利用臭氧处理废水的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于处理主废水流(1’)的方法及装置，所述主废水流在封闭管道(1)中流动且具有流动方向，所述方法包括以下步骤：将液体引入至少一个预处理流(10’)中；产生含有臭氧气体的气流；通过气体注射器(15)将所述气流引入所述至少一个预处理流(10’)中，以产生至少一个包含臭氧载气和液体的混合相流；使至少一个混合相流通过至少一个静态混合器(17，17’)，以产生预定尺寸的气泡；沿着与所述流动方向垂直的方向将所述至少一个混合相流(10’)注射到所述主废水流(1’)中。

Method and device for treating wastewater by ozone

The present invention relates to a method and device for dealing with a main waste water (1 '), the main waste water flowing in a closed pipe (1) and having a flow direction. The method comprises the following steps: introducing a liquid into at least one preconditioning flow (10'), producing a gas stream containing odorooxy gas, and passing the gas through a gas syringe (15). The flow is introduced to at least one preprocessing flow (10 \) to produce at least one mixed phase flow containing ozone carrying gas and liquid; at least one mixed phase flow through at least one static mixer (17, 17 ') to produce a predetermined size bubble, and at least one of the mixed phases along the direction perpendicular to the flow direction. The flow (10 ') is injected into the main waste water (1').

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用臭氧处理废水的方法及装置本专利技术涉及一种利用臭氧处理废水的方法及装置。臭氧是一种强氧化剂。所以用气态臭氧对水进行消毒处理是有效的。已经设计出各种类型的装置和方法以将气态臭氧引入并溶解到水中，然而上述方法的主要目的是将足够的气态臭氧转移到待处理的水体中。出于对臭氧生产成本的考虑，另外还试图将尽可能多的可用臭氧溶解在水中以最大限度地减少气态臭氧因脱气造成的损失。同时也希望在水中得到均匀分布的臭氧浓度以使得在水流的每个流体元素中达到理想的消毒效率所需的最小浓度，从而不必引入过量的臭氧。含臭氧的气泡需要与水接触足够长的时间，以允许臭氧从气态转换成液态，其中臭氧开始发生最终的消毒反应。臭氧转换效率是指进入系统的臭氧量与转换成液态的参与消毒反应的臭氧量之比。高效率的臭氧消毒通常需要高于80％的转换效率。常见的臭氧溶解方法包括气泡扩散接触器、注射器和涡轮混合器。加拿大专利CA2662763C公开了一种用于使臭氧与例如废水的竖直液体流接触的注射器。将该液体流的分流与含有臭氧的气体混合，形成两相分流。通过竖直注射管将该两相分流作为旁流引入到竖直液体流中，产生具有竖直向下速度分量的射流，该竖直向下速度分量足以带动气泡向下运动，使得气泡不会逆着废水的竖直下降而上升。因此，专利CA2662763C中描述的臭氧注射系统的主要焦点是防止气泡上升到表面，这是基于通过“捕集”更多气泡进入废水内，臭氧转换效率将必然增加的假设。为了将气泡捕集在废水内，气泡的向下注射速度必须足以克服气泡上升到表面的自然趋势。然而，由于需要高的向下注射速度使得其具有显著的缺点：它会产生不均匀的气泡/废水混合物，妨碍臭氧从气态到液态的有效转换。具体地，向下的高速注射流会扰动注射点的废水，从而产生具有不希望的漩涡的湍流。因为流体现在包含沿不同方向移动的湍流，使得流体不再呈活塞状。非均匀流动状态导致不同流体和含有臭氧的气泡之间接触时间非常不同。因此，流体的臭氧溶解度和臭氧浓度各不相同，导致系统效率下降。本专利技术的目的是提供一种有效的利用臭氧处理废水流的方法及装置，与现有技术相比，该方法及装置产生更均匀的废水和气体分布。在此作为示例并概括描述的，本专利技术提供了一种用于处理主废水流的方法，该主废水流在闭合管道中流动且具有流动方向，所述方法包括：将液体引入至少一个预处理流中；产生含有臭氧气体的气流；将所述气流引入所述至少一个预处理流中，优选地，通过文丘里注射器将所述气流引入各个预处理流中，以产生至少一个包含臭氧载气(ozoneladengas)和液体的混合相流。使所述至少一个混合相流通过至少一个静态混合器，以产生预定尺寸的气泡；沿着与所述流动方向大体垂直的方向将所述至少一个混合相流注射到所述主废水流中。沿大体垂直于废水流动方向的方向将混合相流注射到主废水流中具有以下优点，即它不会干扰整个活塞流而且它覆盖废水流的直径或宽度以形成大体与流动方向垂直的所谓的“液压防护罩”，即，它形成一个区域，在该区域内几乎不会出现无臭氧的流体元素(ozone-freevolumeelements)通过主废水流在注射点处的横截面回流的情况。因此，通过管道的废水的气体分布均匀性得到改善。在这种方法中，将所述至少一个混合相流注射到主废水流的竖直向下流动部分中，也不会带来问题。也可以将所述至少一个混合相流注射到废水的水平或大体水平的主流中，因为气泡尺寸小的缘故，使得因未溶解的气泡上升而引起的去混合倾向显著降低。由于气泡上升至管道顶部，使得臭氧载气没有明显损失。为了在液体流的横截面上产生基本上均匀的臭氧载气气泡浓度，所述至少一个混合相流中的每一个混合相流由注射管供应，注射管与废水流向平行。注射管在其相对于废水流动方向的下端可以具有至少一个注射出口，该注射出口位于大致垂直于废水流动方向的平面内，以使混合相流能够以大体垂直于废水流向的方向注射。优选地，预处理流是主废水流的分流。通过泵将预处理流作为旁流从主废水流中抽出。有利地，所述至少一个注射出口可以根据对应的注射管在管道中的布置方式径向向内和/或径向向外定向。在此作为示例并概括描述的，本专利技术还提供了一种用于将臭氧引入废水中以进行消毒或氧化处理的装置，所述装置包括：用于待处理的废水流的封闭管道，所述废水流具有流动方向；臭氧发生器，该臭氧发生器被供应载气并输出富含臭氧的载气；至少一个预处理流，该至少一个预处理流通过注射器(优选文丘里注射器)与所述富含臭氧的载气混合，以产生混合相流；至少一个注射管，混合相流流经所述至少一个注射管，其中所述至少一个注射管包含至少一个静态混合器，并且所述至少一个所述注射管的沿流动方向的下端具有至少一个注射出口，该注射出口构造成将所述混合相流作为大致垂直于所述流动方向的射流引入所述废水流中。这种装置能够沿大体上垂直于废水流动方向的方向注射混合相流，其优点是不会干扰活塞流，并且产生垂直于流动方向的液压防护罩以改善废水管道中的包含水和气体的混合相流的均匀性。在这种装置中，所述至少一个注射管可以至少部分地布置在废水管道内并且平行于废水流的流动方向。优选地，所述至少一个静态混合器产生直径低于1mm的气泡。这些气泡的气泡表面积与气泡体积之间具有有利的比例。预处理流可以是废水流的分流。此外，注射管可以布置在竖直向下流动的废水中。然而，根据本专利技术，也可以通过在水平管道中注射含臭氧的旁流以对废水主流进行处理。有利地，所述至少一个注射出口可以根据对应的注射管在管道中的布置方式径向向内和/或径向向外定向。在此作为示例并概括描述的，本专利技术还提供了一种利用臭氧处理废水流的方法以及一种利用臭氧处理废水流的装置，其特征在于，臭氧载气气泡注射点处的废水流大体是分布有臭氧载气气泡的活塞流。在此作为示例并概括描述的，本专利技术进一步提供了一种利用臭氧处理废水流的方法和一种利用臭氧处理废水流的装置，其特征在于，臭氧载气气泡基本上均匀地分布在废水流的注射点处。在此作为示例并概括描述的，本专利技术进一步提供了一种利用臭氧处理废水流的方法以及一种利用臭氧处理废水流的装置，其特征在于，被引入废水流中的臭氧载气气泡的平均直径小于1毫米。在结合附图阅读本专利技术的具体实施例的以下描述后，本专利技术的其它方面和其他特征对于本领域普通技术人员而言将变得显而易见。以下附图示出了本专利技术的示例性实施例，其中：图1是根据本专利技术的第一实施例的臭氧溶解装置的竖直截面示意图；图2是根据本专利技术第二实施例的臭氧溶解装置的竖直截面示意图；和图3是管道的水平截面示意图，其中示出了待处理水流中富含臭氧的射流。在附图中，通过示例的方式示出了本专利技术的实施例。应该明确理解的是，描述和附图仅用于说明本专利技术的某些实施例的目的，以帮助理解。它们不视为是对本专利技术的限制的定义。所有附图中相同的特征用相同的附图标记表示。图1示出了本专利技术第一实施例的具体设计。废水流1’通过管道1供应。管道1包括略微倾斜的第一水平部分10，该第一水平部分10朝向其位于下降的竖直部分30上方的端部开放。在竖直部分30中，废水流30’形成连续的液柱。该液柱呈活塞状，换言之，液体在竖直部分30的横截面上是非湍流的，使得在沿流动路径移动的两个连续的流体元素(fluidvolumeelements)之间不发生混合。竖直部分30的下端与略微倾斜的第二水平部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理主废水流(1)’的方法，所述主废水流在封闭管道(1)中流动且具有流动方向，所述方法包括以下步骤：将液体引入至少一个预处理流(10’)中；产生含有臭氧气体的气流；通过气体注射器(15)将所述气流引入所述至少一个预处理流(10’)中，以产生至少一个包含臭氧载气和液体的混合相流；使至少一个混合相流通过至少一个静态混合器(17，17’)，以产生预定尺寸的气泡；沿着与所述流动方向垂直的方向将所述至少一个混合相流(10’)注射到所述主废水流(1’)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理主废水流(1)’的方法，所述主废水流在封闭管道(1)中流动且具有流动方向，所述方法包括以下步骤：将液体引入至少一个预处理流(10’)中；产生含有臭氧气体的气流；通过气体注射器(15)将所述气流引入所述至少一个预处理流(10’)中，以产生至少一个包含臭氧载气和液体的混合相流；使至少一个混合相流通过至少一个静态混合器(17，17’)，以产生预定尺寸的气泡；沿着与所述流动方向垂直的方向将所述至少一个混合相流(10’)注射到所述主废水流(1’)中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少一个混合相流注射到所述主废水流(1’)的水平流动部分中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少一个混合相流注射到所述主废水流(1’)的竖直向下流动部分中。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个混合相流中的每一个混合相流流经与所述流动方向平行布置的注射管(16)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述注射管(16)的下游端具有至少一个注射出口(18)，所述注射出口位于与所述流动方向垂直的平面内，以使所述混合相流能够沿着与所述流动方向垂直的方向注射。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预处理流(10’)是所述主废水流(1’)的分流部分。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述至少一个注射出口(18)径向向内定向。8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个注射出口(18)径向向外定向。9.一种用于将臭氧引入废水中以进行消毒或氧化处理的装置，所述装置包括：用于待处理的废水流(1’)的封闭管道(1)，所述废水流具有流动方向；臭氧发生器(70)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·兰特，H·J·安东，M·赫洛赫，
申请(专利权)人：木质部知识产权管理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU