專利名稱：空氣臭氧混合器及臭氧霧發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及除臭用空氣臭氧混合器及臭氧霧發(fā)生裝置。
從家庭排出的生活廢水和從企業(yè)排出的工業(yè)廢水，經(jīng)過下水道集中到廢水處理設(shè)施中，進(jìn)行各種處理、凈化之后，流入江、河或海洋中。
一方面，為了抑制集中到廢水處理設(shè)施中的污水的臭氣擴(kuò)散，采用了各種各樣的除臭裝置。


圖1表示記錄在實(shí)用新案公報第3002318號中公開的采用臭氧除臭裝置的廢水處理設(shè)施的一個例子，該廢水處理設(shè)施裝配有上部開口形處理槽結(jié)構(gòu)體1，設(shè)置在該處理槽結(jié)構(gòu)體1的上部的蓋體2，沿上、下方向貫通該蓋體2且在中間部分設(shè)有排氣扇3的排氣管4。
要使蓋體2位于地表附近，則要將處理槽結(jié)構(gòu)體1埋入地下，在處理槽結(jié)構(gòu)體1的內(nèi)部設(shè)置有預(yù)處理槽5，調(diào)整槽6，曝氣槽7。
由外部而來的需處理的污水經(jīng)過用于濾除較大垃圾的篩濾件8流入預(yù)處理槽5。
由于從下水處理設(shè)施外部而來的新的污水流入預(yù)處理槽5，使得在預(yù)處理槽5中處理過的污水越過預(yù)處理槽5和調(diào)整槽6之間的堰部流入調(diào)整槽6，同樣，由于從預(yù)處理槽5而來的新的污水流入調(diào)整槽6，使得在調(diào)整槽6中處理過的污水越過調(diào)整槽6和曝氣槽7之間的堰部流入曝氣槽7。
然后，在預(yù)處理槽5、調(diào)整槽6、曝氣槽7中經(jīng)過各種處理，BOD值(生物化學(xué)的氧需要量)等低于各種法律、條令等所規(guī)定的基準(zhǔn)值的凈化過的污水，由泵(圖中未示出)從曝氣槽7中抽出，排放到江、河、湖、海中。
臭氧除臭裝置包括過濾空氣去除混在空氣中的粉塵等的過濾箱9；對由過濾箱過濾后的空氣加壓和減壓、抽出氧氣(O2)的氧發(fā)生器10；對從氧氣發(fā)生器10送出的氧施加高電壓、生成臭氧(O3)的臭氧發(fā)生器11；抽吸并送出空氣的送風(fēng)機(jī)12；以靠上游端的部分位于蓋體2的上方，靠下游端的部分位于蓋體2的下方的方式貫通所述蓋體2的排出管13；和與排出管13靠下游端部分連接，且與蓋體2和處理槽結(jié)構(gòu)體1圍成的空間14相連通的許多分支管15。
上述過濾箱9、氧氣發(fā)生器10、臭氧發(fā)生器11、送風(fēng)機(jī)12設(shè)置在處理槽結(jié)構(gòu)體1的外部，臭氧發(fā)生器11的臭氧排出口和送風(fēng)機(jī)12的空氣排出口與排出口13靠上游端的部分相連接。
在圖1所示的廢水處理設(shè)施中，當(dāng)氧氣發(fā)生器10、臭氧發(fā)生器11、送風(fēng)機(jī)12動作時，由臭氧發(fā)生器11產(chǎn)生的臭氧和從送風(fēng)機(jī)12排出的空氣的混合氣流經(jīng)過排出管13，分支管15流入由蓋體12和處理槽結(jié)構(gòu)體1圍成的空間14中。
由于所述混合氣流中含有臭氧，所以可使預(yù)處理槽5、調(diào)整槽6及曝氣槽7中需處理的污水所散發(fā)出來的硫化氫(H2S)、氨(NH3)等臭氣成分氧化，以達(dá)到減少臭氣的目的。
但是，臭氧在大氣中的半衰期約為13小時左右，而前面所述的從廢水處理設(shè)施內(nèi)部的污水散發(fā)出來的臭氣成分被臭氧氧化的反應(yīng)速度不是很快，另外，氨與臭氧反應(yīng)所需的時間長，所以在有限的時間內(nèi)反應(yīng)不能充分的進(jìn)行。
因此，對于圖1所示的廢水處理設(shè)施，從污水中散發(fā)出來的臭氣成分不能被臭氧充分氧化，隨著未反應(yīng)的臭氧從排氣管4排到外部，臭氣也擴(kuò)散到廢水處理設(shè)施外部。
此外，對于采用將臭氧和水利用霧化噴嘴進(jìn)行混合噴霧，產(chǎn)生比臭氧的活性還高的羥基(OH基)，利用羥基氧化臭氣成分，以便除去臭氣的方案，由于從臭氧發(fā)生器11那樣的臭氧發(fā)生設(shè)備中排出的臭氧流的壓力低于1kg/cm2，只靠從臭氧發(fā)生器裝置中排出臭氧流不能使從霧化噴嘴噴出的水形成噴霧，因此，不能產(chǎn)生羥基。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是確保對于使臭氧和水混合噴霧的霧化噴嘴的噴霧壓力，以便高效去除臭氣。
在本發(fā)明的空氣臭氧混合器中，設(shè)有可流通超音速流的細(xì)長的混合氣通路，可抑止由于在靠混合氣通路下游側(cè)部分超音速流產(chǎn)生的沖擊波和超音速流的膨脹波引起的、靠混合氣通路上游端附近部分的壓力上升，同時，使臭氧注入口與混合氣通路的上游端附近部分連通，不受混合氣通路靠下游部分的氣流流通狀態(tài)的影響，使高壓的壓縮空氣流混入低壓的臭氧氣流，空氣和臭氧混合流的壓力不會降低很多，然后將該混合流噴出到混合氣通路外部。
在本發(fā)明的臭氧霧發(fā)生裝置中，利用空氣臭氧混合器使從臭氧發(fā)生器送出的低壓臭氧流和從空氣壓縮機(jī)送出的高壓壓縮空氣流混合，利用霧化噴嘴對從空氣臭氧混合器送出的空氣臭氧混合流和從供水裝置送出的水流進(jìn)行混合噴霧，從而由臭氧和微小水滴的水分子生成高活性的羥基。
圖1是表示傳統(tǒng)的采用臭氧除臭裝置的一個實(shí)例的廢水處理設(shè)施的示意圖，圖2是表示本發(fā)明空氣臭氧混合器的一個實(shí)施例的剖面圖，圖3是表示本發(fā)明的臭氧霧發(fā)生裝置的一個實(shí)施例的示意圖，圖4是表示圖3中的霧化噴嘴的剖面圖。
下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖2表示本發(fā)明的空氣臭氧混合器的一個實(shí)施例，在該空氣臭氧混合器的主體16中貫通地設(shè)置有從主體16的一個端面向主體的另一個端面延伸、且在靠近下游端部分通路斷面逐漸縮小的空氣通路17；從該空氣通路17的下游端向主體的另一端延伸、且具有與空氣通路17下游端大體相等的通路斷面的喉部18；全長比所述空氣通路17和喉部18加在一起還長，從喉部18的下游端起貫通到主體16的另一端、且具有比喉部18略大的通路斷面的混合氣通路19；從主體16的外側(cè)面向混合氣通路19的上游端附近延伸、且在靠近主體中心的部分通路斷面縮小的臭氧通路20；從該臭氧通路20的下游端連通到混合氣通路19的上游端附近的臭氧注入口21，主體16可由金屬材料機(jī)械加工制成或由精密金屬鑄造制成。
在利用圖2所示的空氣臭氧混合器使空氣和臭氧混合的時侯，向空氣通路17供應(yīng)從空氣壓縮機(jī)排出的壓力為3～5kg/cm2左右的壓縮空氣流，向臭氧通路20供應(yīng)從臭氧發(fā)生器排出的壓力小于1kg/cm2的臭氧流。
供應(yīng)空氣通路17的壓縮空氣流在從空氣通路17流入喉部18時被壓縮，經(jīng)過喉部18流過混合氣流通路19時膨脹，以超音速經(jīng)混合氣通路19流向下游側(cè)。
供給臭氧通路20的臭氧流，隨著因流經(jīng)混合氣通路19的壓縮空氣流的膨脹引起的壓力下降，被從臭氧通路20經(jīng)臭氧注入口21抽向混合氣通路19上游端附近的部分，空氣和臭氧的混合流經(jīng)混合氣通路19流向下游側(cè)。
因此，在圖2所示的空氣臭氧混合器中，由于超音速流流過的混合氣通路19的總長度，以及混合氣通路19與一般拉瓦爾噴管相比做得更為細(xì)長，所以可以抑止由于在靠近混合氣通路19下游側(cè)部分的超音速流產(chǎn)生的沖擊波和超音速流的膨脹波引起的、混合氣通路19上游端附近部分的壓力上升。
此外，由于臭氧注入口21與混合氣通路19的上游端附近部分連通，所以不會受到混合氣通路19靠近下游部分的氣流流通狀態(tài)的影響，將壓力低于1kg/cm2臭氧流混入壓力為3～5kg/cm2左右的壓縮空氣流中，空氣和臭氧混合流的壓力下降不會很大，可將該混合流從混合氣通路19排出到空氣臭氧混合器的外部，因此，可以保證對于將臭氧和水進(jìn)行混合噴霧的霧化噴嘴的噴霧壓力。
表1是通過計(jì)量和測量得出的混合氣通路19的通路斷面面積A3和喉部18的通路斷面面積A0的面積比A3/A0，空氣通路17上游端的壓縮空氣流的壓力P1，臭氧通路20中的臭氧流壓力P2，混合氣通路19下游端的空氣臭氧混合流的壓力P3、混合氣通路19下游端的空氣臭氧混合流的馬赫數(shù)M之間的關(guān)系。
表1面積比 壓縮空氣臭氧流的混合流馬赫數(shù)A3/A0流的壓力 壓力 的壓力 MP1P2P34.4 4 0.751.5 3.03.4 4 0.551.5 2.22.0 4 0.451.5 2.2一般而言，由于密封部分的性能等因素，從臭氧發(fā)生器連續(xù)排出臭氧時的排出壓限制在0.5kg/cm2以下，同時，由于在霧化噴嘴對水進(jìn)行噴霧時必須要有霧化排出壓力在1.5kg/cm2左右的氣流，所以混合氣通路19相對于喉部18的通路斷面面積比A3/A0最好設(shè)定為2左右。
圖3和圖4表示本發(fā)明的臭氧霧發(fā)生裝置的一個實(shí)施例，圖中，符號25表示空氣臭氧混合器，其構(gòu)成與圖2所示相同。
該臭氧霧發(fā)生裝置包括對空氣進(jìn)行加壓和減壓、抽出氧氣(O2)的氧氣發(fā)生器22；利用由該氧氣發(fā)生器22送出氧氣生成臭氧(O3)并排出臭氧流的臭氧發(fā)生器23；對空氣以下壓縮并排出壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)24；將從該空氣壓縮機(jī)24送出的壓縮空氣流和從臭氧發(fā)生器23送出的臭氧流混合并排出空氣臭氧混合流的空氣臭氧混合器25；抽取蓄留在蓄水槽(圖中未示出)中的水并將其排出的給水泵26；許多用于將從空氣臭氧混合器25送出的空氣臭氧混合流和從給水泵26送出的水混合并進(jìn)行噴霧的霧化噴嘴(雙流體噴嘴)27。
上述氧氣發(fā)生器22、臭氧發(fā)生器23、空氣壓縮機(jī)24、空氣臭氧混合器25、給水泵26設(shè)置在廢水處理槽8的外部，同時，霧化噴嘴27設(shè)置在廢水處理槽28內(nèi)部的上方。
如圖4所示，霧化噴嘴27的組成為設(shè)有氣體通路29的氣體流通部30；與氣體流通部30成一體且在靠下游端的部分設(shè)有噴霧口32、在該氣體流通部30靠近下游端部分的外周面的周圍形成渦流室31的渦流室形成部33；與該渦流室形成部33成一體且設(shè)有與渦流室31連通的液體通路34的液體流通部35。
空氣臭氧混合器25的臭氧通路20(參見圖2)通過臭氧供給管36連接到臭氧發(fā)生器23的臭氧排出口上，空氣臭氧混合器25的空氣通路17(參見圖2)通過空氣供給管37連接到空氣壓縮機(jī)24的壓縮空氣排出口上。
此外，各個霧化噴嘴27的氣體通路29(參見圖4)通過空氣臭氧供給管38連接到空氣臭氧混合器25的混合氣通路19(參見圖2)上，各個霧化噴嘴27的液體通路34(參見圖4)通過給水管39連接到給水泵26的排水口上。
此外，在臭氧發(fā)生器23中可以采用對氧氣進(jìn)行無聲放電產(chǎn)生臭氧，對氧氣進(jìn)行表面放電產(chǎn)生臭氧，或者對氧氣進(jìn)行紫外線照射產(chǎn)生臭氧的任何一種方法。
下面對圖3、圖4中所示的臭氧霧發(fā)生裝置的操作進(jìn)行說明。
當(dāng)對廢水處理槽28中的污水進(jìn)行凈化處理，除去從廢水處理槽28內(nèi)部的污水散發(fā)出來的硫化氫(H2S)、氨氣(NH3)等臭氣時，起動氧氣發(fā)生器22、臭氧發(fā)生器23、空氣壓縮機(jī)24和給水泵26。
臭氧發(fā)生器23利用由氧氣發(fā)生器22抽出的氧氣產(chǎn)生臭氧，排出壓力在0.5kg/cm2左右的臭氧流，空氣壓縮機(jī)24對空氣進(jìn)行壓縮并排出壓力為4kg/cm2左右的壓縮空氣流，給水泵26抽取蓄水槽中的水并排出水流。
從空氣壓縮機(jī)24排出的壓縮空氣流經(jīng)過空氣供給管37流入空氣臭氧混合器25的空氣通路17(參見圖2)，同時，從臭氧發(fā)生器23排出的臭氧流經(jīng)過臭氧供給管36流入空氣臭氧混合器25的臭氧通路20(參見圖2)，如前面所述，從空氣臭氧混合器25的混合氣通路19(參見圖2)排出壓力為1.5kg/cm2左右的空氣和臭氧的混合流。
該空氣臭氧混合流經(jīng)過臭氧供給管38流入霧化噴嘴27的氣體通路29，同時，給水泵26排出的水流流入霧化噴嘴27的液體通路34，向從該液體通路34流入渦流室而被賦予了旋轉(zhuǎn)力的水流噴射從氣體通路29而來的空氣臭氧混合流，利用霧化噴嘴27的噴霧口32向廢水處理槽28內(nèi)部噴射臭氧和微小水滴混合在一起的臭氧霧，使臭氧霧覆蓋在蓄留于廢水處理槽28中的污水液面上。
這時，因?yàn)樵陟F化噴嘴27的渦流室31內(nèi)部臭氧與水相互接觸，隨著高活性的羥基(OH基)的生成，從霧化噴嘴27噴出且浮游在廢水處理槽28內(nèi)部的臭氧和微小水滴的水分子反應(yīng)，不斷地繼續(xù)生成羥基，利用由此而得的羥基和含在臭氧霧中的臭氧使在廢水處理槽28中需要處理的污水所散發(fā)出來的硫化氫、氨氣等被氧化，同時，氨氣等物質(zhì)溶入臭氧霧中所含的微小水粒中，滴入廢水處理槽28，從而進(jìn)行對廢水處理槽28的除臭。
由于上述羥基的活性很高，所以利用羥基對臭氣成分進(jìn)行氧化的速度比利用臭氧對臭氣成分進(jìn)行氧化的速度快，另外，由于臭氧成為生成羥基的原料，因此排放到廢水處理槽28的外部的空氣中不合有臭氣成分和未反應(yīng)的臭氧，臭氣不會向廢水處理槽28的外部擴(kuò)散。
此外，本發(fā)明的空氣臭氧混合器和臭氧霧發(fā)生裝置并不限于上述實(shí)施例，也可以采用不用氧氣發(fā)生器而通過電解水產(chǎn)生臭氧的臭氧發(fā)生器，或者可以采用不用給水泵的水道管通過截止閥連接到送水管上，另外，不言而喻，可在不超過本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。
排出的高壓壓縮空氣流和低壓臭氧流的混合流的壓力不會降低很多，從而可保證對于將臭氧和水進(jìn)行混合的霧化噴嘴的噴霧壓力，由霧化噴嘴進(jìn)行混合噴霧的臭氧和微小水滴的水分子生成高活性的羥基，從而可達(dá)到除臭的目的。
權(quán)利要求
1．一種空氣臭氧混合器，其特征在于，設(shè)置有從主體的一個端面向主體的另一個端面延伸且在靠近下游端部分通路端面逐漸縮小的空氣通路，從該空氣通路的下游端向主體的另一端延伸且具有與空氣通路下游端大體相等的通路斷面的喉部，全長比所述空氣通路和喉部加在一起還長、從喉部的下游端起貫通到主體的另一端且具有比喉部略大的通路斷面的混合氣通路，從主體的外側(cè)面向混合氣通路的上游端附近延伸的臭氧通路，從該臭氧通路的下游端連通到混合氣通路的上游端附近的臭氧注入口，所述空氣通路、喉部和混合氣通路同軸。
2．如權(quán)利要求1所述的空氣臭氧混合器，其中，混合氣通路與喉部的通路斷面面積比約為2左右。
3．一種臭氧霧發(fā)生裝置，配有一空氣臭氧混合器，所述空氣臭氧混合器設(shè)置有從主體的一個端面向主體的另一個端面延伸且在靠近下游端部分通路端面逐漸縮小的空氣通路，從該空氣通路的下游端向主體的另一端延伸且具有與空氣通路下游端大體相等的通路斷面的喉部，全長比所述空氣通路和喉部加在一起還長、從喉部的下游端起貫通到主體的另一端且具有比喉部略大的通路斷面的混合氣通路，從主體的外側(cè)面向混合氣通路的上游端附近延伸的臭氧通路，從該臭氧通路的下游端連通到混合氣通路的上游端附近的臭氧注入口，所述空氣通路、喉部和混合氣通路同軸，其特征在于，排出壓縮空氣流的空氣壓縮機(jī)與空氣臭氧混合器的空氣通路相連接，排出臭氧流的臭氧發(fā)生器與空氣臭氧混合器的臭氧通路相連接，空氣臭氧混合器的混合氣通路和供水裝置與對氣體和水進(jìn)行混合并噴霧的霧化噴嘴相連接。
全文摘要
一種空氣臭氧混合器,包括:從主體16的一個端面向主體的另一端延伸的空氣通路17,從空氣通路17的下游端向主體另一端延伸的喉部18,從喉部18的下游端貫通到主體16的另一端的細(xì)長混合氣通路19,從主體16的外側(cè)面向混合氣通路19的上游端附近延伸的臭氧通路20,從臭氧通路20的下游端連通到混合氣通路19上游端附近的臭氧注入口21,混合氣通路19相對于喉部18的通路斷面面積比約為2左右,空氣臭氧混合流的壓力下降不大,向混合氣通路19的外部排出混合流,可以保證對于霧化噴嘴的噴霧壓力。
文檔編號B01F3/04GK1217704SQ98800148
公開日1999年5月26日 申請日期1998年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月17日
發(fā)明者渡邊正典, 美濃部充好, 太宰啟至 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社