超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，包括臭氧發(fā)生器、設(shè)置在主體內(nèi)的不銹鋼反應(yīng)槽、順次設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)槽側(cè)壁上的低頻超聲波換能器和高頻超聲波換能器、超聲波發(fā)生器，其中在不銹鋼反應(yīng)槽底部設(shè)有與臭氧發(fā)生器連通的臭氧進(jìn)氣口和廢水進(jìn)水管，在不銹鋼反應(yīng)槽的頂部設(shè)有臭氧出氣管和廢水出水管，低頻超聲波換能器位于高頻超聲波換能器的下方，低頻超聲波換能器和高頻超聲波換能器分別與超聲波發(fā)生器連接。本實用新型的優(yōu)點是：可以充分利用不同頻率超聲波與臭氧的作用，相互補充，利用率高，體系氧化能力強，處理難降解有機(jī)廢水效率高，體積小，操作方便。
【專利說明】
超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及難降解有機(jī)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著我國工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、人造絲堿解物、新型助劑、洗滌劑、 雜環(huán)有機(jī)物等難降解有機(jī)物大量進(jìn)入各類工業(yè)廢水中，使原有的生物處理系統(tǒng)對C0D &去除 率從70%下降到50%左右，甚至更低。同時，隨著國家對印染行業(yè)、造紙行業(yè)將出臺特別排 放限值，實施新的排放標(biāo)準(zhǔn)(如針對印染行業(yè)，新建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到C0D Cr < 100mg/L，環(huán)境敏 感區(qū)域限值< 60mg/L，針對造紙行業(yè)新建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到C0DCr < 80mg/L，環(huán)境敏感區(qū)域限 值< 50mg/L)，因此尋找可適應(yīng)新排放標(biāo)準(zhǔn)的典型難降解有機(jī)廢水深度處理工藝，已成為企 業(yè)、工業(yè)園的迫切需要。而印染、造紙等企業(yè)場地有限，廢水處理裝置需要減少占地且能轉(zhuǎn) 移，即廢水處理裝置的設(shè)備化成為目前工業(yè)廢水處理的發(fā)展趨勢之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的是提供一種體積小、操作簡便且處理效果好的超聲波臭氧催化 氧化處理有機(jī)廢水的裝置。
[0004] 本實用新型的技術(shù)解決方案是:一種超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置， 包括臭氧發(fā)生器、設(shè)置在主體內(nèi)的不銹鋼反應(yīng)槽、順次設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)槽側(cè)壁上的低頻 超聲波換能器和高頻超聲波換能器、超聲波發(fā)生器，其中在不銹鋼反應(yīng)槽底部設(shè)有與臭氧 發(fā)生器連通的臭氧進(jìn)氣口和廢水進(jìn)水管，在不銹鋼反應(yīng)槽的頂部設(shè)有臭氧出氣管和廢水出 水管，低頻超聲波換能器位于高頻超聲波換能器的下方，低頻超聲波換能器和高頻超聲波 換能器分別與超聲波發(fā)生器連接。
[0005] 廢水和臭氧從不銹鋼反應(yīng)槽底部進(jìn)入，臭氧與待處理廢水混合，經(jīng)過低頻超聲波 的分散剪切作用，臭氧氣泡被粉碎成更小的微氣泡，從而增加了與廢水的接觸面積，增加了 混合程度，提高了臭氧的傳質(zhì)速率，強化了臭氧和水中有機(jī)物的反應(yīng)，剩余的臭氧經(jīng)過高頻 超聲波的輻射下分解產(chǎn)生原子氧和羥基自由基，可以對廢水中的有機(jī)物進(jìn)一步進(jìn)行氧化分 解，臭氧順次經(jīng)過低頻超聲波和高頻超聲波處理后，增強了臭氧的氧化能力，低頻和高頻超 聲波的平面與臭氧氣流方向垂直，超聲波的沖擊可以改變臭氧氣流方向，延長其在反應(yīng)槽 內(nèi)的停留時間，充分對有機(jī)物進(jìn)行氧化處理。反應(yīng)后的臭氧余氣通過反應(yīng)槽頂部的出氣管 排出。整個裝置結(jié)構(gòu)緊湊，臭氧利用率高，氧化能力強，處理效果好。
[0006] 在所述臭氧進(jìn)氣口上設(shè)有微孔擴(kuò)散器?？梢允惯M(jìn)入的臭氧與廢水充分混合，進(jìn)一 步提高臭氧在廢水中的分布均度。
[0007] 所述臭氧出氣管與臭氧吸收器連通。通過臭氧吸收器回收剩余的臭氧，避免污染 環(huán)境。
[0008] 在所述主體上部設(shè)有冷卻水進(jìn)水管，在所述主體下部設(shè)有冷卻水出水管。通過循 環(huán)冷卻水對超聲波換能器進(jìn)行冷卻，降低超聲波換能器的溫度，保持超聲波的性能。
[0009] 所述臭氧發(fā)生器為空氣源臭氧發(fā)生器或氧氣源臭氧發(fā)生器?？梢猿浞掷矛F(xiàn)有的 臭氧來源。
[0010] 所述超聲波發(fā)生器設(shè)置在電柜內(nèi)。方便保護(hù)。
[0011] 本實用新型的優(yōu)點是:可以充分利用不同頻率超聲波與臭氧的作用，相互補充，利 用率高，體系氧化能力強，處理難降解有機(jī)廢水效率高，體積小，操作方便。
【附圖說明】
[0012] 附圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 1、主體，2、臭氧發(fā)生器，3、不銹鋼反應(yīng)槽，4、低頻超聲波換能器，5、高頻超聲波換 能器，6、超聲波發(fā)生器，7、臭氧進(jìn)氣口，8、廢水進(jìn)水管，9、臭氧出氣管，10、廢水出水管，11、 微孔擴(kuò)散器，12、臭氧吸收器，13、冷卻水進(jìn)水管，14、冷卻水出水管，15、電柜。
【具體實施方式】
[0014] 實施例：
[0015] 參閱圖1，為一種超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，包括臭氧發(fā)生器2、設(shè) 置在主體1內(nèi)的不銹鋼反應(yīng)槽3、順次設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)槽3側(cè)壁上的低頻超聲波換能器4和 高頻超聲波換能器5、超聲波發(fā)生器6,其中在不銹鋼反應(yīng)槽3底部設(shè)有與臭氧發(fā)生器2連通 的臭氧進(jìn)氣口 7和廢水進(jìn)水管8,在不銹鋼反應(yīng)槽3的頂部設(shè)有臭氧出氣管9和廢水出水管 10,低頻超聲波換能器4位于高頻超聲波換能器5的下方，低頻超聲波換能器4和高頻超聲波 換能器5分別與超聲波發(fā)生器6連接。超聲波發(fā)生器6設(shè)置在電柜15內(nèi)。在臭氧進(jìn)氣口 7上設(shè) 有微孔擴(kuò)散器11。臭氧出氣管9與臭氧吸收器12連通。在主體1上部設(shè)有冷卻水進(jìn)水管13,在 主體1下部設(shè)有冷卻水出水管14。
[0016] 臭氧發(fā)生器2為空氣源臭氧發(fā)生器或氧氣源臭氧發(fā)生器。產(chǎn)生的臭氧經(jīng)過臭氧進(jìn) 氣口 7進(jìn)入不銹鋼反應(yīng)槽3，經(jīng)過微孔擴(kuò)散器11分散后與待處理的廢水充分混合，從底部進(jìn) 入不銹鋼反應(yīng)槽3內(nèi)，同時待處理的有機(jī)廢水通過廢水進(jìn)水管8由底部進(jìn)入不銹鋼反應(yīng)槽3 內(nèi)，與〇3充分混合，在20-40kHz的低頻超聲波作用下，0 3被低頻超聲波物理分散剪切成微氣 泡，使〇3與廢水的接觸面積增大，增加了水的混合程度和紊動強度，降低液膜厚度，提高〇 3的 傳質(zhì)速率，強化〇3與水中有機(jī)污染物的氧化還原反應(yīng)，去除水中部分難降解的C0D，未分解 的0 3和難以被03氧化分解的有機(jī)物及中間產(chǎn)物隨水流進(jìn)入高頻超聲波反應(yīng)區(qū)，03在100-200kHz的高頻超聲波的化學(xué)分解作用下，產(chǎn)生原子氧(0)、羥基自由基(0H)等強氧化性的基 團(tuán)，進(jìn)一步與難以被〇 3氧化分解的有機(jī)物及中間產(chǎn)物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，實現(xiàn)水中難降解 C0D的進(jìn)一步去除。在超聲波運行過程中，由于部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，長時間運行容易導(dǎo)致 超聲波換能器過熱，因此通過冷卻水進(jìn)水管13和冷卻水出水管14在主體1內(nèi)通入循環(huán)冷卻 水，降低超聲波換能器的溫度，保持超聲波的性能。從不銹鋼反應(yīng)槽3頂部排出的臭氧尾氣， 通過臭氧吸收器12處理，避免造成環(huán)境污染。
[0017] 實施案例1
[0018]某印染廢水C0D濃度為300~500mg/L時，本實用新型裝置運行參數(shù):臭氧發(fā)生器為 空氣源，臭氧濃度為2.4mg/L，臭氧進(jìn)氣量為120L/h，廢水停留時間為40min，低頻超聲頻率 為40kHz，高頻超聲頻率為200kHz，新型裝置對C0D的去除情況見下表所示。
[0019]
[0020] 從實施結(jié)果可知，本裝置比單獨臭氧氧化裝置對印染廢水具有更好的COD去除率。 在本實用新型裝置的前端"低頻超聲+臭氧氧化"處理過程中，低頻超聲(40kHz)將臭氧氣泡 粉碎成微氣泡，增加水的混合程度和紊動強度，提高臭氧的傳質(zhì)速率，強化了臭氧與水中有 機(jī)物的反應(yīng)，增加了印染廢水C0D去除效率，出水C0D為120~200mg/L;后端"高頻超聲+臭氧 氧化"處理過程中，通過高頻超聲(200kHz)的化學(xué)分解作用，促使臭氧產(chǎn)生原子氧(0)、羥基 自由基(0H)，氧化難以被臭氧氧化的有機(jī)物，進(jìn)一步去除印染廢水中的C0D，出水可保持在 80mg/L以下，可達(dá)到了2015國家對印染行業(yè)將實施新的排放標(biāo)準(zhǔn)(新建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一級 標(biāo)準(zhǔn) COD&S 100mg/L)。
[0021] 實施案例2
[0022] 某造紙廢水C0D濃度為400~700mg/L時，本實用新型裝置運行參數(shù):臭氧發(fā)生器為 氧氣源，臭氧濃度為6.6mg/L，臭氧進(jìn)氣量為150L/h，廢水停留時間為50min，低頻超聲頻率 為28kHz，高頻超聲頻率為100kHz，新型裝置對C0D的去除情況見下表所示。
[0023]
[0024]從實施結(jié)果可知，本裝置比單獨臭氧氧化裝置對造紙廢水具有更好的C0D去除率。 在本實用新型裝置的前端"低頻超聲+臭氧氧化"處理過程中，低頻超聲(28kHz)將臭氧氣泡 粉碎成微氣泡，增加水的混合程度和紊動強度，提高臭氧的傳質(zhì)速率，強化了臭氧與水中有 機(jī)物的反應(yīng)，增加了造紙廢水C0D去除效率，出水C0D為120~200mg/L;后端"高頻超聲+臭氧 氧化"處理過程中，通過高頻超聲（100kHz)的化學(xué)分解作用，促使臭氧產(chǎn)生原子氧(0)、羥基 自由基(0H)，氧化難以被臭氧氧化的有機(jī)物，進(jìn)一步去除造紙廢水中的C0D，出水可保持在 70mg/L以下，可達(dá)到了2015國家對造紙行業(yè)將實施新的排放標(biāo)準(zhǔn)(新建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一級 標(biāo)準(zhǔn)C0D& < 80mg/L)。
[0025]上列詳細(xì)說明是針對本實用新型之一可行實施例的具體說明，該實施例并非用以 限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本 案的專利范圍中。
【主權(quán)項】
1. 一種超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于:包括臭氧發(fā)生器、設(shè)置 在主體內(nèi)的不銹鋼反應(yīng)槽、順次設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)槽側(cè)壁上的低頻超聲波換能器和高頻超 聲波換能器、超聲波發(fā)生器，其中在不銹鋼反應(yīng)槽底部設(shè)有與臭氧發(fā)生器連通的臭氧進(jìn)氣 口和廢水進(jìn)水管，在不銹鋼反應(yīng)槽的頂部設(shè)有臭氧出氣管和廢水出水管，低頻超聲波換能 器位于高頻超聲波換能器的下方，低頻超聲波換能器和高頻超聲波換能器分別與超聲波發(fā) 生器連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于:在所 述臭氧進(jìn)氣口上設(shè)有微孔擴(kuò)散器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于： 所述臭氧出氣管與臭氧吸收器連通。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于:在所 述主體上部設(shè)有冷卻水進(jìn)水管，在所述主體下部設(shè)有冷卻水出水管。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于:所述 臭氧發(fā)生器為空氣源臭氧發(fā)生器或氧氣源臭氧發(fā)生器。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于:所述 超聲波發(fā)生器設(shè)置在電柜內(nèi)。
【文檔編號】C02F1/36GK205500885SQ201620243495
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】黃志華, 楊佘維, 汪永紅, 李朝暉, 葉向東, 王開演, 黃振雄
【申請人】廣東省環(huán)境科學(xué)研究院, 廣東環(huán)科院環(huán)境科技有限公司