CN204369608U - 用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，属污水处理技术领域，该装置包括：支架，为方形框架结构，上端设有起吊装置，底端设有支脚，支架上端设有呈阵列布置的固定安装灯管的安装位；若干石英管套装紫外灯组件，分别设在方形支架的安装位上并通过固定装置与支架固定形成阵列结构；清洗装置，设在若干石英管套装紫外灯组件上。通过将若干石英管套装紫外灯组件的布置在支架上形成阵列结构，可实现合理分配紫外辐射剂量，提高了紫外光的利用率，增强了紫外催化能力，紫外催化效率高；同时阵列结构布置的若干石英管套装紫外灯组件，也实现了对水力条件进行优化，解决现有紫外催化装置对水处理过程中水流状态及混合条件的影响。

Description

用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域。尤其涉及一种适用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置。

背景技术

臭氧是一种极为活泼的氧化剂，极易溶于水，其氧化能力是氯气的600～3000倍。通常在氧不能起反应的条件下，它可以和许多物质进行作用，降低废水中的COD、BOD值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。利用它的特殊性质可以将其应用到废水中有机污染物的氧化降解方面。

UV/O₃是光化学高级氧化工艺中的一种，即在投加臭氧的同时，辅以紫外光的辐射。将光催化和臭氧(O₃)两种技术相联合，一方面增强了光催化技术的氧化能力，另一方面也降低了臭氧用量，节约了处理成本。同时，二者的联用还扩大了处理有机污染物种类的范围。臭氧与光催化的联合使用，两者可彼此加强、相互协同，其表现就是对有机物的去除效果大于单一O₃和单一光催化技术去除效果的加和，一般称其为协同效应。紫外光与臭氧之间存在协同作用机制，可简单的概括为：O₃在UV辐射下，产生H₂O₂，H₂O₂再与O₃反应生成羟基自由基(·OH)，另外H₂O₂在UV辐射下也能产生·OH，·OH的生成能强化水中有机污染物的降解。紫外和臭氧组合工艺的显著优点在于能促进臭氧的间接反应，并促使有机物从基态分子转化为活化分子，为有机物的氧化创造有利条件。

在紫外催化臭氧氧化工艺中，紫外催化作为工艺的重要组成部分，紫外模块的结构设计很关键，紫外灯模块设计的合理与否将直接影响催化效果以及投资和运行成本，结构设计合理的紫外灯模块能够实现紫外灯的高效利用，提高紫外灯的催化效率，进而降低臭氧投加量及紫外灯的输出功率，从而降低***运行费用。如何合理配置紫外灯以提高催化效率、增强工艺处理效果、并且降低后续运行过程中的运行费用，是紫外催化臭氧氧化工艺紫外灯模块设计中需要解决的重要问题。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，通过对模块结构的优化设计，实现紫外光的高效利用、并且合理配置优化水力运行条件，提高催化效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，包括：

支架，为方形框架结构，上端设有起吊装置，底端设有支脚，支架上端设有呈阵列布置的固定安装灯管的安装位；

若干石英管套装紫外灯组件，分别设在所述方形支架的安装位上并通过固定装置与所述支架固定形成阵列结构；

清洗装置，设在所述若干石英管套装紫外灯组件上。

上述紫外灯模块装置中，所述每个石英管套装紫外灯组件由上端为封闭端、下端为开口端的石英管内套装紫外灯管构成，所述石英管套装紫外灯组件的开口端安装于所述方形支架的安装位上。

上述紫外灯模块装置中，所述石英管套装紫外灯组件中，石英套管开口端设有316L不锈钢套管螺帽、钢套和紧压式O型圈组成密封，紫外灯管由一个PVDF模铸灯座固定在所述石英套管内，所述PVDF模铸灯座对所述石英套管内形成双层密封，所述双层密封与所述石英套管开口端设置的密封构成多级密封。

上述紫外灯模块装置中，所述固定装置包括：设于所述方形支架安装位上的密封固定胶座和与所述支架连接对所述石英管套装紫外灯组件两端固定的灯管固定支架；

所述石英管套装紫外灯组件的开口端密封安装于所述密封固定胶座中。

上述紫外灯模块装置中，所述石英管套装紫外灯组件彼此互相平行且为均匀排列，相邻石英管套装紫外灯组件之间的间距为100mm。

上述紫外灯模块装置中，所述支架上端设有引出各石英管套装紫外灯组件的电缆线的不锈钢方管和电缆线软管。

上述紫外灯模块装置中，所述石英管套装紫外灯组件的紫外灯输出波长为254nm。

上述紫外灯模块装置中，所述支架底端的支脚高度不小于20cm，所述支脚上设有固定所述支架的固定螺孔。

本实用新型的有益效果为：通过将若干石英管套装紫外灯组件的布置在支架上形成阵列结构，可实现合理分配紫外辐射剂量，提高了紫外光的利用率，增强了紫外催化能力，紫外催化效率高；同时阵列结构布置的若干石英管套装紫外灯组件，也实现了对水力条件进行优化，解决现有紫外催化装置对水处理过程中水流状态及混合条件的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的紫外灯模块装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的紫外灯模块装置俯视示意图；

图中：1.模块支架，2.石英管套装紫外灯组件，3.石英套管清洗装置，4.灯管固定支架，5.密封固定胶座，6.不锈钢方管，7.电缆线软管，8.起吊装置，9.固定螺孔。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

图1、2所示为本实用新型实施例提供的一种用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，包括：支架、若干石英管套装紫外灯组件、清洗装置和固定装置；紫外灯管置于一端为开口端、另一端为天然闭口封闭端的石英套管中形成各石英管套装紫外灯组件，石英套管开口端由316L不锈钢套管螺帽、钢套和紧压式O型圈组成密封，紫外灯管由一个PVDF模铸灯座固定并具备双层密封；灯座的双层密封与套管的O型密封圈构成多级密封屏障；紫外灯管和石英套管组成的***通过灯管固定支架固定在模块支架上，所有石英管套装紫外灯组件呈竖向固定在模块支架上形成阵列结构(见图2)，石英套管封闭端朝下，石英管套装紫外灯组件之间的间距为100mm，紫外灯管输出波长为254nm；清洗装置置于石英套管外与石英套管相接触，通过清洗装置的作用维持运行过程中石英套管的清洁，保证透光率；电缆线从各石英管套装紫外灯组件的石英套管开口端引出，经不锈钢方管汇集到电缆线软管中引出反应池外并与镇流器连接，可通过镇流器调节紫外灯输出光强。整个模块在工作过程中全部置于水中，所有连接紫外灯与镇流器的线缆密封在电缆线软管内，不暴露在污水和紫外光中。

进一步的，上述紫外灯模块装置中，支架底部距地面20cm空间，供曝气装置安装用，可通过在支脚底端设置高度不低于20cm的支脚实现。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明

实施例1：

本实施例中，参照图1，所述紫外灯模块装置，由支架、石英管套装紫外灯组件、镇流器、清洗装置和固定装置组成；64支石英管套装紫外灯组件相互平行排成8排8列，每根石英管套装紫外灯组件内置在一根单独的石英套管，套管的下端为封闭端，上端由密封固定胶座5密封并固定在支架1上，石英管套装紫外灯组件2由灯管固定支架4竖向固定在支架1上面，灯管之间的行距和列距均为100mm；紫外灯管的电缆线经不锈钢方管6汇集到电缆线软管7中引出，接入接线盒，并与镇流器连接，镇流器独立集中安装于机柜内，以便于维护。可通过镇流器调节紫外灯输出光强。工作时，紫外灯模块通过底端的固定螺孔9固定在地面预埋件上，防止其晃动，通电后清洗装置3可自动运行清洗石英套管，防止其结垢而影响透光率。当紫外灯模块需要离线清洗或维修时，可通过起吊装置8将其吊出反应池进行清洗或维修。

实施例2：

本实施例中，参照图1，将紫外灯模块装置安装固定在臭氧接触池或臭氧氧化反应器中，连接电源，开启控制装置，紫外灯管发生紫外光。臭氧气体通过底端的曝气装置与待处理废水充分混合接触，待处理废水从紫外灯模块底端顺着灯管方向自下而上流动，在废水流动的过程中，溶解于待处理废水中的臭氧气体在紫外光的照射作用下生成羟基自由基(·OH)，同时水中还有部分臭氧气体，在·OH和臭氧气体的共同作用下，水中的难降解有机物等被氧化分解，废水得到有效处理，从出水口流出，排放或回用。

实施例3：

某工业废水生化处理后出水，COD浓度为300mg/L。将紫外灯模块装置按照前述方式安装在臭氧接触池中，废水进入臭氧接触池后，臭氧气体经曝气盘变成微小气泡溶入水中，臭氧投加量为250mg/L。当臭氧化的水流经紫外灯模块装置的过程中，在紫外灯模块装置发生的紫外光的作用下，部分臭氧气体经紫外催化作用生成了氧化性更强的羟基自由基(·OH)，·OH和臭氧气体共同与水中的难降解有机物发生反应，有机物被彻底氧化分解，废水得到了有效处理。在水力停留时间为2小时的条件下，生化处理后出水经紫外催化臭氧氧化作用，处理后出水中COD浓度值在100mg/L以下。

本实用新型的装置合理配置了紫外催化臭氧氧化过程中紫外灯管的空间结构和排列布置方式，充分考虑了紫外灯催化臭氧氧化过程中的空间布置及照射方式，紫外光利用率高，催化效率高。同时通过实现了对水力条件优化，解决了紫外催化装置对水处理过程中水流状态及混合条件的影响，增强了***处理效果。并且结构简单，易于操作管理，便于检修及维护，整个装置以一个模块的形式构成一体化装置，运行过程中整个模块浸没于水中，维护时将模块吊出水面，可实现紫外灯模块的检修及维护。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，包括：

支架，为方形框架结构，上端设有起吊装置，底端设有支脚，支架上端设有呈阵列布置的固定安装灯管的安装位；

若干石英管套装紫外灯组件，分别设在所述方形支架的安装位上并通过固定装置与所述支架固定形成阵列结构；

清洗装置，设在所述若干石英管套装紫外灯组件上。

2.根据权利要求1所述的用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，所述每个石英管套装紫外灯组件由上端为封闭端、下端为开口端的石英管内套装紫外灯管构成，所述石英管套装紫外灯组件的开口端安装于所述方形支架的安装位上。

3.根据权利要求2所述的用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，所述石英管套装紫外灯组件中，石英套管开口端设有316L不锈钢套管螺帽、钢套和紧压式O型圈组成密封，紫外灯管由一个PVDF模铸灯座固定在所述石英套管内，所述PVDF模铸灯座对所述石英套管内形成双层密封，所述双层密封与所述石英套管开口端设置的密封构成多级密封。

4.根据权利要求1所述的用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，所述固定装置包括：设于所述方形支架安装位上的密封固定胶座和与所述支架连接对所述石英管套装紫外灯组件两端固定的灯管固定支架；

所述石英管套装紫外灯组件的开口端密封安装于所述密封固定胶座中。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，所述石英管套装紫外灯组件彼此互相平行且为均匀排列，相邻石英管套装紫外灯组件之间的间距为100mm。

6.根据权利要求1至4任一项所述的用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，所述支架上端设有引出各石英管套装紫外灯组件的电缆线的不锈钢方管和电缆线软管。

7.根据权利要求1至4任一项所述的用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，所述石英管套装紫外灯组件的紫外灯输出波长为254nm。

8.根据权利要求1至4任一项所述的用于催化臭氧氧化反应的紫外灯模块装置，其特征在于，所述支架底端的支脚高度不小于20cm，所述支脚上设有固定所述支架的固定螺孔。