一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，包括：气泡供给组件和调控组件，所述气泡供给组件包括第一组件和第二组件；所述调控组件包括控制系统、臭氧浓度检测仪和两个调节阀；所述调节阀连接所述气泡供给组件，所述控制装置连接两个调节阀和臭氧浓度检测仪，所述臭氧浓度检测仪检测相应区域的臭氧浓度，并将臭氧浓度数据发送至控制装置，控制装置根据臭氧浓度数据对两个调节阀进行调控，控制臭氧混合气体的进量。引入不同直径的气泡群，直径小的气泡可以增大相界面积，直径大的气泡可以提高传质系数，结合催化剂的粒径密度特性，在较低运行能耗下实现气液固三相流态化，提高臭氧利用效率，降低催化臭氧运行成本。氧运行成本。氧运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统


[0001]本专利技术涉及臭氧氧化
，具体涉及一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统。

技术介绍

[0002]非均相臭氧催化氧化技术作为工业废水的深度处理技术之一，因为其具有氧化性强、无二次污染、催化剂易分离回收等优势，在废水处理领域备受关注。由于非均臭氧催化技术运行成本高等问题其在实际工程的广泛应用，如何提高其处理效率，降低运行成本是臭氧催化氧化技术广泛运用的关键。鉴于小粒径气泡有利于提高相界面积，进而强化传质，多数文献(如臭氧微气泡催化氧化装置及其应用CN201810921618.X、一种水力
‑
超声空化协同旋流微气泡强化臭氧传质装置CN202110209078.4)从引入微米级气泡强化相际之间传质，最终能够增大臭氧的传质效率，并提高污染物的降解效率。
[0003]在非均相催化臭氧氧化废水中单一的引入微气泡并不能提高反应速率及臭氧利用率，其原因如下：微气泡臭氧经催化剂床层会出现显著聚并现象，即小气泡变成大气泡，会大幅降低相界面积；由于微气泡流动性差，会降低传质系数，不利于催化剂表面产生的羟基自由基
·
OH及时与污染物接触，而导致羟基自由基
·
OH淬灭无效损耗。此外，微气泡臭氧的制备需要耗能，无效聚并使得能耗无效浪费。因此，非均相催化臭氧氧化需要从相界面、流体流动综合考虑以降低其运行成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，以解决现有技术中非均相催化臭氧氧化废水过程中单一引入小粒径气泡难以强化相际之间传质且能耗无效浪费的问题。
[0005]本专利技术提供一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，包括：气泡供给组件和调控组件，所述气泡供给组件包括第一组件和第二组件；所述调控组件包括控制系统、臭氧浓度检测仪和两个调节阀；所述调节阀连接所述气泡供给组件，所述控制装置连接两个调节阀和臭氧浓度检测仪，所述臭氧浓度检测仪检测相应区域的臭氧浓度，并将臭氧浓度数据发送至控制装置，控制装置根据臭氧浓度数据对两个调节阀进行调控，控制臭氧混合气体的进量。
[0006]优选的，所述第一组件包括：微米级臭氧气泡发生器；所述第二组件包括：毫米级臭氧气泡发生器；
[0007]所述调节阀包括第一调节阀和第二调节阀，所述第一调节阀连接所述微米级臭氧气泡发生器；所述第二调节阀连接所述毫米级臭氧气泡发生器；臭氧混合气体经由第一调节阀进入微米级臭氧气泡发生器，经由第二调节阀进入毫米级臭氧气泡发生器。
[0008]优选的，还包括第三调节阀，所述第三调节阀分别连接第一调节阀和第二调节阀，所有调节阀之间采用气体管道连接；
[0009]所述第三调节阀为总调节阀，调控进入所述第一调节阀和第二调节阀的臭氧混合气体的进量。
[0010]优选的，所述臭氧浓度检测仪设置在催化剂床层区域，所述臭氧浓度检测仪包括第一臭氧浓度检测仪、第二臭氧浓度检测仪和第三臭氧浓度检测仪；
[0011]将臭氧反应器的催化剂床层区域按照由上到下等比例的方式划分为上区、中区和下区；
[0012]所述第一臭氧浓度检测仪、第二臭氧浓度检测仪和第三臭氧浓度检测仪分别位于所述上区、中区和下区。
[0013]优选的，所述控制装置根据臭氧浓度数据对两个调节阀进行调控，包括：
[0014]所述控制装置分别获取所述第一臭氧浓度检测仪、第二臭氧浓度检测仪和第三臭氧浓度检测仪检测到的第一臭氧浓度、第二臭氧浓度和第三臭氧浓度，并将第一臭氧浓度、第二臭氧浓度和第三臭氧浓度进行均值处理，获得废水的臭氧浓度值；根据所述臭氧浓度值确定体积传质系数，根据体积传质系数对两个调节阀进行调控。
[0015]优选的，所述根据体积传质系数对两个调节阀进行调控，包括：
[0016]所述第一调节阀和第二调节阀的初始开度均为50％；所述第一调节阀开度范围为大于等于50％，且小于等于90％；所述第一调节阀开度范围为大于等于20％，且小于等于50％；
[0017]所述控制装置在所述第一调节阀和第二调节阀的开度范围内，分别对第一调节阀和第二调节阀的进行调控。
[0018]优选的，所述毫米级臭氧气泡发生器设置于所述微米级臭氧气泡发生器的正下方，所述毫米级臭氧气泡发生器和所述微米级臭氧气泡发生器之间的距离满足以下公式：
[0019][0020]其中，μ为水的粘度，u为毫米级臭氧气泡上升速度，ρ
S
为催化剂密度，ρ
L
为废水密度，g为重力系数；d为催化剂直径，取值范围为1mm
‑
5mm。
[0021]优选的，所述微米级臭氧气泡发生器和毫米级臭氧气泡发生器气泡供给截面区域相同。
[0022]优选的，所述微米级臭氧气泡发生器产生微米级臭氧气泡，产生微米级臭氧气泡的方式包括以下方式中的一种或者多种的组合：机械切割方式、加压减压方式、流体切割方式；
[0023]所述毫米级臭氧气泡发生器产生毫末级臭氧气泡，产生毫米级臭氧气泡的方式包括微孔曝气方式。
[0024]优选的，臭氧气泡群调控系统设置于臭氧反应器或反应池内，所述毫米级臭氧气泡发生器距离臭氧反应器底部或反应池底部距离的范围为大于等于0.2m，且小于等于0.5m。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0026]本专利技术提供一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，采用本专利技术提供的方案是在臭氧氧化过程中同时引入不同直径的臭氧气泡的气泡群(可以是微米级臭氧气泡和毫米级臭氧气泡)，直径较小的如微米级臭氧气泡可以增大相界面积，直径稍大的
毫米级气泡可以提高传质系数，因此，综合上述设置的气泡群可以实现在较低能耗下实现相际之间传质。并且，本专利技术充分考虑到催化剂的粒径、密度、微米级气泡与毫米级气泡特性，在较低运行能耗下实现气液固三相流态化，强化相际之间传质，提高臭氧利用效率，降低催化臭氧运行成本。
[0027]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0028]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0029]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0030]图1为本专利技术实施例中一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例中一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统的整体示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例中一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统的工作状态流程图。
[0033]1、第三调节阀，2、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，其特征在于，包括：气泡供给组件和调控组件，所述气泡供给组件包括第一组件和第二组件；所述调控组件包括控制系统、臭氧浓度检测仪和两个调节阀；所述调节阀连接所述气泡供给组件，所述控制装置连接两个调节阀和臭氧浓度检测仪，所述臭氧浓度检测仪检测相应区域的臭氧浓度，并将臭氧浓度数据发送至控制装置，控制装置根据臭氧浓度数据对两个调节阀进行调控，控制臭氧混合气体的进量。2.根据权利要求1所述的适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，其特征在于，所述第一组件包括：微米级臭氧气泡发生器；所述第二组件包括：毫米级臭氧气泡发生器；所述调节阀包括第一调节阀和第二调节阀，所述第一调节阀连接所述微米级臭氧气泡发生器；所述第二调节阀连接所述毫米级臭氧气泡发生器；臭氧混合气体经由第一调节阀进入微米级臭氧气泡发生器，经由第二调节阀进入毫米级臭氧气泡发生器。3.根据权利要求2所述的适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，其特征在于，还包括第三调节阀，所述第三调节阀分别连接第一调节阀和第二调节阀，所有调节阀之间采用气体管道连接；所述第三调节阀为总调节阀，调控进入所述第一调节阀和第二调节阀的臭氧混合气体的进量。4.根据权利要求2所述的适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，其特征在于，所述臭氧浓度检测仪设置在催化剂床层区域，所述臭氧浓度检测仪包括第一臭氧浓度检测仪、第二臭氧浓度检测仪和第三臭氧浓度检测仪；将臭氧反应器的催化剂床层区域按照由上到下等比例的方式划分为上区、中区和下区；所述第一臭氧浓度检测仪、第二臭氧浓度检测仪和第三臭氧浓度检测仪分别位于所述上区、中区和下区。5.根据权利要求4所述的适用于非均相催化臭氧氧化的臭氧气泡群调控系统，其特征在于，所述控制装置根据臭氧浓度数据对两个调节阀进行调控，包括：所述控制装置分别获取所述第一臭氧浓度检测仪、第二臭氧浓度检测仪和第三臭氧浓度检测仪检测到的第一臭氧浓度、第二臭氧浓度和第三臭氧浓度，并将第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫先坤，李爱民，郭婷，陈洋，杨峰，赵选英，戴建军，陈紫燕，
申请(专利权)人：盐城师范学院，
类型：发明
国别省市：