CN111704232B - 一种水的臭氧消毒方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水的臭氧消毒方法及设备，包括以下工艺步骤：第一步，制备30％的高浓度臭氧气体；第二步，将第一步制得的高浓度臭氧气体通入多级曝气消毒反应釜中；第三步，将待消毒的水注入多级曝气消毒反应釜水路中；第四步，高浓度臭氧气体逐级通入多级曝气消毒反应釜中对水进行消毒，并逐级减小气泡直径，逐级溶解臭氧，降低臭氧浓度；第五步，将最后一级曝气后的臭氧通过催化器，使残余臭氧转化为氧气，臭氧浓度降低到国家标准允许值。本发明提供的方法及设备运行成本低，制备方便，消毒效果好，处理效率高且水中无臭氧残留。

Description

一种水的臭氧消毒方法及设备

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水的臭氧消毒方法及设备。

水的消毒、杀菌和除臭技术广泛存在于工业生产和人民生活中，但水处理技术存在消毒剂残留、运行效率偏低或运营成本偏高等问题，现在水处理多采用以下几种技术：1.氯消毒；2.二氧化氯消毒；3.臭氧消毒；4. 紫外线消毒；5.次氯酸钠消毒。将氯气溶解在水中，需控制溶解浓度，浓度较低时很难起到消毒作用，会有氯离子残留，增加污水后续重金属离子等物质的无害化处理，饮用水中也会长时间存留；二氧化氯也难于解决消毒剂残留问题；现阶段的臭氧消毒为普通浓度臭氧消毒，运行效率相对较低，设备投入量大；紫外线消毒设备相对复杂，需要严格控制紫外线波长和照射强度；次氯酸盐十分稳定，使用后会在自然界长时间存留。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供运行成本低，制备方便，消毒效果好，处理效率高且水中无臭氧残留的一种水的臭氧消毒方法及设备。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种水的臭氧消毒方法，其包括以下工艺步骤：

第一步，制备30%的高浓度臭氧气体；

第二步，将第一步制得的高浓度臭氧气体通入多级臭氧曝气反应釜中；

第三步，将待消毒的水注入多级臭氧曝气反应釜水路中；

第四步，高浓度臭氧气体逐级通入多级臭氧曝气反应釜中对水进行消毒，并逐级减小气泡直径，逐级溶解臭氧，降低臭氧浓度；

第五步，将最后一级曝气后的臭氧通过催化器，使残余臭氧转化为氧气，臭氧浓度降低到国家标准允许值。

进一步，待消毒的水以等压力注入多级臭氧曝气反应釜水路中。

进一步，多级曝气反应釜水平方向等距布置且每相邻两级间逐级升高并具有相同的高度差。

一种水的臭氧消毒设备，其包括一级沉淀池、臭氧发生堆、多级臭氧曝气反应釜、二级沉淀池及催化器，所述一级沉淀池上开设有多个出水口，二级沉淀池上开设有多个进水口，多级臭氧曝气反应釜之间水平方向等距布置且每相邻两级间逐级升高并具有相同的高度差，每级臭氧曝气反应釜一端开设反应釜进水口，另一端开设反应釜出水口，每级臭氧曝气反应釜沿延伸方向底部开设有多个臭氧进口，顶部开设有多个臭氧出口，反应釜进水口及反应釜出水口均靠近反应釜下部，每级反应釜进水口与相应一级沉淀池的出水口通过管道连通，每级反应釜出水口与相应二级沉淀池的进水口通过管道连通，第一级臭氧曝气反应釜的臭氧进口分别通过臭氧管道与臭氧发生堆的臭氧出口连通，上一级臭氧曝气反应釜的臭氧出口分别与下一级臭氧曝气反应釜的臭氧进口通过臭氧管道连通，每一个臭氧进口处安装有臭氧喷头，下一级的臭氧喷头喷气孔直径小于上一级臭氧喷头喷气孔直径，最后一级臭氧曝气反应釜的臭氧出口与催化器连通。

进一步，一级沉淀池上的多个出水口逐级升高且与相应的反应釜进水口的高度差相同。

进一步，每一级臭氧管道进出口均设置反水弯。

发明的有益效果

本发明保护的一种水的臭氧消毒方法及设备，具有如下特点及优点：

特点：

1.臭氧气体比氯气更容易制备，且制备成本更低，水溶解和消毒能力也远超氯气；

2.多级并行水处理，提高了处理速率；

3.催化废气，达到国家标准要求。

优点：

1.采用该消毒技术的水处理设备运行成本（单位体积水处理的成本）明显降低；

2.该项水消毒技术使用臭氧作为消毒剂，在水中无残留，与环境更加友好；

3.高浓度臭氧使消毒效率大大提高；

4.多级曝气充分提高臭氧的利用率，使整体设备更加紧凑；

5.采用该技术的水处理设备，运行稳定可靠，易于维护保养。

附图说明

图1为本发明水的臭氧消毒原理示意图；

图2为本发明设备结构示意图；

图中1. 一级沉淀池，2. 臭氧发生堆，3. 臭氧管道，4. 臭氧曝气反应釜，5. 二级沉淀池，6.反水弯。

具体实施方式

一种水的臭氧消毒方法，其包括以下工艺步骤：

第一步，制备30%的高浓度臭氧气体；通过臭氧发生器，采用电解式高浓度臭氧制备技术制备高浓度臭氧氧气体，容易制备，且制备成本低。

第二步，将第一步制得的高浓度臭氧气体通入多级臭氧曝气反应釜中；由于沉淀池内待处理的水由低到高浓度不同，逐渐降低，采用多级臭氧曝气反应釜，底层的臭氧浓度大，逐级递减的方式，提高了臭氧的利用率且提升了处理效率。

第三步，将待消毒的水注入多级臭氧曝气反应釜水路中；

第四步，高浓度臭氧气体逐级通入多级臭氧曝气反应釜中对水进行消毒，并逐级减小气泡直径，逐级溶解臭氧，降低臭氧浓度；提高了臭氧的利用率且提升了处理效率，并且在水中无残留，与环境更加友好。

第五步，将最后一级曝气后的臭氧通过催化器，使残余臭氧转化为氧气，臭氧浓度降低到国家标准允许值。经逐级曝气消毒后，最后一级臭氧的浓度已经降到最低，并且经催化分解，臭氧浓度非常低，保证满足国家标准的规定。

进一步，待消毒的水以等压力注入多级臭氧曝气反应釜水路中。保证每一级的处理效果。

进一步，多级曝气反应釜水平方向等距布置且每相邻两级间逐级升高并具有相同的高度差。

反应釜内压力与布置高度为线性关系，即△P=ρg△h。

沉淀池的出水口与相应的反应釜进水口的高度差相同，保证待消毒的水以等压力注入多级臭氧曝气反应釜水路。

一种水的臭氧消毒设备，其包括一级沉淀池1、臭氧发生堆2、多级臭氧曝气反应釜4、二级沉淀池5及催化器（未示出），所述一级沉淀池上开设有多个出水口，二级沉淀池上开设有多个进水口，多级臭氧曝气反应釜之间水平方向等距布置且每相邻两级间逐级升高并具有相同的高度差，每级臭氧曝气反应釜一端开设反应釜进水口，另一端开设反应釜出水口，每级臭氧曝气反应釜沿延伸方向底部开设有多个臭氧进口，顶部开设有多个臭氧出口，反应釜进水口及反应釜出水口均靠近反应釜下部，每级反应釜进水口与相应一级沉淀池的出水口通过管道连通，每级反应釜出水口与相应二级沉淀池的进水口通过管道连通，第一级臭氧曝气反应釜的臭氧进口分别通过臭氧管道3与臭氧发生堆的臭氧出口连通，上一级臭氧曝气反应釜的臭氧出口分别与下一级臭氧曝气反应釜的臭氧进口通过臭氧管道连通，每一个臭氧进口处安装有臭氧喷头（未示出），下一级的臭氧喷头喷气孔直径小于上一级臭氧喷头喷气孔直径，最后一级臭氧曝气反应釜的臭氧出口与催化器连通。

臭氧经臭氧发生堆制备后，从底部的多个臭氧进口进入到第一级臭氧曝气反应釜内，对第一级臭氧曝气反应釜内的水进行处理，然后经第一级臭氧曝气反应釜的臭氧出口出来后进入第二级臭氧曝气反应釜内，对第二级臭氧曝气反应釜内的水进行处理，如此逐级处理，逐渐降低臭氧的浓度，最后处理后的水流入二级沉淀池，最后一级臭氧经催化器处理。

由于反应釜进水口及反应釜出水口均靠近反应釜下部，每级臭氧曝气反应釜沿延伸方向底部开设有多个臭氧进口，顶部开设有多个臭氧出口，保证待处理水在反应釜内下半部，臭氧从反应釜底部进入对水进行消毒处理，剩余的臭氧从顶部流出至下一级反应釜内，完成逐级曝气处理。保证水中无残余臭氧，且由于一级沉淀池内待处理的水由低到高浓度不同，逐渐降低，采用多级臭氧曝气反应釜，底层的臭氧浓度大，逐级递减的方式，提高了臭氧的利用率且提升了处理效率。

进一步，一级沉淀池上的多个出水口逐级升高且与相应的反应釜进水口的高度差相同。保证多级水路以相同的压力进入每级臭氧曝气反应釜内，保证处理效果及处理效率，使设备运行稳定可靠，延长设备的使用寿命。

进一步，每一级臭氧管道进出口均设置反水弯6，避免污水混入气路。

综上所述，本发明保护的一种水的臭氧消毒方法及设备，运行成本低，制备方便，消毒效果好，处理效率高且水中无臭氧残留。

对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水的臭氧消毒设备，其特征在于，包括一级沉淀池、臭氧发生堆、多级臭氧曝气反应釜、二级沉淀池及催化器，所述一级沉淀池上开设有多个出水口，二级沉淀池上开设有多个进水口，多级臭氧曝气反应釜之间水平方向等距布置且每相邻两级间逐级升高并具有相同的高度差，每级臭氧曝气反应釜一端开设反应釜进水口，另一端开设反应釜出水口，每级臭氧曝气反应釜沿延伸方向底部开设有多个臭氧进口，顶部开设有多个臭氧出口，反应釜进水口及反应釜出水口均靠近反应釜下部，每级反应釜进水口与相应一级沉淀池的出水口通过管道连通，每级反应釜出水口与相应二级沉淀池的进水口通过管道连通，一级沉淀池上的多个出水口逐级升高且与相应的反应釜进水口的高度差相同，第一级臭氧曝气反应釜的臭氧进口分别通过臭氧管道与臭氧发生堆的臭氧出口连通，上一级臭氧曝气反应釜的臭氧出口分别与下一级臭氧曝气反应釜的臭氧进口通过臭氧管道连通，每一个臭氧进口处安装有臭氧喷头，下一级的臭氧喷头喷气孔直径小于上一级臭氧喷头喷气孔直径，最后一级臭氧曝气反应釜的臭氧出口与催化器连通。

2.根据权利要求1述的一种水的臭氧消毒设备，其特征在于，每一级臭氧管道进出口均设置反水弯。

3.一种水的臭氧消毒方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述水的臭氧消毒设备进行消毒，包括以下工艺步骤：

第一步，制备30%的高浓度臭氧气体；

第二步，将第一步制得的高浓度臭氧气体通入多级臭氧曝气反应釜中；

第三步，将待消毒的水注入多级臭氧曝气反应釜水路中；

第四步，高浓度臭氧气体逐级通入多级臭氧曝气反应釜中对水进行消毒，并逐级减小气泡直径，逐级溶解臭氧，降低臭氧浓度；

第五步，将最后一级曝气后的臭氧通过催化器，使残余臭氧转化为氧气，臭氧浓度降低到国家标准允许值。

4.根据权利要求3所述的一种水的臭氧消毒方法，其特征在于，待消毒的水以等压力注入多级臭氧曝气反应釜水路中。