申请/专利权人：无锡市河净环境工程有限公司

申请日：2019-01-28

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109574196B

主分类号：C02F1/72

分类号：C02F1/72

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.04.30#实质审查的生效;2019.04.05#公开

摘要：本发明提供了一种一体式高效节能污水深度处理装置，包括内筒体、外筒体，内筒体内部区域为一效反应区，内筒体和外筒体之间区域为二效反应区，内筒体上方设有水封压力集气罩，外筒体下部侧壁上设有氧化性气体进口、循环系统出水口，氧化性气体进口通过进气管道通入一效反应区内；外筒体上部侧壁上设有出水口，水封压力集气罩或内筒体上设有进水口；水封压力集气罩设有气体回收口，外筒体顶部设有残余气体排放口；一效反应区设有循环系统进水口，循环系统进水口接通循环系统出水口。本发明中水封压力集气罩内形成水、气错流，加强了气体与污水的反应效率，错流方式可有效增加氧化性气体与污水中污染物接触反应的机率，从而增强了反应效果。

主权项：1.一种一体式高效节能污水深度处理装置，包括内筒体、外筒体，内筒体内部区域为一效反应区，内筒体和外筒体之间区域为二效反应区，其特征在于，内筒体高度低于外筒体高度，内筒体顶部开口；内筒体上方设有水封压力集气罩，水封压力集气罩为底部开口的罩体，水封压力集气罩底部和内筒体顶部存在间隙；水封压力集气罩底部在水平面上的投影和内筒体顶部在水平面上的投影存在重合区域；外筒体下部侧壁上设有氧化性气体进口、循环系统出水口，氧化性气体进口通过进气管道通入一效反应区内；外筒体上部侧壁上设有出水口，出水口高度高于或等于水封压力集气罩底部高度；水封压力集气罩或内筒体上设有进水口并通出外筒体外；水封压力集气罩顶部设有气体回收口并从外筒体顶部通出外筒体外，外筒体顶部设有残余气体排放口；一效反应区底部或下部侧壁设有循环系统进水口，循环系统进水口从外筒体侧壁或底部通出外筒体外，循环系统进水口通过循环管道接通循环系统出水口，循环管道上设有气水混合装置、循环泵，循环系统进水口、循环泵、气水混合装置、循环系统出水口依次连接，气体回收口通过气体回流管道连通气水混合装置。

全文数据：一种一体式高效节能污水深度处理装置技术领域本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种一体式高效节能污水深度处理装置。背景技术工业污水、生活污水、地表水经生化处理、沉淀等工艺设备处理后经常无法达到处理要求。这类污水往往是一些微污染污水，这类污水存在有机物难降解或氨氮（尤其是有机氮）、总磷（尤其是有机磷）、铁、锰、酚类、苯环类、氰化物、色度等超标问题。现阶段处理这类污水的工艺设备采用高级氧化的较多，如Fenton氧化、铁炭微电解、电催化氧化、氧化性气体（如O3、CL2、CLO2等）催化氧化等，这些技术均存在能耗高、投资大的问题，给用户带来沉重负担。Fenton氧化、铁炭微电解需调节PH值在酸性条件下反应，后再调节PH值在碱性情况下混凝，导致酸、碱用量大，运行费用高。电催化氧化其极板昂贵且为消耗品，运行中存在竞争副反应以及极板集污等问题，导致处理效果不稳定、运行费用高等问题。传统设备的氧化性气体催化氧化一般为一次反应，一次反应后含有大量有效成份的残余气体则直接排出设备体外而不加利用，且其气、水接触方式多为同向流，造成气、水反应速度慢利用率不高；因其有效气体与污水反应不完全造成资源浪费，导致能耗升高。所以传统的氧化性气体催化氧化设备在实际应用中受到限制。发明内容发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种一体式高效节能污水深度处理装置。本发明的创新点在于本发明中通过水封压力集气罩收集一效反应区内未反应完全的气体再参与二效反应器的反应，充分利用有效气体。技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种一体式高效节能污水深度处理装置，包括内筒体、外筒体，内筒体内部区域为一效反应区，内筒体和外筒体之间区域为二效反应区，内筒体高度低于外筒体高度，内筒体顶部开口；内筒体上方设有水封压力集气罩，水封压力集气罩为底部开口的罩体，水封压力集气罩底部和内筒体顶部存在间隙；水封压力集气罩底部在水平面上的投影和内筒体顶部在水平面上的投影存在重合区域；外筒体下部侧壁上设有氧化性气体进口、循环系统出水口，氧化性气体进口通过进气管道通入一效反应区内；外筒体上部侧壁上设有出水口，出水口高度高于或等于水封压力集气罩底部高度；水封压力集气罩或内筒体上设有进水口并从外筒体壁体上通出外筒体外；水封压力集气罩顶部设有气体回收口并通出外筒体外，外筒体顶部设有残余气体排放口；一效反应区底部或下部侧壁设有循环系统进水口，循环系统进水口从外筒体侧壁或底部通出外筒体外，循环系统进水口通过循环管道接通循环系统出水口，循环管道上设有气水混合装置、循环泵，循环系统进水口、循环泵、气水混合装置、循环系统出水口依次连接，气体回收口通过气体回流管道连通气水混合装置。本发明延长了气、水接触反应时间。氧化性气体先通过一效反应区，流经一效反应区后通过，水封压力集气罩内形成水、气错流，加强了气体与污水的反应效率，水封压力集气罩将气体回收进入二效反应区再次反应。相对传统同类反应器，气、水接触反应的路线延长，在同样高度设备的条件下，其接触时间理论上是传统设备的2倍。本装置反应时间加长，充分有效利用了氧化性气体。一效反应区内水流向下流动，氧化性气体向上上升，形成气、水错流接触反应，错流方式可有效增加氧化性气体与污水中污染物接触反应的机率，从而增强了反应效果。水封压力集气罩内带有一定的压力，使得部分逸出一效反应区的气体还可通过水封压力集气罩底部进入二效反应区，从而使逸出的一部分气体连续、自动排放而不会造成设备撇压。进一步地，所述内筒体、外筒体的横截面为圆形，所述内筒体位于外筒体的中心，所述一效反应区和二效反应区共用同一底部。节省原材料的使用。进一步地，所述水封压力集气罩的横截面为圆形，水封压力集气罩位于内筒体的正上方，水封压力集气罩底部直径大于内筒体顶部直径，所述内筒体顶部和水封压力集气罩底部平齐或伸入水封压力集气罩内。回收利用的气体更多。进一步地，所述水封压力集气罩底部为喇叭口。进一步地，所述水封压力集气罩顶部焊接在外筒体顶部，残余气体排放口位于水封压力集气罩对应外筒体顶部的区域外。进一步地，所述进水口设置在水封压力集气罩顶部并从外筒体顶部通出外筒体外，进水口处设有雾化喷头；所述进气管道端部设有若干个曝气头，所述曝气头为微纳米曝气喷头。污水通过雾化喷头将污水喷入水封压力集气罩内形成水雾。一效反应区鼓入的氧化性气体从一效反应区筒体上升后逸出一效反应区上升至水封压力集气罩内，水雾与气雾形成错流接触反应。错流方式可有效增加雾状氧化性气体与雾状污水的接触反应机率，从而增加氧化性气体与水接触反应的机率。微纳米级别气泡的上升速度相对较小，可有效增加气与水的接触时间。进一步地，所述循环管道上还设有静态管道混合器，静态管道混合器位于循环泵和气水混合装置之间，静态管道混合器上设有药剂加入口。选择性投加药剂，为反应创造合适的条件，也可投加H2O2增加二效反应区内部OH•的发生机率，从而提高反应效率。进一步地，所述循环系统出水口连接压力释放管道，压力释放管道为环形管道且位于内筒体和外筒体之间，压力释放管道上设有若干压力释放器，所述压力释放器等间距布置。本发明中的水封压力集气罩回收的气体通过气水混合装置实现气、水一次混合，然后再通过二效反应区内的压力释放器压力释放，通过压力释放器再次切割，形成微纳米级的气泡上升，可有效减缓气泡上升速度，延长了有效气体与污水的接触时间。进一步地，所述一效反应区和或二效反应区内设有催化剂层，催化剂层内设有催化剂，所述催化剂为铝、铜、锌、铁、镍、钛、锰金属的单质或氧化物中的一种或多种。催化剂的作用是加强氧化性气体与污水的反应，利用催化剂的作用加速一效反应区及二效反应区内羟基自由基（OH·）的产生。OH·的氧化还原电位为2.8O伏，氧化能力较原氧化性气体更强，从而实现更有效的反应。进一步地，所述水封压力集气罩与内筒体一体成型，水封压力集气罩与内筒体的连接处设有若干通孔。生产安装方便。本发明的有益效果：与传统技术相比，本发明具有如下优点：1、本发明中一效反应区内水流向下流动，氧化性气体向上上升，形成气、水错流接触反应，错流方式可有效增加氧化性气体与污水中污染物接触反应的机率，从而增强了反应效果。2、本发明中水封压力集气罩内形成水、气错流，加强了气体与污水的反应效率。3、本发明中水封压力集气罩内带有一定的压力，使得部分逸出一效反应区的气体还可通过水封压力集气罩底部进入二效反应区，从而使逸出的一部分气体连续、自动排放而不会造成设备撇压。4、本发明中的水封压力集气罩回收的气体通过气水混合装置实现气、水一次混合，然后再通过二效反应区内的压力释放器压力释放，通过压力释放器再次切割，形成微纳米级的气泡上升，可有效减缓气泡上升速度，延长了有效气体与污水的接触时间。5、本发明中将内筒体设置在外筒体内，有效减少了占地面积。附图说明图1为实施例1的结构示意图。图2为实施例1的底部剖面示意图。图3为实施例2的结构示意图。图4为实施例3的结构示意图。图5为实施例4的结构示意图。图6为实施例5的结构示意图。图7为实施例6的结构示意图。图8为实施例7的结构示意图。具体实施方式实施例1：如图1、2所示，一种一体式高效节能污水深度处理装置，包括内筒体1、外筒体2，内筒体1内部区域为一效反应区3，内筒体1和外筒体2之间区域为二效反应区4，内筒体1、外筒体2的横截面为圆形，内筒体1位于外筒体2的中心，一效反应区3和二效反应区4共用同一底部。一效反应区3和或二效反应区4内设有催化剂层23，催化剂层23内设有催化剂，催化剂为铝、铜、锌、铁、镍、钛、锰金属的单质或氧化物中的一种或多种的混合物。内筒体1高度低于外筒体2高度，内筒体1顶部开口；内筒体1上方设有水封压力集气罩5，水封压力集气罩5为底部开口的罩体，水封压力集气罩5底部和内筒体1顶部存在间隙；水封压力集气罩5底部在水平面上的投影和内筒体1顶部在水平面上的投影存在重合区域；水封压力集气罩5的横截面为圆形，水封压力集气罩5位于内筒体1的正上方，水封压力集气罩5底部直径大于内筒体1顶部直径，内筒体1顶部和水封压力集气罩5底部平齐。外筒体2下部侧壁上设有氧化性气体进口6、循环系统出水口7，氧化性气体进口6通过进气管道24通入一效反应区3内；进气管道24端部设有若干个曝气头18，曝气头18为微纳米曝气喷头。外筒体2上部侧壁上设有出水口8，出水口8高度高于或等于水封压力集气罩5底部高度；水封压力集气罩5或内筒体1上设有进水口9并从外筒体2壁体上通出外筒体2外；优选为进水口9设置在水封压力集气罩5顶部并从外筒体2顶部通出外筒体2外，进水口9处设有雾化喷头17。水封压力集气罩5顶部设有气体回收口10并通出外筒体2外，外筒体2顶部设有残余气体排放口11；水封压力集气罩5顶部焊接在外筒体2顶部，残余气体排放口11位于水封压力集气罩5对应外筒体1顶部的区域外。一效反应区3底部或下部侧壁设有循环系统进水口12，循环系统进水口12从外筒体2侧壁或底部通出外筒体2外，循环系统进水口12通过循环管道13接通循环系统出水口7，循环管道13上设有气水混合装置14、循环泵15，循环系统进水口12、循环泵15、气水混合装置14、循环系统出水口7依次连接，气体回收口10通过气体回流管道16连通气水混合装置14。循环管道13上还设有静态管道混合器19，静态管道混合19位于循环泵15和气水混合装置14之间，静态管道混合器19上设有药剂加入口20。循环系统出水口7连接压力释放管道21，压力释放管道21为环形管道且位于内筒体1和外筒体2之间，压力释放管道21上设有若干压力释放器22，压力释放器22等间距布置。运行时，具有氧化性的压力气体从氧化性气体进口6通过进气管道24进入一效反应区3内，利用曝气头18将氧化性的压力气体散入一效反应区3内，与进水口9处进入一效反应区3内的污水反应，一效反应区3上方的水封压力集气罩5收集反应逃逸气体，再经气体回收口10通过气体回流管道16进入气水混合装置14内；循环泵15从循环系统进水口12处抽取一效反应区3内的污水进入静态管道混合器19内，静态管道混合器19用于投加液态催化剂或其他药剂为反应器创造有利的反应条件，污水经静态管道混合器19充分混合后通过循环管道13进入气水混合装置14，水封压力集气罩5的气体通过气水混合装置14的负压抽吸作用在腔体与污水充分混合，带压气、水混合物再进入二效反应器4底部压力释放管道21内，然后通过压力释放器22将气、水混合物压力释放进入二效反应器4与污水再次反应。流经二效反应器4后残余气体上升至二效反应器上方通过残余气体排放口11排放；处理后的污水经过出水口8排放。实施例2：参考实施例1，一效反应区3和二效反应区4的底部分开。实施例3：参考实施例1，水封压力集气槽5底部与内筒体1顶部存在间距，水封压力集气罩5底部不具有喇叭口，内筒体1的直径大于水封压力集气槽5的直径。实施例4：参考实施例1，内筒体1的顶部伸入水封压力集气罩5内。实施例5：参考实施例1，进水口9设置在内筒体1上并通出外筒体2外，进水口处不设有雾化喷头。实施例6：参考实施例1，水封压力集气罩顶部5顶部与外筒体2顶部存在间距。实施例7：参考实施例1，水封压力集气罩5与内筒体1一体成型，水封压力集气罩5与内筒体1的连接处设有若干通孔25。

权利要求：1.一种一体式高效节能污水深度处理装置，包括内筒体、外筒体，内筒体内部区域为一效反应区，内筒体和外筒体之间区域为二效反应区，其特征在于，内筒体高度低于外筒体高度，内筒体顶部开口；内筒体上方设有水封压力集气罩，水封压力集气罩为底部开口的罩体，水封压力集气罩底部和内筒体顶部存在间隙；水封压力集气罩底部在水平面上的投影和内筒体顶部在水平面上的投影存在重合区域；外筒体下部侧壁上设有氧化性气体进口、循环系统出水口，氧化性气体进口通过进气管道通入一效反应区内；外筒体上部侧壁上设有出水口，出水口高度高于或等于水封压力集气罩底部高度；水封压力集气罩或内筒体上设有进水口并通出外筒体外；水封压力集气罩顶部设有气体回收口并从外筒体顶部通出外筒体外，外筒体顶部设有残余气体排放口；一效反应区底部或下部侧壁设有循环系统进水口，循环系统进水口从外筒体侧壁或底部通出外筒体外，循环系统进水口通过循环管道接通循环系统出水口，循环管道上设有气水混合装置、循环泵，循环系统进水口、循环泵、气水混合装置、循环系统出水口依次连接，气体回收口通过气体回流管道连通气水混合装置。2.根据权利要求1所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述内筒体、外筒体的横截面为圆形，所述内筒体位于外筒体的中心，所述一效反应区和二效反应区共用同一底部。3.根据权利要求2所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述水封压力集气罩的横截面为圆形，水封压力集气罩位于内筒体的正上方，水封压力集气罩底部直径大于内筒体顶部直径，所述内筒体顶部和水封压力集气罩底部平齐或伸入水封压力集气罩内。4.根据权利要求3所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述水封压力集气罩底部为喇叭口。5.根据权利要求1所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述水封压力集气罩顶部焊接在外筒体顶部，残余气体排放口位于水封压力集气罩对应外筒体顶部的区域外。6.根据权利要求1所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述进水口设置在水封压力集气罩顶部并从外筒体顶部通出外筒体外，进水口处设有雾化喷头；所述进气管道端部设有若干个曝气头，所述曝气头为微纳米曝气喷头。7.根据权利要求1所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述循环管道上还设有静态管道混合器，静态管道混合器位于循环泵和气水混合装置之间，静态管道混合器上设有药剂加入口。8.根据权利要求1所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述循环系统出水口连接压力释放管道，压力释放管道为环形管道且位于内筒体和外筒体之间，压力释放管道上设有若干压力释放器，所述压力释放器等间距布置。9.根据权利要求1所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述一效反应区和或二效反应区内设有催化剂层，催化剂层内设有催化剂，所述催化剂为铝、铜、锌、铁、镍、钛、锰金属的单质或氧化物中的一种或多种。10.根据权利要求1所述的一体式高效节能污水深度处理装置，其特征在于，所述水封压力集气罩与内筒体一体成型，水封压力集气罩与内筒体的连接处设有若干通孔。

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