CN104803469A - 臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置及其工作方法，该装置包括带有超声波振子和紫外灯的反应仓、带有超声波频率调节功能的超声波发生器和臭氧发生器的控制器、水箱和电源，所述反应器通过管道和电路连接控制器，所述超声波发生器通过电路连接超声波振子，所述水箱通过管道连接控制器，所述电源通过电路连接控制器。工作方法包括：进液、废水处理、气液循环、取样监测。优越性：将臭氧、紫外光、超声波三种氧化处理技术协同作用，将其合成在同一反应器中，该反应器中可提供不同频率的超声波和不同频率的紫外灯，所处理的有毒有害废水可循环处理直至处理至满意最佳效果。

Description

臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置及工作方法

(一)技术领域：

本发明涉及有毒有害废水的处理装置及工作方法，特别是一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置及工作方法。

(二)背景技术：

随着科学技术的发展，越来越多的有机物被用于工业生产的活动过程中，产生的废水具有毒性大，成分复杂，难降解的特点，如果这些废物不加以处理直接向外界排放，会对环境和人类健康造成很大的威胁。难降解的有毒有害废物的处理已经引起国内外的重视。臭氧是一种氧化性极强的氧化剂，具有杀菌，消毒，除色等功能，它的氧化能力强，处理速度快。紫外光具有杀菌消毒的作用。超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，在水中传播距离远，利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可对液体进行灭菌、促进化学反应作用。

随着工业生产废液物质成分的复杂性，传统的物化加生化的二级处理工艺已经无法满足对有毒有害成分的彻底去除。而且臭氧的成本相对较高，在气液传播接触中，臭氧向液体的传播速率慢，在液体中产生气泡，恶化了臭氧在水中的传播，而一般情况下，臭氧在液体中的溶解度相对较低，影响了臭氧的氧化作用。但是通过多种氧化技术的协同作用，能够提高臭氧的利用。本专利将臭氧，超声波，紫外光协同作用，能够将废水中高浓度的有毒有害有机物氧化成二氧化碳和水，整个氧化过程更加环保高效。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置及工作方法，将臭氧、紫外光、超声波三种氧化处理技术协同作用，将其合成在同一反应器中，该反应器中可提供不同频率的超声波和不同频率的紫外灯，所处理的有毒有害废水可循环处理直至处理至满意最佳效果。

一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置，其特征在于它包括带有超声波振子和可更换频率的紫外灯的反应仓、带有超声波频率调节功能的超声波发生器和臭氧发生器的控制器、水箱和电源，所述反应器通过管道和电路连接控制器，所述超声波发生器通过电路连接超声波振子，所述水箱通过管道连接控制器，所述电源通过电路连接控制器。

上述所述臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置还包括支架，所述支架上固定反应器、控制器和水箱。

上述所述反应器包括仓体、上法兰、气体传感器、可更换频率的紫外灯、超声波振子、臭氧进气曝气头、下法兰；所述仓体呈方柱形，仓体顶部装配上法兰，仓体底部装配下法兰；所述上法兰上有气体检测口和臭氧出气口，所述气体检测口通过气体管道连接气体传感器，所述臭氧出气口通过气体循环管道连接控制器中的气泵；所述下法兰上有液体排空口、液体循环出口和臭氧进气曝气头，所述臭氧进气曝气头通过臭氧进气管道连接控制器中的臭氧发生器，所述液体循环出口通过液体循环管道连接控制器中的水泵；所述仓体相对两侧的外壁装有超声波振子，所述紫外灯位于仓体正中，并用石英灯管罩住；所述仓体的上部有进液口，所述进液口通过液体进液管道连接控制器中的水泵；所述仓体上有至少两个取样口。

上述所述控制器包括控制终端系统、臭氧发生器、超声波发生器、水泵、气泵和电流电压显示表；所述臭氧发生器通过臭氧进气管道连接反应器中的臭氧进气曝气头；所述水泵的输入端通过水箱出液管道连接水箱，水泵的输出端通过液体进液管道和液体循环管道连接反应器的仓体；所述气泵的输入端连接臭氧发生器和气体循环管道，气泵的输出端通过臭氧进气管道连接臭氧进气曝气头，所述臭氧进气管道连接控制器中的臭氧气体流量计，所述气体循环管道上有阀门；所述的电流电压显示表连接在控制器的总电路上；所述控制终端系统通过电路控制臭氧发生器、超声波发生器、水泵和气泵。

上述所述控制终端系统由基于Labview的应用程序开发。

上述所述电源由太阳能和交流电协同提供，在太阳能充足的时候全部由太阳能提供，太阳能不足的时候由太阳能和交流电协同提供。

一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置的工作方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)打开电源，将控制器中的水泵开关向左侧打开，水箱中的废液从水箱出液口依次通过水箱出液管道、水泵和液体进液管道进入反应器的仓体，待废液充满仓体后关闭水泵开关。

(2)打开臭氧发生器开关和气泵开关，关闭阀门，臭氧发生器生产臭氧，臭氧通过臭氧进气管道从臭氧进气曝气头进入反应器；

(3)针对不同性质的废液，安装合适频率的紫外灯，打开紫外灯和超声波发生器，调节超声波发生器和臭氧气体流量计以提供不同频率的超声波和不同流量的臭氧；

(4)将控制器中的水泵开关向右侧打开，仓体中的液体可依次通过液体循环液管道、水泵、液体进液管道循环进入仓体，同时打开气体循环管道上的阀门，仓体中未反应的臭氧依次经气体循环管道、臭氧发生器、臭氧进气管道循环进入仓体反应；

(5)通过取样口分别取样检测仓体不同位置废液的各项指标值或通过取样口投加摧化剂，反应过程通过气体传感器检测反应过程中气体的变化；

(6)待废液的各项指标值符合预期目标时，关闭电源，处理后的液体通过液体排空口排出，仓体内的气体通过气体检测口排出。

上述所述步骤(1)-(6)中查看电流电压显示表显示的电流电压值，进而得到本装置工作过程的功率。

上述所述步骤(5)中的气体包含二氧化碳、臭氧和氧气。

本发明的优越性：

(1)将臭氧、紫外光、超声波三种氧化技术集成在一个反应器中，缩小了反应器体积，提高了反应效率，降低了成本。

(2)通过更换灯管的形式提供不同频率的紫外灯。

(3)通过不同频率的超声波与臭氧紫外光协同作用，通过超声波的空化作用，能够促使有毒有害废水中有机物的化学键断裂，增大氧气与有毒有害废液的接触，与紫外光共同催化臭氧产生更多的羟基自由基，提高了催化反应效率。

(4)整个反应过程中废液通过液泵能够循环进入反应仓，未反应的臭氧循环进入反应仓反应，提高了反应效率。

(5)反应装置供电部分由太阳能转换而来，实现氧化过程的环保高效。

(6)本反应装置的控制终端由基于Labview的应用程序控制，实现了整个操作过程的自动化。

(四)附图说明：

图1为本发明所涉一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置的流程图。

图2为本发明所涉一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置的结构示意图。

其中，1为气体检测口、2为上法兰、3为支架、4为取样口、5为紫外灯、6为超声波振子、7为仓体、8为臭氧进气曝气头、9为下法兰、10为液体排空口、11为液体循环出口、12为臭氧出气口、13进液口、14为臭氧进气管道、15为液体进液管道、16为液体循环管道、17为气体循环管道、18为阀门、19为控制器、20为氧气进气口、21为水箱出液管道、22为水箱、23为水箱出液口、24为臭氧气体流量计、25为气泵开关、26为水泵开关、27为臭氧发生器开关、28为电流电压显示表、29为气体传感器。

(五)具体实施方式：

实施例：一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置(见图2)，其特征在于它包括带有超声波振子和可更换频率的紫外灯5的反应仓、带有具有超声波频率调节功能的超声波发生器和臭氧发生器的控制器19、水箱22和电源，所述反应器通过管道和电路连接控制器19，所述超声波控制器通过电路连接超声波振子，所述水箱22通过管道连接控制器19，所述电源通过电路连接控制器。

上述所述臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置还包括支架3，所述支架3上固定反应器、控制器19和水箱22。

上述所述反应器包括仓体7、气体传感器29、上法兰2、可更换频率的紫外灯5、超声波振子6、臭氧进气曝气头8、下法兰9；所述仓体7呈方柱形，仓体7顶部装配上法兰2，仓体7底部装配下法兰9；所述上法兰2上有气体检测口1和臭氧出气口12，所述气体检测口1通过气体管道连接气体传感器29，所述臭氧出气口12通过气体循环管道17连接控制器19中的气泵；所述下法兰9上有液体排空口10、液体循环出口11和臭氧进气曝气头8，所述臭氧进气曝气头8通过臭氧进气管道14连接控制器19中的臭氧发生器，所述液体循环出口11通过液体循环管道16连接控制器19中的水泵；所述仓体7相对两侧的外壁装有超声波振子6，所述紫外灯5位于仓体7正中，并用石英灯管罩住；所述仓体7的上部有进液口13，所述液体进液口13通过液体进液管道15连接控制器中的水泵；所述仓体7上有两个取样口4。

上述所述控制器包括控制终端系统、臭氧发生器、超声波发生器、水泵、气泵和电流电压显示表28；所述臭氧发生器通过臭氧进气管道14连接反应器中的臭氧进气曝气头8；所述水泵的输入端通过水箱出液管道21连接水箱22，水泵的输出端通过液体循环管道16和液体进液管道15连接反应器的仓体；所述气泵的输入端连接臭氧发生器和气体循环管道17，气泵的输出端通过臭氧进气管道14连接臭氧进气曝气头8，所述臭氧进气管道14连接控制器19中的臭氧气体流量计24，所述气体循环管道17上有阀门18；所述电流电压显示表28连接在控制器的总电路上；所述控制终端系统通过电路控制臭氧发生器、超声波控制器、水泵和气泵。

上述所述控制终端系统由基于Labview的应用程序开发。

上述所述电源由太阳能和交流电协同提供，在太阳能充足的时候全部由太阳能提供，太阳能不足的时候由太阳能和交流电协同提供。

一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置的工作方法(见图1)，其特征在于具体步骤如下：

(1)打开电源，将控制器19中的水泵开关26向左侧打开，水箱22中的废液从水箱出液口23依次通过水箱出液管道21、水泵和液体进液管道15进入反应器的仓体7，待废液充满仓体7后关闭水泵开关26。

(2)打开臭氧发生器开关27和气泵开关25，关闭阀门18，臭氧发生器生产臭氧，臭氧通过臭氧进气管道14从臭氧进气曝气头8进入反应器；

(3)针对不同性质的废液，安装合适频率的紫外灯5，打开紫外灯5和超声波发生器，调节超声波发生器和臭氧气体流量计24以提供不同频率的超声波和不同流量的臭氧；

(4)将控制器19中的水泵开关26向右侧打开，仓体7中的液体可依次通过液体循环液管道16、水泵、液体进液管道15循环进入仓体7，同时打开气体循环管道17上的阀门18，仓体7中未反应的臭氧依次经气体循环管道17、臭氧发生器、臭氧进气管道14循环进入仓体7反应；

(5)通过取样口4分别取样检测仓体7不同位置废液的各项指标值或通过取样口4投加摧化剂，反应过程通过气体传感器29检测反应过程中气体的变化；

(6)待废液的各项指标值符合预期目标时，关闭电源，处理后的液体通过液体排空口10排出，仓体7内的气体通过气体检测口1排出。

上述所述步骤(1)-(6)中查看电流电压显示表28显示的电流电压值，进而得到本装置工作过程的功率。

上述所述步骤(5)中的气体包含二氧化碳、臭氧和氧气。

Claims (9)

1.一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置，其特征在于它包括带有超声波振子和可更换频率的紫外灯的反应仓、带有超声波频率调节功能的超声波发生器和臭氧发生器的控制器、水箱和电源，所述反应器通过管道和电路连接控制器，所述超声波发生器通过电路连接超声波振子，所述水箱通过管道连接控制器，所述电源通过电路连接控制器。

2.根据权利要求1所述一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置，其特征在于所述臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置还包括支架，所述支架上固定反应器、控制器和水箱。

3.根据权利要求1所述一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置，其特征在于所述反应器包括仓体、气体传感器、上法兰、可更换频率的紫外灯、超声波振子、臭氧进气曝气头、下法兰；所述仓体呈方柱形，仓体顶部装配上法兰，仓体底部装配下法兰；所述上法兰上有气体检测口和臭氧出气口，所述气体检测口通过气体管道连接气体检测传感器，所述臭氧出气口通过气体循环管道连接控制器中的气泵；所述下法兰上有液体排空口、液体循环出口和臭氧进气曝气头，所述臭氧进气曝气头通过臭氧进气管道连接控制器中的臭氧发生器，所述液体循环出口通过液体循环管道连接控制器中的水泵；所述仓体相对两侧的外壁装有超声波振子，所述紫外灯位于仓体正中，并用石英灯管罩住；所述仓体的上部有进液口，所述进液口通过液体进液管道连接控制器中的水泵；所述仓体上有至少两个取样口。

4.根据权利要求1所述一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置，其特征在于所述控制器包括控制终端系统、臭氧发生器、超声波发生器、水泵、气泵和电流电压显示表；所述臭氧发生器通过臭氧进气管道连接反应器中的臭氧进气曝气头；所述水泵的输入端通过水箱出液管道连接水箱，水泵的输出端通过液体进液管道和液体循环管道连接反应器的仓体；所述气泵的输入端连接臭氧发生器和气体循环管道，气泵的输出端通过臭氧进气管道连接臭氧进气曝气头，所述臭氧进气管道连接控制器中的臭氧气体流量计，所述气体循环管道上有阀门；所述的电流电压显示表连接在控制器的总电路上；所述控制终端系统通过电路控制臭氧发生器、超声波发生器、水泵和气泵。

5.根据权利要求4所述一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置，其特征在于所述控制终端系统由基于Labview的应用程序开发。

6.根据权利要求1所述一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置，其特征在于所述电源由太阳能和交流电协同提供，在太阳能充足的时候全部由太阳能提供，太阳能不足的时候由太阳能和交流电协同提供。

7.一种权利要求1所述臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置的工作方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)打开电源，将控制器中的水泵开关向左侧打开，水箱中的废液从水箱出液口依次通过水箱出液管道、水泵和液体进液管道进入反应器的仓体，待废液充满仓体后关闭水泵开关；

(2)打开臭氧发生器开关和气泵开关，关闭阀门，臭氧发生器生产臭氧，臭氧通过臭氧进气管道从臭氧进气曝气头进入反应器；

(3)针对不同性质的废液，安装合适频率的紫外灯，打开紫外灯和超声波发生器，调节超声波发生器和臭氧气体流量计以提供不同频率的超声波和不同流量的臭氧；

(4)将控制器中的水泵开关向右侧打开，仓体中的液体可依次通过液体循环液管道、水泵、液体进液管道循环进入仓体，同时打开气体循环管道上的阀门，仓体中未反应的臭氧依次经气体循环管道、臭氧发生器、臭氧进气管道循环进入仓体反应；

(5)通过取样口分别取样检测仓体不同位置废液的各项指标值或通过取样口投加摧化剂，反应过程通过气体传感器检测反应过程中气体的变化；

(6)待废液的各项指标值符合预期目标时，关闭电源，处理后的液体通过液体排空口排出，仓体内的气体通过气体检测口排出。

8.根据权利要求7所述一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置的工作方法，其特征在于所述步骤(1)-(6)中查看电流电压显示表显示的电流和电压值，进而得到本装置工作过程的功率。

9.根据权利要求7所述一种臭氧、紫外光、超声波协同作用废水处理装置的工作方法，其特征在于所述步骤(5)中的气体包含二氧化碳、臭氧和氧气。