專利名稱：一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水處理裝置，特別是一種適用于水質(zhì)深度處理和飲用水凈化的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置。
背景技術(shù)：
水環(huán)境保護(hù)與公眾健康、社會(huì)穩(wěn)定密切聯(lián)系，一直以來(lái)受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。特別是近年來(lái)，隨著我國(guó)工、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，水環(huán)境問(wèn)題日益突出，大量未經(jīng)有效處理的工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排放進(jìn)入自然水體，導(dǎo)致我國(guó)大部分江河湖泊受到不同程度的污染。水中的難降解有機(jī)污染物往往具有致癌、致畸、致突變作用，且在目前飲用水處理工藝中不能得到有效去除，從而成為飲用水安全和公眾身體健康的潛在威脅。因此，在地表水的水質(zhì)逐步惡化的形勢(shì)下，研發(fā)合理的水處理工藝以去除水中難降解、對(duì)人體有害的雜質(zhì)是當(dāng)前水處理行業(yè)面臨的重要任務(wù)。經(jīng)過(guò)多年的研究，科學(xué)工作者提出了臭氧氧化、生物濾池預(yù)處理、膜技術(shù)和活性炭吸附等多種方法，但是這些方法對(duì)有機(jī)物的降解能力有限，有的尚存在未解決技術(shù)問(wèn)題，未能取得良好的應(yīng)用效果。20世紀(jì) 70年代左右，國(guó)外專家開(kāi)始研究光化學(xué)激發(fā)氧化技術(shù)，并逐步引入飲用水領(lǐng)域，該技術(shù)顯示出了令人滿意的有機(jī)物降解能力，但是高成本使之難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工程應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，國(guó)內(nèi)專利CN1084714C提出了紫外-微臭氧工藝并完成工藝裝置研發(fā)工作，一定程度上降低了光化學(xué)激發(fā)氧化工藝的成本。由于該工藝的裝置采用紫外燈的單管設(shè)計(jì)， 這種設(shè)計(jì)決定了該裝置不能向中、大規(guī)模發(fā)展，其應(yīng)用受到了嚴(yán)重地限制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置。本實(shí)用新型的具體方案是一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，包括供氣機(jī)構(gòu)和主反應(yīng)器，所述主反應(yīng)器包括儲(chǔ)水器，微孔曝氣件，4個(gè)及其以上的石英玻璃管， 每個(gè)石英玻璃管內(nèi)安裝有一個(gè)紫外燈管；儲(chǔ)水器下部設(shè)有進(jìn)水口，上部設(shè)有出水口 ；微孔曝氣件安裝在儲(chǔ)水器的下部；石英玻璃管縱向設(shè)置在儲(chǔ)水器內(nèi)，其上下兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口與供氣機(jī)構(gòu)連通，出氣口與微孔曝氣件連通。所述石英玻璃管和紫外燈管均有12個(gè)，沿徑向分兩層在圓周上均勻分布，兩層間交錯(cuò)排列。所述微孔曝氣件為微孔鈦曝氣頭。為了使臭氧與水混合均勻，增強(qiáng)紫外光照射的效果，所述微孔鈦曝氣頭共有9個(gè)， 沿徑向分兩層排列，里層3個(gè)，外層6個(gè)，在圓周上均勻分布，并與石英玻璃管分布層形成微孔鈦曝氣頭在內(nèi)側(cè)的交替排列。所述石英玻璃管的兩端穿過(guò)儲(chǔ)水器底部和頂部伸出儲(chǔ)水器，石英玻璃管與儲(chǔ)水器頂部和底部的連接處均依次套有硅膠墊片和壓緊片，并用螺栓固定。為了避免儲(chǔ)水器中水倒流，所述出氣口和微孔曝氣件之間通過(guò)氣體導(dǎo)出干管連接，氣體導(dǎo)出干管呈倒“U”形，其頂端高于出水口。為了去除空氣中大部分水分以及可能存在的污染物雜質(zhì)，使之經(jīng)過(guò)紫外輻射時(shí)能夠大幅提高臭氧產(chǎn)生濃度，從而提高光化學(xué)激發(fā)氧化效果，而且為了能有效防止處理過(guò)程中引入新的污染物，所述供氣機(jī)構(gòu)包括無(wú)油空壓機(jī)和雙塔式分子篩干燥器，無(wú)油空壓機(jī)通過(guò)雙塔式分子篩干燥器與進(jìn)氣口連接。為了增加水的處理路徑，提高處理效果，所述進(jìn)水口和出水口在儲(chǔ)水器上呈對(duì)角設(shè)置。為了提高紫外光的利用率，節(jié)約能源，所述紫外燈管為低壓汞燈，其主射線有 253. 7nm和185nm兩個(gè)波長(zhǎng)。所述儲(chǔ)水器底部設(shè)有放空管。本實(shí)用新型的原理是通入石英玻璃管的空氣，在紫外燈管發(fā)出的紫外光輻射下產(chǎn)生一定濃度的臭氧，臭氧經(jīng)微孔曝氣件與水均勻混合，紫外光一方面可將水中目標(biāo)有機(jī)物激活，使之易于氧化降解，另一方面臭氧在紫外光照射下形成具有極強(qiáng)氧化能力的羥自由基。在紫外光、臭氧和羥自由基的協(xié)同作用下，本實(shí)用新型裝置可將水中常見(jiàn)的微量有機(jī)物有效礦化，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)與傳統(tǒng)的光化學(xué)激發(fā)氧化工藝相比，本實(shí)用新型模擬大氣臭氧層紫外光輻射產(chǎn)生臭氧的原理，利用光化學(xué)激發(fā)源紫外燈管輻射空氣產(chǎn)生臭氧，無(wú)需專門的臭氧發(fā)生器， 因此可節(jié)約一次性投資和運(yùn)行成本，屬于節(jié)能型光化學(xué)激發(fā)氧化工藝設(shè)備；(2)本實(shí)用新型采用多管設(shè)計(jì)，根據(jù)紫外穿透深度和臭氧量需求確定紫外燈管布置方式，突破了以往單管設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備處理水量的限制，使設(shè)備向中、大規(guī)模的發(fā)展成為可能。另外，多個(gè)紫外燈管從各個(gè)角度對(duì)目標(biāo)有機(jī)物產(chǎn)生輻射，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度疊加和多次利用，提高了紫外光的利用率；(3)反應(yīng)器內(nèi)平均光照強(qiáng)度越高，對(duì)有機(jī)物的激發(fā)作用越強(qiáng)，但是光強(qiáng)增大會(huì)對(duì)臭氧的過(guò)量分解，平均光照強(qiáng)度不宜超過(guò)6W/L。單管設(shè)計(jì)反應(yīng)器內(nèi)光照強(qiáng)度分布不均，臭氧損耗大，而本實(shí)用新型的多管設(shè)計(jì)，主反應(yīng)器內(nèi)能量分布更加均衡，節(jié)能高效。(4)本實(shí)用新型裝置可對(duì)四氯化碳、三氯甲烷、對(duì)-二氯苯、鄰-二氯苯和1，2， 4-三氯苯等有機(jī)優(yōu)先污染物進(jìn)行深度處理，只要停留時(shí)間滿足在60min 90min可滿足國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的主反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的A-A面俯視示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-3所示的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，包括供氣機(jī)構(gòu)，主反應(yīng)器3和進(jìn)水泵4，主反應(yīng)器3包括儲(chǔ)水器31，石英玻璃管32，紫外燈管33和微孔曝氣件， 供氣機(jī)構(gòu)包括無(wú)油空壓機(jī)1和雙塔式分子篩干燥器2。微孔曝氣件優(yōu)選微孔鈦曝氣頭34， 共有9個(gè)，石英玻璃管32和紫外燈管33均設(shè)有12個(gè)，每個(gè)石英玻璃管32內(nèi)裝有一個(gè)紫外燈管33，紫外燈管33選用低壓汞燈，主射線有253. 7nm和185nm兩個(gè)波長(zhǎng)。儲(chǔ)水器31由不銹鋼制成，呈圓柱形，頂部裝有尾氣排出口 39，底部設(shè)有進(jìn)水口 40和放空管37，側(cè)壁上部設(shè)有出水口 38，進(jìn)水口 40和出水口 38呈近似對(duì)角分布，進(jìn)水口 40與進(jìn)水泵4連接。微孔鈦曝氣頭34安裝在儲(chǔ)水器31下部，并與底部留有間距，其排列方式是沿徑向分兩層排列，里層3個(gè)，外層6個(gè)，并沿圓周均勻分布。12個(gè)石英玻璃管32縱向安裝在儲(chǔ)水器31中，沿徑向分兩層均勻分布在圓周上，兩層間石英玻璃管32交錯(cuò)分布，兩層石英玻璃管層與兩層微孔鈦曝氣頭層依次交替排列。石英玻璃管32的兩端穿過(guò)儲(chǔ)水器31底部和頂部伸出儲(chǔ)水器 31，石英玻璃管32的上端為進(jìn)氣口 41，下端為出氣口 42，進(jìn)氣口 41和出氣口 42分別與進(jìn)氣干管35和氣體導(dǎo)出干管36連通。其中，進(jìn)氣干管35通過(guò)雙塔式分子篩干燥器2與無(wú)油空壓機(jī)1連接，氣體導(dǎo)出干管36呈倒“U”字形設(shè)計(jì)，其頂端高于儲(chǔ)水器31的出水口 38，并與微孔鈦曝氣頭34連通。為了保證連接處的氣密性，石英玻璃管32與儲(chǔ)水器31底部和頂部的連接處，進(jìn)氣口 41與進(jìn)氣干管35連接處以及出氣口 42與氣體導(dǎo)出干管36的連接處均套有硅膠墊片和壓緊片，并采用螺栓固定。同時(shí)，為了安裝清理方便，儲(chǔ)水器31的頂部設(shè)置成可拆卸的儲(chǔ)水本裝置的工作過(guò)程如下空氣經(jīng)無(wú)油空壓機(jī)1進(jìn)入雙塔式分子篩干燥器2進(jìn)行干燥凈化處理，然后通過(guò)進(jìn)氣干管35進(jìn)入石英玻璃管32，空氣中氧氣在主波長(zhǎng)為185nm的紫外線照射下產(chǎn)生一定濃度的臭氧，臭氧匯總到氣體導(dǎo)出干管36，經(jīng)微孔鈦曝氣頭33與水混合均勻，在主波長(zhǎng)為253. 7nm的紫外線照射下，一方面可將水中目標(biāo)有機(jī)物激活，使之易于氧化降解，甚至直接導(dǎo)致有機(jī)物斷鏈開(kāi)環(huán)；另一方面使臭氧形成具有極強(qiáng)氧化能力的羥自由基。在紫外光、臭氧和羥自由基的協(xié)同作用下，將水中常見(jiàn)的微量有機(jī)物有效礦化，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，包括供氣機(jī)構(gòu)和主反應(yīng)器(3)，其特征在于所述主反應(yīng)器C3)包括儲(chǔ)水器(31)，微孔曝氣件，4個(gè)及其以上的石英玻璃管 (32)，每個(gè)石英玻璃管(3 內(nèi)安裝有一個(gè)紫外燈管(3 ；儲(chǔ)水器(31)下部設(shè)有進(jìn)水口 (40)，上部設(shè)有出水口(38)；微孔曝氣件安裝在儲(chǔ)水器(31)的下部；石英玻璃管(3 縱向設(shè)置在儲(chǔ)水器(31)內(nèi)，其上下兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口 Gl)和出氣口(42)，進(jìn)氣口與供氣機(jī)構(gòu)連通，出氣口 0 與微孔曝氣件連通。
2.按權(quán)利要求1所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述微孔曝氣件為微孔鈦曝氣頭(34)。
3.按權(quán)利要求2所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述石英玻璃管(3 和紫外燈管(3 均有12個(gè)，沿徑向分兩層在圓周上均勻分布，兩層間交錯(cuò)排列。
4.按權(quán)利要求3所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述微孔鈦曝氣頭(34)共有9個(gè)，沿徑向分兩層排列，里層3個(gè)，外層6個(gè)，在圓周上均勻分布， 并與石英玻璃管(3 分布層形成微孔鈦曝氣頭(34)在內(nèi)側(cè)的交替排列。
5.按權(quán)利要求1所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述石英玻璃管(3 的兩端穿過(guò)儲(chǔ)水器(31)底部和頂部伸出儲(chǔ)水器(31)，石英玻璃管(32)與儲(chǔ)水器(31)頂部和底部的連接處均依次套有硅膠墊片和壓緊片，并用螺栓固定。
6.按權(quán)利要求5所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述出氣口 0 和微孔曝氣件之間通過(guò)氣體導(dǎo)出干管(36)連接，氣體導(dǎo)出干管(36)呈倒“U” 形，其頂端高于出水口(38)。
7.按權(quán)利要求1所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述供氣機(jī)構(gòu)包括無(wú)油空壓機(jī)(1)和雙塔式分子篩干燥器O)，無(wú)油空壓機(jī)(1)通過(guò)雙塔式分子篩干燥器O)與進(jìn)氣口連接。
8.按權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述進(jìn)水口 0 和出水口(38)在儲(chǔ)水器(31)上呈對(duì)角設(shè)置。
9.按權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述紫外燈管(3 為低壓汞燈。
10.按權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，其特征在于所述儲(chǔ)水器(31)底部設(shè)有放空管(37)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能型多管光化學(xué)激發(fā)氧化水質(zhì)處理裝置，包括供氣機(jī)構(gòu)和主反應(yīng)器，主反應(yīng)器包括儲(chǔ)水器，微孔曝氣件，4個(gè)及其以上的石英玻璃管，每個(gè)石英玻璃管內(nèi)安裝有一個(gè)紫外燈管；儲(chǔ)水器下部設(shè)有進(jìn)水口，上部設(shè)有出水口；微孔曝氣件安裝在儲(chǔ)水器的下部；石英玻璃管縱向設(shè)置在儲(chǔ)水器內(nèi)，其上下兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口與供氣機(jī)構(gòu)連通，出氣口與微孔曝氣件連通。本實(shí)用新型采用多管設(shè)計(jì)，突破了單管設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備處理水量的限制，使設(shè)備向大規(guī)模的發(fā)展成為可能；多個(gè)紫外燈管從各個(gè)角度對(duì)目標(biāo)有機(jī)物產(chǎn)生輻射，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度疊加和多次利用，提高了紫外光的利用率。
文檔編號(hào)C02F1/78GK202038907SQ201020661000
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者呂錫武, 康蘭英, 張東, 趙光宇 申請(qǐng)人:東南大學(xué)