申請日2017.10.10
公開(公告)日2018.02.09
IPC分類號C02F1/78; C02F1/72; B01F5/00; B01F5/06; B01F5/02
摘要
本發(fā)明提供了一種污水處理裝置及方法與系統(tǒng)，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，該污水處理裝置包括氣液混合單元和與氣液混合單元連接的氧化單元;氣液混合單元包括依次連接的污水泵、氣液射流器和氣液混合器;氣液混合器包括至少一個混合柱，混合柱內(nèi)設(shè)有螺旋葉片。利用該污水處理裝置能夠緩解現(xiàn)有技術(shù)的處理設(shè)備中因氣液混合不均導(dǎo)致的臭氧利用效率低的技術(shù)問題，達(dá)到了提高臭氧利用率的技術(shù)效果。
權(quán)利要求書
1.一種污水處理裝置，其特征在于，包括氣液混合單元和與所述氣液混合單元連接的氧化單元;所述氣液混合單元包括依次連接的污水泵、氣液射流器和氣液混合器;
所述氣液混合器包括至少一個混合柱，所述混合柱內(nèi)設(shè)有螺旋葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述螺旋葉片包括左螺旋葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內(nèi)沿所述混合柱的軸向方向交替設(shè)置;
優(yōu)選地，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內(nèi)以90°角錯位交替設(shè)置;
優(yōu)選地，所述螺旋葉片為180°扭曲的螺旋葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氣液混合器的橫縱比為0.1-0.15，體積分率為10-20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氣液射流器的流量比為0.35-0.45，揚(yáng)程比為0.25-0.35，面積比為2.5-3.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氣液射流器中噴嘴入口直徑為(1.3-1.6)d，進(jìn)氣口直徑為(2.4-2.6)d，漸縮段直徑為(2.9-3.1)d，混合室直徑為(1.85-2.1)d，擴(kuò)散管直徑為(3.4-3.6)d;
其中，d為噴嘴出口直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氧化單元包括催化氧化反應(yīng)器;
優(yōu)選地，所述催化氧化反應(yīng)器為固定床催化氧化柱;
優(yōu)選地，所述固定床催化氧化柱中填充有催化填料，所述催化填料的體積為柱體體積的20-30%;
優(yōu)選地，所述催化填料包括氧化鋁、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑;
優(yōu)選地，所述催化填料還包括有二氧化錳催化劑;
優(yōu)選地，所述氧化鋁的比表面積為380-420m2/g，優(yōu)選為390-410m2/g，進(jìn)一步優(yōu)選為400m2/g;
優(yōu)選地，所述固定床催化氧化柱的柱體直徑與所述催化填料的顆粒的直徑比為15-20。
7.一種污水處理方法，其特征在于，將氧化氣體和污水分別引入權(quán)利要求1-6任一項所述的污水處理裝置中的氣液混合單元，經(jīng)混合后進(jìn)入氧化單元進(jìn)行氧化反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，所述氧化氣體包括臭氧;
優(yōu)選地，所述污水處理方法還包括將氧化氣體和污水分別引入氣液混合單元后向氣液混合單元中通入氧化劑的步驟。
9.一種污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括臭氧制備單元和與所述臭氧制備單元連接的權(quán)利要求1-6任一項所述的污水處理裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述臭氧制備單元包括制氧機(jī)和與所述制氧機(jī)連接的臭氧發(fā)生器，所述制氧機(jī)產(chǎn)生的氧氣在所述臭氧發(fā)生器生成臭氧;所述臭氧發(fā)生器連接于氣液射流器;
優(yōu)選地，所述制氧機(jī)產(chǎn)生的氧氣的純度大于90%;
優(yōu)選地，所述臭氧發(fā)生器中生成的臭氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%。
說明書
污水處理裝置及方法與系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種污水處理裝置及方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)
近二十年來，中國的印染、化工、制藥等工業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展時期，伴隨產(chǎn)生的工業(yè)廢水也日益增多。工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水往往含有大量難降解有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)，如不妥善治理，將嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和人類健康。鑒于工業(yè)廢水的高化學(xué)需氧量(ChemicalOxygen Demand，簡稱COD)和高色度，傳統(tǒng)的生物處理降解效果甚微，高級氧化技術(shù)由于氧化能力強(qiáng)、氧化速率快等獨特的優(yōu)勢成為目前此類廢水處理熱點之一。
目前常用的氧化技術(shù)是用臭氧對污水進(jìn)行氧化處理，以分解去除污水中的有害物質(zhì)。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下臭氧的氧化還原電位為2.07V，是極強(qiáng)的氧化劑。臭氧在水中分解后產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧(O)和羥基自由基(·OH)，可將有機(jī)污染物分解為CO2和H2O，從而達(dá)到廢水脫色和降低COD的目的。而目前的處理設(shè)備(臭氧催化設(shè)備)存在因氣液混合不均導(dǎo)致臭氧利用效率低，從而導(dǎo)致廢水處理成本偏高和效果不佳的缺點。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種污水處理裝置，以緩解現(xiàn)有技術(shù)的處理設(shè)備中因氣液混合不均導(dǎo)致的臭氧利用效率低的技術(shù)問題。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種污水處理方法，利用該方法進(jìn)行污水處理，可以提高臭氧的利用率。
本發(fā)明的第三目的在于提供一種污水處理系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)進(jìn)行污水處理可以在降低污水處理成本的同時提高污水的處理效果。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
一種污水處理裝置，包括氣液混合單元和與所述氣液混合單元連接的氧化單元;所述氣液混合單元包括依次連接的污水泵、氣液射流器和氣液混合器;
所述氣液混合器包括至少一個混合柱，所述混合柱內(nèi)設(shè)有螺旋葉片。
進(jìn)一步的，所述螺旋葉片包括左螺旋葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內(nèi)沿所述混合柱的軸向方向交替設(shè)置。
進(jìn)一步的，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內(nèi)以90°角錯位交替設(shè)置。
進(jìn)一步的，所述螺旋葉片為180°扭曲的螺旋葉片。
進(jìn)一步的，所述氣液混合器的橫縱比為0.1-0.15，體積分率為10-20%。
進(jìn)一步的，所述氣液射流器的流量比為0.35-0.45，揚(yáng)程比為0.25-0.35，面積比為2.5-3.5。
進(jìn)一步的，所述氣液射流器中噴嘴入口直徑為(1.3-1.6)d，進(jìn)氣口直徑為(2.4-2.6)d，漸縮段直徑為(2.9-3.1)d，混合室直徑為(1.85-2.1)d，擴(kuò)散管直徑為(3.4-3.6)d;
其中，d為噴嘴出口直徑。
進(jìn)一步的，所述氧化單元包括催化氧化反應(yīng)器;可選地，所述催化氧化反應(yīng)器為固定床催化氧化柱。
進(jìn)一步的，所述固定床催化氧化柱中填充有催化填料，所述催化填料的體積為柱體體積的20-30%;可選地，所述催化填料包括氧化鋁、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑;可選地，所述催化填料還包括有二氧化錳催化劑;可選地，所述氧化鋁的比表面積為380-420m2/g，優(yōu)選為390-410m2/g，進(jìn)一步優(yōu)選為400m2/g。
進(jìn)一步的，所述固定床催化氧化柱的柱體直徑與所述催化填料的顆粒的直徑比為15-20。
一種污水處理方法，將氧化氣體和污水分別引入上述污水處理裝置中的氣液混合單元，經(jīng)混合后進(jìn)入氧化單元進(jìn)行氧化反應(yīng)。
進(jìn)一步的，所述氧化氣體包括臭氧。
進(jìn)一步的，所述污水處理方法還包括將氧化氣體和污水分別引入氣液混合單元后向氣液混合單元中通入氧化劑的步驟。
一種污水處理系統(tǒng)，包括臭氧制備單元和與所述臭氧制備單元連接的上述污水處理裝置。
進(jìn)一步的，所述臭氧制備單元包括制氧機(jī)和與所述制氧機(jī)連接的臭氧發(fā)生器，所述制氧機(jī)產(chǎn)生的氧氣在所述臭氧發(fā)生器生成臭氧;所述臭氧發(fā)生器連接于氣液射流器;
優(yōu)選地，所述制氧機(jī)產(chǎn)生的氧氣的純度大于90%;
優(yōu)選地，所述臭氧發(fā)生器中生成的臭氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明中的污水處理裝置通過單獨設(shè)置氣液混合單元，以使氧化氣體(例如臭氧)與污水在氣液混合單元中的氣液混合器內(nèi)充分混合。該氣液混合器是由至少一個的混合柱組成的，且混合柱內(nèi)設(shè)有螺旋葉片，臭氧與污水在混合柱內(nèi)通過螺旋葉片的分流作用混合均勻，然后再進(jìn)入氧化單元進(jìn)行反應(yīng)。由于本發(fā)明中的氣液混合器內(nèi)設(shè)有螺旋葉片，因此，可以使臭氧與污水充分混合，可以有效提高臭氧的利用率，進(jìn)而降低污水處理成本并提高污水處理效果。
本發(fā)明提供的污水處理系統(tǒng)可以深度處理印染、化工、制藥等工業(yè)生產(chǎn)污水，將生物難降解物質(zhì)高效率去除，達(dá)到污水脫色和降低COD的目的，使出水完全達(dá)標(biāo)。
