强无二次污染氧化剂，在自来水的消毒、杀菌和去除异味等方面有较为广泛的应用。因为臭氧的强氧化性，臭氧不仅能去除水中的重金属离子，还能将工厂运作产生废水中的部分有毒物质进行深层次处理并有效氧化去除，提高废水自身生物降解能力，让废水可以符合标准排放。目前，等离子体放电器产生的臭氧，通过气水接触装置扩散于待处理水中，大多是采用直流式曝气，例如专利公开号为cn110589955a的中国发明专利于2019年12月20日公开的一体化废水处理装置，使用纯氧等离子体放电产生臭氧，臭氧通过微孔曝气单元进入处理装置中，但臭氧与废水接触性不佳，使用污废水通过水泵反复循环处理，管路复杂，臭氧泄露会造成污染，且成本较高、缺少自动化。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种一体化旋流式可控废水处理装置。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、装置包括水处理室、旋转机构、监控机构和臭氧发生机构；水处理室内部储存有水，水处理室上表面的中间和外周分别开设有通孔和出气口，旋转机构的下端穿设过水处理室的通孔后设置在水处理室的中部，旋转机构的顶部和底部分别设有进气端口和出气端口，臭氧发生机构的进气端口外界大气，臭氧发生机构的出气端口和旋转机构的进气端口连通；水处理室侧壁的顶部和底部分别开设有进水口和出水口，进水口和出水口处分别设有废水进口管道和废水出口管道，水处理室上表面的出气口处设有气体出口管道，监控机构安装在水处理室上。

4、所述的臭氧发生机构包括空气进气管、介质阻挡放电臭氧发生器、电源和气泵；空气进气管的进气端外界大气，介质阻挡放电臭氧发生器的输入端和输出端分别与空气进气管的出气端和气泵的输入端连接，介质阻挡放电臭氧发生器和电源之间电连接；

5、所述的旋转机构包括旋转电机、中心转动轴和叶片；中心转动轴竖直设置在水处理室的中间，中心转动轴的下部穿设过水处理室上表面的通孔后竖直伸入水处理室内部的水中，旋转电机位于水处理室上方，旋转电机的输出轴同轴安装在中心转动轴的顶部，旋转电机用于驱动中心转动轴沿自身周向旋转，中心转动轴外侧壁的下部设有一圈叶片阵列；

6、中心转动轴的中部设有竖直的通气管道，通气管道的顶部和底部分别开设有进气端口和若干个喷嘴，气泵的输出端和通气管道的进气端口连通，喷嘴用于将臭氧输送到水处理室中。

7、所述的监控机构包括测压设备、中心控制面板和水质监测器；测压设备安装在水处理室的顶部，测压设备中的探头伸入到水处理室的上部且不与水接触，水质监测器安装在水处理室的底部，水质监测器中的探头伸入到水处理室内部的水中；测压设备和水质监测器均与中心控制面板电连接。

8、所述的介质阻挡放电臭氧发生器用于产生臭氧，介质阻挡放电臭氧发生器中的臭氧进入气泵的输入端，经气泵加压后输送到中心转动轴中通气管道的进气端口，臭氧自上而下输送入中心转动轴的底部后由喷嘴喷入至水处理室的水中。

9、所述的空气进气管、气体出口管道、废水进口管道和废水出口管道上均设有流量控制阀，流量控制阀外接阀门控制系统。

10、所述的叶片阵列主要由若干个叶片沿着中心转动轴的周向均匀间隔排布形成，各个叶片均沿着中心转动轴的径向设置。

11、所述中心转动轴的转速控制在1000-2000r/min内。

12、所述的喷嘴的个数为2-6个，每个喷嘴中均设有出气孔，出气孔的孔径大小为通气管道管径的30％-60％。

13、中心转动轴内设有通气管道，由气泵将前方介质阻挡放电臭氧发生器生成的臭氧加压通入通气管道，再由喷嘴喷入水处理室内部，处理完成后将剩余气体由顶部左侧气体出口管道排出；废水由左上方的废水进口管道进入水处理室中，废水与水处理室中的臭氧气体充分反应净化后由右侧下方的废水出口管道排出。

14、密封型圆柱型水处理室可以防止气体溢出造成污染，同时可以使气体中的臭氧充分反应完后再排出。

15、喷嘴出口处出气孔径大小为通气管道管径的一半，可以有效增大气体流速，在中心转动轴底部的喷嘴/出气孔个数设为2-6个，可以全方位喷出气体，使气体充分和废水接触反应。

16、气泵可以将介质阻挡放电臭氧发生器出口气体加压至2-5mpa，使气体快速流入中心转动轴中。

17、旋转电机在中心转动轴上方，带动着整个中心转动轴转动，转速在1000-2000r/min，搅拌废水，使得废水中的物质更均匀，并通过离心力使气体更快喷出，使气体与废水中物质充分反应。

18、水质监测器可以检测废水中的cod值(cod全称chemical oxygen demand，译为化学需氧量，表示是以化学方法测量水样中有机物被强氧化剂氧化时所消耗之氧的相当量，用以表示水中有机物量的多少)，并将数据传输到中心控制面板中，方便监测废水水质，实现废水数据实时可视化。测压设备可以测量水处理室内气体压力，并将数据传输到中心控制面板中，便于分析处理。中心控制面板上可以显示水质监测器和水质监测器实时数据，通过程序设定开闭流量控制阀，将水处理室内气压控制在1.5-2bar，同时由水质监测器测得废水中cod值小于30mg/l时打开废水进口管道上的流量控制阀排出废水，实现监测与处理自动一体化。

19、转动中心轴的底部装有回转支持轴承，可以防止转动带来的磨损影响装置的正常使用。

20、介质阻挡放电臭氧发生器采用的高压交流电源输出，电源电压控制为10-200kv，交流频率控制为5-10khz。气泵前方会形成负压，空气经空气进气管后可以直接流入装置中通过介质阻挡放电臭氧发生器生成臭氧。由气泵控制的介质阻挡放电臭氧发生器中的流量控制在5l/min。此时臭氧生成的各方面参数更为优良，处理效果更理想。

21、本发明的目的在于为了解决现有臭氧废水处理上产生的一系列问题，本发明理装置可以有效实现气水充分接触，对废水处理效率高，使用空气直接作为气源，处理过程充分实现自动化连续，可以做到精确处理，整个装置占地面积小，可以实现完全利用生成的臭氧，做到有效降低成本。

22、本发明的有益效果为：

23、1、由于气泵的存在，气泵前端会形成负压，空气流经放电单元可以直接反应生成臭氧，处理室内通过中心控制面板可以控制进出口流量阀的开闭可以形成正压环境，同时中心转动轴单元可以旋转喷流和搅拌废水，可以使臭氧在处理室内充分与废水接触与反应，同时由于水质监测器和测压设备的存在，通过中心控制面板分析数据再将剩余气体排出不会产生二次污染。

24、2、本发明的处理过程充分实现自动化连续，可以做到精确处理，并且结构较为简单，可以有效节省成本。