一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种水力‑超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，包括臭氧发生器，水力空化装置，超声空化装置，旋流微气泡发生器，气液分离器，储液罐；进水管线与水力空化装置连通，水力空化装置与所述臭氧发生器通过臭氧管线连通，所述水力空化装置还与进水口连通，所述进水口置于所述旋流微气泡发生器下部，且沿切线方向连通所述旋流微气泡发生器，所述旋流微气泡发生器设有超声空化装置，所述旋流微气泡发生器上部设置有溢流口，所述溢流口通过溢流管线与储液罐连通。该装置能够增大臭氧的传质效率，并提高污染物的降解效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置
本专利技术属于废水处理领域，具体的是一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质并产生更多羟基自由基装置。
技术介绍
近年来，随着焦化、制药、石化、印染、化工等行业的迅猛发展，含有各种难降解有机物的废水引发的生态问题越来越严重。这些废水中大部分含有多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机农药等有毒难降解的有机污染物。这些污染物成分复杂，毒性大，一旦排入环境将会对生态环境和人类健康安全造成极大影响。然而传统的生物化学方法很难处理这些难降解有机物。高级氧化技术(advancedoxidationprocess，AOPs)是处理难降解有机废水最具有应用前景的方法之一。AOPs的核心是通过外界能量(光能、电能等)和物质(O3、H2O2等)的持续输入，经过一系列物理过程和化学反应，产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，将废水中的有机污染物氧化成CO2、H2O和无机盐等。由于羟基自由基氧化电位高达2.8V，几乎可以氧化废水中的各种有机物，因此具有广泛的应用前景。针对实际废水中含有多种或较高浓度难降解有机质，单一高级氧化方法受羟基自由基浓度限制，处理时间较久，处理效果难以满足实际处理的要求，基于此在实际应用中，常同时采用两种或者两种以上的AOPs方法，即复合高级氧化技术。复合高级氧化技术不仅增加羟基自由基产生途径，而且不同高级氧化技术互相强化，提高羟基自由基浓度，从而大幅度提高废水处理速率，降低处理成本，在高级氧化技术实用化领域具有广阔前景。臭氧所产生的·OH具有较强的氧化性，对难降解有机废水有较好的处理效果，但是臭氧的低利用率及高成本是限制臭氧氧化技术及以臭氧氧化技术为基础的高级氧化技术大规模工业应用的主要原因。因此，如何强化臭氧传质及提高其利用效率，是臭氧化水处理术中一个很重要的方面。近年来，关于臭氧-微气泡技术，臭氧-水力空化技术和臭氧-超声空化技术在水处理方面的应用被大量研究，但臭氧的传质效率和羟基自由基的产生量还有待提高，因此需要提供以一种在强化臭氧传质的同时产生大量强氧化性羟基自由基的装置，从而提高臭氧利用率及有效降解难降解有机物，扩大臭氧氧化工艺的应用范围。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提供一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，在强化臭氧传质时并产生更多羟基自由基，因此，该装置能够增大臭氧的传质效率，并提高污染物的降解效率。本专利技术采用的技术方案如下：一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，包括臭氧发生器，水力空化装置，超声空化装置，旋流微气泡发生器，气液分离器，储液罐；进水管线与水力空化装置连通，水力空化装置与所述臭氧发生器通过臭氧管线连通，所述水力空化装置还与进水口连通，所述进水口置于所述旋流微气泡发生器下部，且沿切线方向连通所述旋流微气泡发生器，所述旋流微气泡发生器设有超声空化装置，所述旋流微气泡发生器上部设置有溢流口，所述溢流口通过溢流管线与储液罐连通。优选的，所述超声空化装置包括设置在所述旋流微气泡发生器上方的超声发生器，所述超声发生器通过超声管线连接有置于旋流微气泡发生器内中轴线上的超声棒。优选的，还包括气液分离器，所述溢流口连通气液分离器的气液进口，所述气液分离器的液体出口与储液罐连通，所述气液分离器的气体出口通过臭氧回用管线连通臭氧管线。优选的，所述气液分离器的气体出口还与臭氧破坏器连通。优选的，所述储液罐还设置与进线水管连通的回流管线，所述回流管线上设置有循环泵。优选的，所述臭氧发生器与氧气瓶连通。优选的，所述旋流微气泡发生器的高径比为4-5:1。优选的，所述旋流微气泡发生器材质为亚克力透明玻璃。优选的，所述旋流微气泡发生器顶部设置有臭氧气体取样口。优选的，所述水力空化装置为文丘里管。优选的，所述臭氧发生器与水力空化装置之间的管道上设置有臭氧取样口和气体流量计。优选的，所述进线管线设置有变频泵，所述变频泵与所述水力空化装置连接。优选的，所述变频泵与所述水力空化装置之间设置有液体流量计。优选的，所述进水管线上还设置有压力表。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：臭氧通过水力空化装置与难降解有机废水混合，产生较小的臭氧气泡，增大臭氧与液相的接触面积，同时废水通过水力空化装置会产生水力空化效应，生成强氧化性的羟基自由基。臭氧与废水的混合液沿旋流微气泡发生器螺旋上升，延长了臭氧与液体的接触时间，增大了它们的接触面积，提高混合液中气、液的混合效率。同时，旋流场会产生微气泡，微气泡破裂会产生强氧化剂羟基自由基。此外，微气泡也为超声空化提供更多的空化核，促使空化效应的产生。旋流微气泡发生器上设置有超声空化装置，在溶液中产生空化效应，将对废水中的污染物进行高温热分解，发生超临界水氧化和高活性自由基氧化，此时引入超声也会产生增加溶液的湍动效果，促进臭氧与液体的混合状态。此装置对难降解有机废水有较好的处理效果，并且组成简单、可操作性强，节约了大量水资源，继而提高了水资源的利用效率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是水力空化装置。图3是混合液沿切线进入方式。其中，附图标记对应的名称为：1-氧气瓶，2-臭氧发生器，3-压力表，4-变频泵，5-水力空化装置-，6-压力表，7-旋流微气泡发生器，8-超声棒，9-臭氧破坏器，10-超声管线，11-气液分离器，12-储液罐，13-循环泵，14-臭氧管线，15-进水管线，16-回流管线，17-超声发生器，18-臭氧回用管线，19-溢流口，20-进水口，21-臭氧气体取样口，22-气体流量计，23-臭氧取样口，24-溢流管线，25.液体流量计。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例。本专利技术提供水力-超声空化协同旋流微气泡臭氧化技术以期在强化臭氧传质的同时产生大量强氧化性羟基自由基，从而提高臭氧利用率及有效降解难降解有机物，扩大臭氧氧化工艺的应用范围。其具体的结构如下所述：一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，如图1所示，包括臭氧发生器2，水力空化装置5，超声空化装置，旋流微气泡发生器7，气液分离器11，储液罐12；进水管线15与水力空化装置5连通，水力空化装置5与所述臭氧发生器2通过臭氧管线14连通，所述水力空化装置5还与进水口20连通，所述进水口20置于所述旋流微气泡发生器7下部，且沿切线方向连通所述旋流微气泡发生器7，所述旋流微气泡发生器7设有超声空化装置，所述旋流微气泡发生器7上部设置有溢流口19，所述溢流口19通过溢流管线24与储液罐12连通。上述结构中，进水管线15中的含有机质的废水与臭氧发生器2产生的臭氧通过在水力空化装置5中进行混合，产生空化效应，生成强氧化性的羟基自由基，由于进水口20置于所述旋流微气泡发生器7下部，且沿切线方向连通所述旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，其特征在于，包括臭氧发生器，水力空化装置，超声空化装置，旋流微气泡发生器，气液分离器，储液罐；进水管线与水力空化装置连通，水力空化装置与所述臭氧发生器通过臭氧管线连通，所述水力空化装置还与进水口连通，所述进水口置于所述旋流微气泡发生器下部，且沿切线方向连通所述旋流微气泡发生器，所述旋流微气泡发生器设有超声空化装置，所述旋流微气泡发生器上部设置有溢流口，所述溢流口通过溢流管线与储液罐连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，其特征在于，包括臭氧发生器，水力空化装置，超声空化装置，旋流微气泡发生器，气液分离器，储液罐；进水管线与水力空化装置连通，水力空化装置与所述臭氧发生器通过臭氧管线连通，所述水力空化装置还与进水口连通，所述进水口置于所述旋流微气泡发生器下部，且沿切线方向连通所述旋流微气泡发生器，所述旋流微气泡发生器设有超声空化装置，所述旋流微气泡发生器上部设置有溢流口，所述溢流口通过溢流管线与储液罐连通。


2.根据权利要求1所述的一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，其特征在于，所述超声空化装置包括设置在所述旋流微气泡发生器上方的超声发生器，所述超声发生器通过超声管线连接有置于旋流微气泡发生器内中轴线上的超声棒。


3.根据权利要求1所述的一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置，其特征在于，还包括气液分离器，所述溢流口连通气液分离器的气液进口，所述气液分离器的液体出口与储液罐连通，所述气液分离器的气体出口通过臭氧回用管线连通臭氧管线，所述气液分离器的气体出口还与臭氧破坏器连通。


4.根据权利要求3所述的一种水力-超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，张欢，任宏洋，熊明洋，施斌，汪佳敏，梁宏，李琋，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51