一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统。

背景技术：

1、根据国家统计局与生态环境保护部的数据显示，虽然在过去的十年中，工业废水排放量整体呈下降趋势，但工业废水占中国污水排放总量的比例仍在20%左右。来自化学工业、合成制药、农药、食品加工、炼焦、印染等行业高浓度有机工业废水仍然是水处理行业的难点，其中多环芳烃废水治理难度最大，像萘系中间体生产废水，该类废水所含成分复杂、cod浓度高、污染物种类多、ph值极端，且常常含有多种具有生物毒性或三致性能的有机物，

2、是当前水污染控制的重点和难点。

3、目前常用的处理方法有膜分离法、吸附法、生物降解法等。膜分离技术利用其选择透过性可将大分子有机污染物截留，实现废水的净化，但存在膜污染的问题；吸附法由于其简单稳定而被广泛应用于各种污染物处理工艺中，但针对高浓度有机废水，其再生频繁，材料寿命也变得很短，处理成本变高；

4、生物处理技术，简称生化法，是利用微生物的代谢作用来净化废水的一种方法，但是存在降解不彻底等缺点。

5、与单一方法相比，组合处理技术能应对成分更加复杂的废水，可针对废水中不同污染物综合采用多种处理方法，工艺效率和污染物去除率都有较明显提升，但相应地工艺变得更加复杂，对装置要求更高，成本也会增加。如何合理选择一种处置高浓度高酸性有机废水的方法，能够实现达标排放和资源化利用显得尤为重要。

技术实现思路

1、臭氧有很强的氧化性，是一种常用的氧化剂。臭氧氧化法就是使用含低浓度臭氧的空气或氧气氧化废水中的污染物，同时可以去除异味。臭氧可以使废水中的大分子有机污染物分子的环或长链断裂，使大分子物质变为小分子物质，从而使废水易于后续的生化降解。臭氧氧化法最关键的技术在于提升臭氧氧化效率，在臭氧效率提升的前提下，采用臭氧氧化+生化处理方法可以有效降解高浓度有机废水，节省处理成本。

2、本发明旨在解决上述臭氧+生化法工艺过程中臭氧效率问题，提供了一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，实现有机物的高效率降解和废水的达标排放，采用的技术方案如下：

3、一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，包括：第一臭氧曝气氧化床、第二臭氧曝气氧化床和臭氧发生器；

4、所述第一臭氧曝气氧化床一侧通过管道依次连接沉淀池、过滤用陶瓷膜、紫外发生器和第二臭氧曝气氧化床后，通过管道连接至第一臭氧曝气氧化床,形成外循环水路；

5、每个所述的臭氧曝气氧化床上下两端通过连接管道形成内循环水路；

6、所述第一臭氧曝气氧化床上开设第一进水口；

7、所述第二臭氧曝气氧化床上开设第一出水口；

8、所述臭氧发生器分别为第一臭氧曝气氧化床和第二臭氧曝气氧化床提供臭氧气体。

9、进一步地，每个所述的臭氧曝气氧化床均包括一个曝气池，每个所述曝气池内包括水平设置的布气板。

10、进一步地，每个所述曝气池内还包括若干个超声波发生器，所述超声波发生器平均分布于曝气池侧边相对应位置处。

11、进一步地，每个所述曝气池内还包括若干个搅拌机，所述搅拌机为扇叶式，均匀布置于曝气池底部。

12、进一步地，每个所述曝气池内还包括若干个布水器，所述布水器均匀布置于曝气池顶部，与内循环水路管道相连通。

13、进一步地，所述紫外发生器包括长形外壳，所述外壳内依次套接冷却内管和玻璃内管，所述外壳和冷却内管之间形成第一腔室，冷却内管和玻璃内管之间形成第二腔室，玻璃内管内密封紫外灯，所述外壳左右两侧分别开设与第二腔室相联通的第二进水口和第二出水口，所述第二进水口与过滤用陶瓷膜相连接，第二出水口与第二臭氧曝气氧化床相连接，所述外壳上开设与第一腔室相联通的第三进水口和第三出水口。

14、进一步地，所述沉淀池内设两个沉淀腔，两个沉淀腔之间顶部相贯通。

15、本发明的有益效果为：

16、1、本发明设计两级臭氧曝气氧化，废水在第一曝气氧化床进行第一次臭氧曝气氧化后，使废水中的大分子有机污染物分子的环或长链断裂，使大分子物质变为小分子物质，经物理沉淀、陶瓷膜过滤以及紫外光照射后进入第二曝气氧化床进行第二次曝气氧化，使废水中的大分子有机污染物分解更彻底更充分，从而使废水更易于后续的生化降解，极大提升臭氧氧化效率，有效降解高浓度有机废水，节省处理成本。

17、2、外循环和内循环的双重循环设计，可有效将废水充分与臭氧接触，提升氧化效率，避免过多的臭氧损失和短流而导致的高浓度有机物泄露。

18、3、曝气池内设置超声波发生器、搅拌机、布气板和布水器，超声波发生器利用超声辐射产生的空化效应，瞬间产生巨大的能量，将废水中大分子有机物分解为小分子物质，搅拌机、布气板和布水器的设置可使臭氧均匀分布至水体中，增加与污染物的接触，推动氧化反应进行，提升臭氧氧化效率。

19、4、废水经一级曝气氧化和沉淀后再通过陶瓷膜过滤，可降低膜的污染程度，进一步减少膜的使用量，避免浪费，同时使过滤更加精细。

技术特征：

1.一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：每个所述的臭氧曝气氧化床均包括一个曝气池（17），每个所述曝气池（17）内包括水平设置的布气板（16）。

3.根据权利要求2所述的一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：每个所述曝气池（17）内还包括若干个超声波发生器（15），所述超声波发生器（15）平均分布于曝气池（17）侧边相对应位置处。

4.根据权利要求2或3所述的一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：每个所述曝气池（17）内还包括若干个搅拌机（14），所述搅拌机（14）为扇叶式，均匀布置于曝气池（17）底部。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：每个所述曝气池（17）内还包括若干个布水器（18），所述布水器（18）均匀布置于曝气池顶部，与内循环水路管道（19）相连通。

6.根据权利要求1至5所述的任意一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：所述紫外发生器（9）包括长形外壳（9-1），所述外壳（9-1）内依次套接冷却内管（9-2）和玻璃内管（9-3），所述外壳（9-1）和冷却内管（9-2）之间形成第一腔室，冷却内管（9-2）和玻璃内管（9-3）之间形成第二腔室，玻璃内管（9-3）内密封紫外灯（9-4），所述外壳（9-1）左右两侧分别开设与第二腔室相联通的第二进水口（9-5）和第二出水口（9-6），所述第二进水口（9-5）与过滤用陶瓷膜（8）相连接，第二出水口（9-6）与第二臭氧曝气氧化床（11）相连接，所述外壳（9-1）上开设与第一腔室相联通的第三进水口（9-7）和第三出水口（9-8）。

7.根据权利要求1至6所述的任意一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：所述沉淀池（7）内设两个沉淀腔，两个沉淀腔之间顶部相贯通。

8.根据权利要求1至7所述的任意一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：所述臭氧发生器（2）第一端连接工业循环冷却水机（13），第二端通入氧气，第三端通过臭氧气管连接臭氧控制流量计（3）和止回阀（4）后分别连接至两个曝气氧化床。

9.根据权利要求8所述的一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于：通过压缩氧气瓶（1）为臭氧发生器（2）通入氧气。

技术总结本发明提供一种臭氧氧化高浓度有机废水的曝气装置和系统，其特征在于，包括：第一臭氧曝气氧化床、第二臭氧曝气氧化床和臭氧发生器；所述第一臭氧曝气氧化床一侧通过管道依次连接沉淀池、过滤用陶瓷膜、紫外发生器和第二臭氧曝气氧化床后，通过管道连接至第一臭氧曝气氧化床,形成外循环水路；每个所述的臭氧曝气氧化床上下两端通过连接管道形成内循环水路；所述第一臭氧曝气氧化床上开设第一进水口；所述第二臭氧曝气氧化床上开设第一出水口；所述臭氧发生器分别为第一臭氧曝气氧化床和第二臭氧曝气氧化床提供臭氧气体。本技术通过建立曝气装置，采用紫外光催化‑臭氧氧化处理高浓度有机废水，大幅提升臭氧氧化效率。技术研发人员：张庆建,石龙成,杨云军,马越,张旭龙,孔德洋,薛银刚,孙英杰受保护的技术使用者：青岛理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15