CN212356651U

CN212356651U - 氧化剂制备组件及使用该组件的污水处理设备

Info

Publication number: CN212356651U
Application number: CN202020032103.7U
Authority: CN
Inventors: 钟建华; 张文英
Original assignee: Guangdong Shangzhi Environmental Protection Technology Co ltd; Guangzhou Deposon Electric Technology Co ltd
Current assignee: GUANGDONG SHANGZHI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd.; Guangzhou debaishun Blue Diamond Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2030-01-08

Abstract

本实用新型公开了氧化剂制备组件，包括氧化剂制备组件，其特征在于，包括：混合单元，设有进液口和出液口；供氧单元，用于使通入混合单元的水体废水充入含氧气泡；电解单元，与混合单元的出液口连接，用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化物质；超级纳米气泡发生单元，与电解单元连接，其中，超级纳米气泡发生单元设置于混合单元与电解单元之间，或者电解单元设置于混合单元与超级纳米气泡发生单元之间。还公开了使用该氧化剂制备组件的污水处理设备。通过超级纳米气泡发生单元、电解单元和混合单元的结合，能够高效制取氧化剂，其氧化性能强，氧化剂产生速率快，与废水的反应速率快，对废水的氧化处理效果佳。

Description

氧化剂制备组件及使用该组件的污水处理设备

技术领域

本实用新型涉及氧化剂制备组件及使用该组件的污水处理设备。

背景技术

污水处理，为使污水达到排出或对其进行再次使用的水质标准而对其进行净化的过程，被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域。污水在处理过程中往往需要添加药液进行反应处理，而这些药液往往会成为污泥产出的一部分，增加污泥量的同时也增加了成本的投入和污泥处理费用。

如今，在给水排水及污水处理工艺中，气浮法是废水处理的有效的方法之一，气浮处理法就是向废水中通入空气，并以从水中析出的微小气泡作为污染物的载体。通常废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质会黏附于气泡表面，跟随气泡一起上浮到水面，通过收集气泡或浮渣可以达到分离杂质的目的，使废水得到净化。从气浮的原理可以看出，气浮法主要用于处理废水中难以自然沉降或上浮的乳化油或相对密度与水接近的微小悬浮颗粒物质。但气浮处理只能除去污水中的颗粒悬浮物质，通常还需要配合其他处理方式手段以除去水中的有机物等。因此，使得废水处理工艺工序繁琐，还不能满足高效、高能处理废水的需求。

实用新型内容

基于此，有必要提供氧化剂制备组件及使用该组件的污水处理设备。

氧化剂制备组件，包括：

混合单元，所述混合单元设置有进液口和出液口；

供氧单元，所述供氧单元用于使通入所述混合单元的废水充入含氧气泡；

电解单元，所述电解单元与所述混合单元的出液口连接，所述电解单元用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化物质；

超级纳米气泡发生单元，所述超级纳米气泡发生单元与所述电解单元连接，其中，

所述超级纳米气泡发生单元设置于所述混合单元与所述电解单元之间，所述电解单元通过所述超级纳米气泡发生单元与所述混合单元连接，或者

所述电解单元设置于所述混合单元与所述超级纳米气泡发生单元之间，所述超级纳米气泡发生单元通过所述电解单元与所述混合单元连接。

在一个实施例中，所述超级纳米气泡发生单元设置有至少两个对冲喷头，通过废水对撞产生纳米含氧气泡。

在一个实施例中，所述超级纳米气泡发生单元产生的纳米气泡的直径为0.1μm-10μm。

在一个实施例中，所述混合单元为文氏管混合器。

在一个实施例中，所述含氧气泡包括氧气、臭氧、空气中的至少一种。

在一个实施例中，所述电解单元用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的臭氧气泡。

在一个实施例中，所述电解单元用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化基团。

污水处理设备，包括上述任一项的氧化剂制备组件。

在一个实施例中，还包括辅助氧化单元，所述辅助氧化单元与所述电解单元或者超级纳米气泡发生单元连接。

在一个实施例中，还包括供电单元，所述电解单元设置有氢出口，所述氢出口通过管道与供电单元连接。

本实用新型的有益效果是：

氧化剂制取组件及使用该组件的污水处理设备，通过超级纳米气泡发生单元、电解单元和混合单元的结合，能够高效制取氧化剂，其氧化性能强，氧化剂产生速率快，与废水的反应速率快，对废水的氧化处理效果佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为一实施例的污水处理设备的示意图。

图2为又一实施例的污水处理设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，其为本实用新型一较佳实施例的氧化剂制备组件，包括混合单元200、供氧单元300、电解单元400和超级纳米气泡发生单元500，混合单元200设置有进液口201和出液口203。

进液口201用于进水，其中，其他设备可以通过进液口201与混合单元200连接，将水供给到混合单元200内。

供氧单元300用于使通入混合单元200的废水充入含氧气泡。例如，混合单元200还设置有通氧入口202，供氧单元300可提供含氧气体或者含有含氧气泡的水体，且通过通氧入口202供给到混合单元200，通过对混合单元200内的废水通入含氧气体/含有含氧气泡的水体进行混合，使得废水中被充入含氧气泡。

为了实现供氧单元300使通入混合单元200的废水充入含氧气泡，具体地：

例如，混合单元200为文氏管混合器，其中，文氏管混合器也称为文丘里射流器。文丘里射流器因其具有独特的混合气室设计，使强劲的水流与空气或液体混合喷射，从而使得混合均匀、彻底，其产生的气泡多而细腻，促使气体溶解效率提高，常见于液-气相混合，液-液相混合，还可以用于气-气相混合以及气-液相混合。通过文丘里射流器将废水与供氧单元300提供的含氧气体/含有含氧气泡的水体混合，从而使得废水内充入大量的含氧气泡，也就是说，文氏管混合器上设置有出口和两个入口，废水通过其中一个入口通入，供氧单元300从另一个入口提供含氧气体/含有含氧气泡的水体(例如空气，例如氧气，例如臭氧水)，混合后使得废水被充入含氧气泡，再从出口排出。

例如，混合单元200为其他气液混合设备/液液混合设备。

例如，混合单元200为容器或者管道或者其他，通过供氧单元300向其中充入含氧气体/含有含氧气泡的水体，从而使得通入混合单元200的废水被充入含氧气泡。

为了实现供氧单元300使通入混合单元200的废水被充入含氧气泡，具体地：

例如，上述所说的含氧气体，其含氧气体/含氧气泡为氧气、臭氧、空气中的至少一种。例如，所述含氧气体/含氧气泡为空气，例如，所述含氧气体/含氧气泡为臭氧，例如，所述含氧气体/含氧气泡为氧气，例如，所述含氧气体/含氧气泡为氧气和臭氧。本实施例中，不累赘描述。

例如，上述所说的含有含氧气泡的水体，该含氧气泡为氧气、臭氧、空气中的至少一种，所述水体可以为自来水或者纯净水或者纯水或其他水体，也就是说，例如，所述含有含氧气泡的水体为含有氧气气泡的水体，例如，所述含有含氧气泡的水体为臭氧水，例如，所述含有含氧气泡的水体为含有空气气泡的水体，例如，所述含有含氧气泡的水体为含有臭氧气泡、氧气气泡的水体，本实施例中，不累赘描述。

为了使得供氧单元300提供的含氧气体/含有含氧气泡的水体能与废水混合使得废水被充入含氧气泡，例如，混合单元200为文氏管混合器或其他气液混合设备/液液混合设备，例如，供氧单元300通过加压或其他方式将含氧气体/含有含氧气泡的水体导入混合单元200与废水混合，例如，供氧单元300提供含有含氧气泡的水体，则直接导入混合单元200与废水混合。进一步地，例如，供氧单元300包括气瓶，气瓶内储存有含氧气体，通过气瓶供给混合单元200含氧气体与废水混合，例如，供氧单元300包括注射器，注射器内设置有含氧气体/含有含氧气泡的水体，通过注射器向混合单元200注射含氧气体/含有含氧气泡的水体与废水混合，例如，供氧单元300为其他可以向混合单元200注入含氧气体/含有含氧气泡的水体的设备。

为了使得供氧单元300提供的含氧气体/含有含氧气泡的水体能与废水混合使得废水被充入含氧气泡，例如，供氧单元300包括含氧气体制取设备，例如，供氧单元300包括氧气制取设备，通过制取氧气再导入供给到混合单元200中与废水混合，其中，氧气制取设备可以为化学制备氧气设备或电化学制备氧气设备或其他氧气制取设备，例如，供氧单元300包括臭氧制取设备，通过制取臭氧再导入供给到混合单元200中与废水混合，其中，臭氧制取设备可以为高压电离产生臭氧的臭氧发生器，或者紫外线照射产生臭氧的臭氧发生器或者电化学臭氧生成装置或者其他臭氧生成装置。

其他实施方式，使得混合单元200中的废水被充入含氧气泡的，本实施例中，不累赘描述。

应该理解的是，混合单元200和供氧单元300的连接方式，可以为供氧单元300通过管道与混合单元200连接，可以为供氧单元300设置于混合单元200上，可以为供氧单元300设置于混合单元200内，其具体连接方式，取决于供氧单元300的结构和混合单元200的结构，只要其结构能够实现供氧单元300使混合单元200内的废水被充入含氧气泡的功能即可。

其中，电解单元400用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化物质，也就是说，将空气气泡、氧气气泡、臭氧气泡或其他含氧气泡进一步通过电化学电解的方式转化为具有强氧化性的氧化物质。所述的具有强氧化性的氧化物质，例如，在一个实施例中，电解单元400用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的臭氧气泡，也就是说，所述具有强氧化性的氧化物质为臭氧气泡，在另一个实施例中，电解单元400用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化基团，例如，所述氧化基团为羟基自由基，在又一个实施例中，电解单元400用于将含氧气泡转化为携带有强氧化性的其他氧化物质，例如，所述氧化物质为过氧化氢。通过将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化物质，从而达到氧化处理废水的目的。

其中，超级纳米气泡发生单元500用于产生纳米级别的气泡，也就是说，将上述说的含氧气泡进一步破碎成纳米气泡。其中，例如，所述超级纳米气泡发生单元500产生的纳米气泡的直径为0.1μm-10μm。

其中，电解单元400与混合单元200的出液口203连接，超级纳米气泡发生单元500与电解单元400连接，具体地：

在一个实施例中，如图1所示，超级纳米气泡发生单元500设置于混合单元200与电解单元400之间，电解单元400通过超级纳米气泡发生单元500与混合单元200的出液口203连接，也就是说混合单元200、超级纳米气泡发生单元500和电解单元400依次连接，在本实施例中，充入含氧气泡的废水通过出液口203导入超级纳米气泡发生单元500中进行处理，将含氧气泡破碎成纳米气泡后，再导入电解单元400中发生电化学反应产生具有强氧化性的氧化物质。

在另一个实施例中，如图2所示，电解单元400设置于混合单元200与超级纳米气泡发生单元500之间，超级纳米气泡发生单元500通过电解单元400与混合单元200连接，也就是电解单元400连接到混合单元200的出液口203上，且混合单元200、电解单元400和超级纳米气泡发生单元500依次连接，在本实施例中，充入含氧气泡的废水通过出液口203导入电解单元400中发生电解反应转化为具有强氧化性的氧化物质，再导入超级纳米气泡发生单元500中产生纳米气泡。

下面将阐述上述两个不同的实施例的结构和工作原理：

实施例01

如图1所示，氧化剂制备组件，包括混合单元200、供氧单元300、电解单元400和超级纳米气泡发生单元500，混合单元200设置有进液口201和出液口203，供氧单元300用于使通入所述混合单元200的废水充入含氧气泡。

电解单元400用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化物质。

其中，超级纳米气泡发生单元500连接在混合单元200的出液口203上，且混合单元200、超级纳米气泡发生单元500和电解单元400依次连接。

本实施例的工作原理为：

废水通过进液口201进入混合单元200中，供氧单元300通过向混合单元200供给含氧气体/含有含氧气泡的水体与废水混合，使得废水被充入含氧气泡。充入含氧气泡的废水通过出液口203导入超级纳米气泡发生单元500，废水中的含氧气泡被进一步破碎成纳米(含氧)气泡，将含有纳米(含氧)气泡的废水导入电解单元400中。电解单元400通过电化学方法将纳米(含氧)气泡转化为具有强氧化性的氧化物质，其中，本实用新型的创造点为，纳米(含氧)气泡具有巨大的比表面积，纳米(含氧)气泡吸附在电极上，其电解原料即为纳米(含氧)气泡中的含氧气体，例如，氧气，例如，空气中的氧气，因此，具有巨大比表面积的纳米(含氧)气泡作为电解原料吸附在电极上，相当于形成催化剂作用，极大地加快了电解反应，使其高效转化为大量的氧化物质，例如，臭氧，例如，羟基自由基，从而增大生成物(氧化剂)浓度，提高反应速率。

值得一提的是，当纳米(含氧)气泡吸附在电极上被电解转化为臭氧气泡，也就是转化为纳米臭氧气泡，废水中臭氧气泡直径越小，其上升速度越慢，停留时间长，溶解度越高，且臭氧气泡直径越小，单位体积液相越大，即臭氧与水的接触面积越大，臭氧的利用率也就越大、氧化性能越好，也即处理废水的能力越好。

值得一提的是，当纳米(含氧)气泡吸附在电极上被电解转化为具有强氧化性的氧化基团，例如，羟基自由基(·OH)，羟基自由基的氧化性极强，氧化还原电位高达2.8V，可彻底氧化废水中的有机物并完全分解为H₂O和CO₂，其可高效处理污水。

纳米(含氧)气泡吸附在电解单元400的电极上，还可能转化为具有强氧化性的其他氧化物质，例如，过氧化氢。

实施例02

如图2所示，氧化剂制备组件，包括混合单元200、供氧单元300、电解单元400和超级纳米气泡发生单元500，混合单元200设置有进液口201和出液口203，供氧单元300用于使通入所述混合单元200的废水充入含氧气泡。

其中，电解单元400连接在混合单元200的出液口203上，且混合单元200、电解单元400和超级纳米气泡发生单元500依次连接。

本实施例的工作原理为：

废水通过进液口201进入混合单元200中，供氧单元300通过向混合单元200供给含氧气体/含有含氧气泡的水体与废水混合，使得废水被充入含氧气泡。充入含氧气泡的废水通过出液口203导入电解单元400中。电解单元400通过电化学方法将含氧气泡转化为具有强氧化性的氧化物质，其电解原料即为含氧气泡中的含氧气体，例如，氧气，例如，空气中的氧气，使其转化为具有强氧化性的氧化物质，例如，臭氧，例如，羟基自由基。

其中，当含氧气泡被转化为臭氧，臭氧通过气泡形式存在于废水中，即废水中有臭氧气泡，而臭氧在水中的溶解度有限，废水中的臭氧浓度达到饱和后剩余的臭氧将会从废水表面溢出。将携带有臭氧气泡的废水导入超级纳米气泡发生单元500中，废水中的臭氧气泡被进一步破碎成纳米(臭氧)气泡。废水中臭氧气泡直径越小，其上升速度越慢，停留时间长，溶解度越高，且臭氧气泡直径越小，单位体积液相越大，即臭氧与水的接触面积越大，臭氧的利用率也就越大、氧化性能越好，也即处理废水的能力越好。应该理解的是，为了提高废水中臭氧的浓度，可以将电解单元400从废水表面溢出的臭氧收集与含有臭氧气泡的废水一并导入纳米气泡发生单元中，纳米臭氧气泡溶解度高，使更大量的臭氧溶于废水中，提高其氧化性能。

为了实现超级纳米气泡发生单元500将含氧气泡转化为纳米气泡，具体地：

例如，所述超级纳米气泡发生单元设置有至少两个对冲喷头，每个对冲喷头均设置有喷口，携带有含氧气泡的废水被分流进入对冲喷头，废水从喷口中喷出且多股水流相交于一点上，例如，两个对冲喷头的喷口相对设置，例如，三个对冲喷头呈120°夹角设置。也就是说，通过分流的废水对撞产生纳米含氧气泡。通过控制对冲喷头的内部压力可以控制废水的对冲强度，从而调节产生纳米气泡的发生量、大小等。

例如，所述超级纳米气泡发生单元设置有网板，网板上开设有孔，孔径为不大于10μm的超级微米孔，通过将废水导入超级纳米气泡发生单元，通过网板上开设的孔将含氧气泡切割成纳米气泡，其中可以通过对超级纳米气泡发生单元内部增减压强对含氧气泡的切割进行调节。

例如，所述超级纳米气泡发生单元设置有电极，通过对携带有含氧气泡的废水施加电流、控制电流密度产生纳米含氧气泡。

其中，所述超级纳米气泡发生单元还可以采用现有技术中的纳米气泡发生装置。

本发明创造还提供一种污水处理设备，包括上述的氧化剂制备组件。

其中，混合单元200的进液口201用于通过管道与污水处理设备的其他部件连接，例如，如图1和图2所示，进液口201通过管道连接有供水单元100，供水单元100用于提供待处理的废水。

例如，混合单元200的进液口201通过管道与供水单元100连接，供水单元100用于提供待处理的废水，电解单元400上连接有排水管。废水通过进液口201进入混合单元200中，供氧单元300通过向混合单元200供给含氧气体/含有含氧气泡的水体与废水混合，使得废水被充入含氧气泡。充入含氧气泡的废水通过出液口203导入超级纳米气泡发生单元500，废水中的含氧气泡被进一步破碎成纳米(含氧)气泡，将含有纳米(含氧)气泡的废水导入电解单元400中。具有巨大比表面积的纳米(含氧)气泡作为电解原料吸附在电极上，以极快的速率产生氧化剂，例如，纳米臭氧气泡，例如，羟基自由基。纳米臭氧气泡具有巨大的比表面积，与废水具有更大的接触面积，氧化性能更好，并且纳米臭氧气泡的上升速度更慢，使得其与废水的接触氧化时间更长，氧化更加彻底。羟基自由基具有极高的氧化还原电位，可快速氧化废水中的有机物，极大提高了废水处理的效率，使得废水处理工艺的耗时更少。废水通过电解单元400氧化后通过排水管排出。

在一个实施例中，污水处理设备还包括辅助氧化单元(图未示)，所述辅助氧化单元与所述电解单元400或者超级纳米气泡发生单元500连接，也就是说，若混合单元200、超级纳米气泡发生单元500和电解单元400依次连接，则辅助氧化单元与电解单元400连接，若混合单元200、电解单元400和超级纳米气泡发生单元500依次连接，则辅助氧化单元与超级纳米气泡发生单元500连接。其中，辅助氧化单元用于处理过的废水进行二次氧化处理，耗尽废水中的有机物，使得废水处理效果更佳。

例如，所述辅助氧化单元为过氧化氢生成装置，通过过氧化氢对废水进行二次氧化。例如，所述辅助氧化单元为羟基自由基/臭氧稳定剂，例如，CO₂，通过向电解单元400投入羟基自由基/臭氧稳定剂，使得羟基自由基/臭氧更稳定，与废水氧化接触时间更长，反应更彻底。例如，所述辅助氧化单元为紫外灯，波长200nm以下的短波长紫外线能分解O₂，生成的O*与O₂结合产生臭氧，通过臭氧二次对废水进行氧化处理。

为了节约能源，使能量循环利用，在一个实施例中，如图1和图2所示，废水处理设备还包括供电单元600，所述电解单元400设置有氢出口，其中，本实施例中，电解单元400为阴阳极分隔的电解池结构，且阴极腔开设有氢出口，使得氢气与其他气体分离，从氢出口排出。该氢出口通过管道与供电单元600连接，供电单元600可以以氢气为原料进行发电，例如，供电单元600用于供给电能给所述电解单元400进行电解，例如，供电单元600用于供给电能给臭氧发生单元进行臭氧发生，通过将氢氧分离，将清洁能源氢气提取出来进行发电，该氧化剂制备组件节约能源、绿色环保。

其中，该供电单元600也可以以其他能源进行发电，例如，该供电单元600通过太阳能发电，例如，该供电单元600通过风能发电。本实施例中，不累赘描述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.氧化剂制备组件，其特征在于，包括：

混合单元，所述混合单元设置有进液口和出液口；

2.根据权利要求1所述的氧化剂制备组件，其特征在于，所述超级纳米气泡发生单元设置有至少两个对冲喷头，通过废水对撞产生纳米含氧气泡。

3.根据权利要求1所述的氧化剂制备组件，其特征在于，所述超级纳米气泡发生单元产生的纳米气泡的直径为0.1μm-10μm。

4.根据权利要求1所述的氧化剂制备组件，其特征在于，所述混合单元为文氏管混合器。

5.根据权利要求1所述的氧化剂制备组件，其特征在于，所述含氧气泡包括氧气、臭氧、空气中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的氧化剂制备组件，其特征在于，所述电解单元用于将含氧气泡转化为具有强氧化性的臭氧气泡。

7.根据权利要求1所述的氧化剂制备组件，其特征在于，所述电解单元用于将含氧气泡转化为有强氧化性的氧化基团。

8.污水处理设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的氧化剂制备组件。

9.根据权利要求8所述的污水处理设备，其特征在于，还包括辅助氧化单元，所述辅助氧化单元与所述电解单元或者超级纳米气泡发生单元连接。

10.根据权利要求8所述的污水处理设备，其特征在于，还包括供电单元，所述电解单元设置有氢出口，所述氢出口通过管道与供电单元连接。