申請日2017.10.10
公開(公告)日2018.02.09
IPC分類號C02F1/78; C02F1/72; B01F5/00; B01F5/06; B01F5/02
摘要
本發明提供了一種污水處理裝置及方法與系統，涉及污水處理技術領域，該污水處理裝置包括氣液混合單元和與氣液混合單元連接的氧化單元;氣液混合單元包括依次連接的污水泵、氣液射流器和氣液混合器;氣液混合器包括至少一個混合柱，混合柱內設有螺旋葉片。利用該污水處理裝置能夠緩解現有技術的處理設備中因氣液混合不均導致的臭氧利用效率低的技術問題，達到了提高臭氧利用率的技術效果。
權利要求書
1.一種污水處理裝置，其特征在于，包括氣液混合單元和與所述氣液混合單元連接的氧化單元;所述氣液混合單元包括依次連接的污水泵、氣液射流器和氣液混合器;
所述氣液混合器包括至少一個混合柱，所述混合柱內設有螺旋葉片。
2.根據權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述螺旋葉片包括左螺旋葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內沿所述混合柱的軸向方向交替設置;
優選地，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內以90°角錯位交替設置;
優選地，所述螺旋葉片為180°扭曲的螺旋葉片。
3.根據權利要求1或2所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氣液混合器的橫縱比為0.1-0.15，體積分率為10-20%。
4.根據權利要求1或2所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氣液射流器的流量比為0.35-0.45，揚程比為0.25-0.35，面積比為2.5-3.5。
5.根據權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氣液射流器中噴嘴入口直徑為(1.3-1.6)d，進氣口直徑為(2.4-2.6)d，漸縮段直徑為(2.9-3.1)d，混合室直徑為(1.85-2.1)d，擴散管直徑為(3.4-3.6)d;
其中，d為噴嘴出口直徑。
6.根據權利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述氧化單元包括催化氧化反應器;
優選地，所述催化氧化反應器為固定床催化氧化柱;
優選地，所述固定床催化氧化柱中填充有催化填料，所述催化填料的體積為柱體體積的20-30%;
優選地，所述催化填料包括氧化鋁、無機粘結劑和有機粘結劑;
優選地，所述催化填料還包括有二氧化錳催化劑;
優選地，所述氧化鋁的比表面積為380-420m2/g，優選為390-410m2/g，進一步優選為400m2/g;
優選地，所述固定床催化氧化柱的柱體直徑與所述催化填料的顆粒的直徑比為15-20。
7.一種污水處理方法，其特征在于，將氧化氣體和污水分別引入權利要求1-6任一項所述的污水處理裝置中的氣液混合單元，經混合后進入氧化單元進行氧化反應。
8.根據權利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，所述氧化氣體包括臭氧;
優選地，所述污水處理方法還包括將氧化氣體和污水分別引入氣液混合單元后向氣液混合單元中通入氧化劑的步驟。
9.一種污水處理系統，其特征在于，包括臭氧制備單元和與所述臭氧制備單元連接的權利要求1-6任一項所述的污水處理裝置。
10.根據權利要求9所述的污水處理系統，其特征在于，所述臭氧制備單元包括制氧機和與所述制氧機連接的臭氧發生器，所述制氧機產生的氧氣在所述臭氧發生器生成臭氧;所述臭氧發生器連接于氣液射流器;
優選地，所述制氧機產生的氧氣的純度大于90%;
優選地，所述臭氧發生器中生成的臭氧的質量分數大于10%。
說明書
污水處理裝置及方法與系統
技術領域
本發明涉及污水處理技術領域，尤其是涉及一種污水處理裝置及方法與系統。
背景技術
近二十年來，中國的印染、化工、制藥等工業進入飛速發展時期，伴隨產生的工業廢水也日益增多。工業生產排放的廢水往往含有大量難降解有機物和有毒有害物質，如不妥善治理，將嚴重影響生態環境和人類健康。鑒于工業廢水的高化學需氧量(ChemicalOxygen Demand，簡稱COD)和高色度，傳統的生物處理降解效果甚微，高級氧化技術由于氧化能力強、氧化速率快等獨特的優勢成為目前此類廢水處理熱點之一。
目前常用的氧化技術是用臭氧對污水進行氧化處理，以分解去除污水中的有害物質。在標準狀態下臭氧的氧化還原電位為2.07V，是極強的氧化劑。臭氧在水中分解后產生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基自由基(·OH)，可將有機污染物分解為CO2和H2O，從而達到廢水脫色和降低COD的目的。而目前的處理設備(臭氧催化設備)存在因氣液混合不均導致臭氧利用效率低，從而導致廢水處理成本偏高和效果不佳的缺點。
有鑒于此，特提出本發明。
發明內容
本發明的第一目的在于提供一種污水處理裝置，以緩解現有技術的處理設備中因氣液混合不均導致的臭氧利用效率低的技術問題。
本發明的第二目的在于提供一種污水處理方法，利用該方法進行污水處理，可以提高臭氧的利用率。
本發明的第三目的在于提供一種污水處理系統，利用該系統進行污水處理可以在降低污水處理成本的同時提高污水的處理效果。
為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：
一種污水處理裝置，包括氣液混合單元和與所述氣液混合單元連接的氧化單元;所述氣液混合單元包括依次連接的污水泵、氣液射流器和氣液混合器;
所述氣液混合器包括至少一個混合柱，所述混合柱內設有螺旋葉片。
進一步的，所述螺旋葉片包括左螺旋葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內沿所述混合柱的軸向方向交替設置。
進一步的，所述左螺旋葉片和所述右螺旋葉片在所述混合柱內以90°角錯位交替設置。
進一步的，所述螺旋葉片為180°扭曲的螺旋葉片。
進一步的，所述氣液混合器的橫縱比為0.1-0.15，體積分率為10-20%。
進一步的，所述氣液射流器的流量比為0.35-0.45，揚程比為0.25-0.35，面積比為2.5-3.5。
進一步的，所述氣液射流器中噴嘴入口直徑為(1.3-1.6)d，進氣口直徑為(2.4-2.6)d，漸縮段直徑為(2.9-3.1)d，混合室直徑為(1.85-2.1)d，擴散管直徑為(3.4-3.6)d;
其中，d為噴嘴出口直徑。
進一步的，所述氧化單元包括催化氧化反應器;可選地，所述催化氧化反應器為固定床催化氧化柱。
進一步的，所述固定床催化氧化柱中填充有催化填料，所述催化填料的體積為柱體體積的20-30%;可選地，所述催化填料包括氧化鋁、無機粘結劑和有機粘結劑;可選地，所述催化填料還包括有二氧化錳催化劑;可選地，所述氧化鋁的比表面積為380-420m2/g，優選為390-410m2/g，進一步優選為400m2/g。
進一步的，所述固定床催化氧化柱的柱體直徑與所述催化填料的顆粒的直徑比為15-20。
一種污水處理方法，將氧化氣體和污水分別引入上述污水處理裝置中的氣液混合單元，經混合后進入氧化單元進行氧化反應。
進一步的，所述氧化氣體包括臭氧。
進一步的，所述污水處理方法還包括將氧化氣體和污水分別引入氣液混合單元后向氣液混合單元中通入氧化劑的步驟。
一種污水處理系統，包括臭氧制備單元和與所述臭氧制備單元連接的上述污水處理裝置。
進一步的，所述臭氧制備單元包括制氧機和與所述制氧機連接的臭氧發生器，所述制氧機產生的氧氣在所述臭氧發生器生成臭氧;所述臭氧發生器連接于氣液射流器;
優選地，所述制氧機產生的氧氣的純度大于90%;
優選地，所述臭氧發生器中生成的臭氧的質量分數大于10%。
與已有技術相比，本發明具有如下有益效果：
本發明中的污水處理裝置通過單獨設置氣液混合單元，以使氧化氣體(例如臭氧)與污水在氣液混合單元中的氣液混合器內充分混合。該氣液混合器是由至少一個的混合柱組成的，且混合柱內設有螺旋葉片，臭氧與污水在混合柱內通過螺旋葉片的分流作用混合均勻，然后再進入氧化單元進行反應。由于本發明中的氣液混合器內設有螺旋葉片，因此，可以使臭氧與污水充分混合，可以有效提高臭氧的利用率，進而降低污水處理成本并提高污水處理效果。
本發明提供的污水處理系統可以深度處理印染、化工、制藥等工業生產污水，將生物難降解物質高效率去除，達到污水脫色和降低COD的目的，使出水完全達標。
