CN208234682U - 一种饮用水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种饮用水处理装置，所述的装置包括臭氧发生器(1)和O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)。O3/UV氧化装置的核心是一种可以在常温常压下进行湿式催化氧化，和紫外灯管，可与水体中的臭氧充分接触，使得臭氧的利用率明显提高。该装置还具有反应温和、污染物降解彻底、处理效果稳定、出水达标率高、无二次污染、结构紧凑、占地面积小等优点，未来必将有更广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于饮用水处理领域，具体涉及一种饮用水处理装置。
背景技术
O3/UV氧化技术是一种在可见光或紫外光作用下进行的光化学氧化过程，因其反应条件温和(常温、常压)、氧化能力强而发展迅速。O3/UV法始于20世纪70年代，主要进行在水处理中的研究，以解决有毒害且无法生物降解物质的处理问题。但传统的臭氧氧化处理饮用水存在臭氧利用率低、氧化能力不足等缺陷。且当水中含有溴化物时，臭氧氧化将会生成溴代三卤甲烷等有害副产物，对人体健康有很大的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种饮用水处理装置，可以实现饮用水的处理和无害化。
为解决实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种饮用水处理装置，所述的装置包括臭氧发生器(1)、O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)，所述臭氧发生器(1)、O3/UV主反应柱(12)通过进气管(2)连接，所述O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)通过输水管(16)连接，所述输水管(16)上设置传水泵(13)；所述O3/UV主反应柱(12)内设置有紫外灯(8)，所述活性炭反应柱(15)内设有活性炭床层(14)。
优选的，所述O3/UV主反应柱(12)的柱内部是含有石英沙粒(6)的下段和设置有紫外灯(8)的上段。
优选的，所述的紫外灯(8)的灯管为曲螺旋状的紫外灯管。
优选的，所述O3/UV主反应柱(12)的顶部设置有出气管口(9)和臭氧水体在线监测口(10)，其顶部侧面壁上设置有进水弯头(11)；所述含有石英沙粒(6)的下段上方侧壁设置有取样龙头(7)，所述含有石英沙粒(6)的下段下部设置有曝气头(5)，所述曝气头(5)的下方设置排水口(4)，所述O3/UV主反应柱(12)依靠反应柱支架(3)支撑。
优选的，所述曝气头(5)是微孔纳米级曝气头。
优选的，所述活性炭反应柱(15)顶部设置有出气管口(9)，其柱侧壁上部连接与输水管连接的进水弯头(17)，所述与输水管连接的进水弯头(17)位于所述活性炭床层(14)上方；所述活性炭床层(14)下方的侧壁上设置取样龙头(7)，所述活性炭反应柱(15)底部连接放空管(18)，所述活性炭反应柱(15)依靠反应柱支架(3)支撑。
优选的，所述活性炭床层(14)内含煤质柱状颗粒，所述活性炭床层(14)有三层。
优选的，所述的O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)的外壁材质均是高分子透明有机玻璃或PP塑料。
优选的，所述传水泵(13)是蠕动泵或电磁泵。
本实用新型的优点和有益效果如下：
(1)与传统催化湿式氧化法需在高温(150-350℃)和高压(0.5-20MPa)的反应条件相比，本实用新型方法由于紫外线的引入，可以使湿式氧化反应在常温常压的温和条件下进行。
(2)本实用新型采用纳米级曝气，提高臭氧的利用率，同时紫外灯管为曲螺旋状，可与湍流状态下的臭氧充分接触，使得臭氧的利用率进一步提高，与传统的催化湿式氧化反应相比，节省了臭氧的投量。
(3)反应体系中同时引入曲螺旋状紫外灯和活性炭，利用它们的协同催化氧化作用及吸附作用，克服传统臭氧氧化技术处理过程中易产生有毒中间产物的缺点，将饮用水中有机污染物分解成CO2和水等无害成份，并同时具有除臭、脱色及杀菌消毒的效果；溶解于水中的臭氧被螺旋状紫外灯辐射所催化，形成包括羟基自由基在内的各种自由基，使大多数有机物氧化为小分子有机物，氧化无机物质如氰化物、硝化物等。同时，进水先经O3/UV氧化，使水中大分子有机物分解为小分子状态，这就提高了有机物进入活性炭微孔内部的可能性。
(4)O3/UV主反应柱上端设有出气管口，可将反应过程中扩散出来的O3输送到吸收液中。
(5)活性炭反应柱内设有三层煤质柱状颗粒活性炭床层，可吸附水体中小分子物质，并同时具有除臭、脱色的效果。活性炭能吸附臭氧氧化过程中产生的大量中间产物，包括解决了臭氧无法去除的三卤甲烷及其前驱物质，并且微生物附着其上，可以发挥生化和物化处理的协同作用，从而延长活性炭的工作周期，保证了最后出水的生物稳定性。
附图说明
图1是图1为本实用新型结构原理示意图。
图中，1-臭氧发生器，2-进气管，3-反应柱支架，4-排水口，5-曝气头，6-石英沙粒，7-取样龙头，8-紫外灯，9-出气管口，10-臭氧水体在线监测口，11-进水弯头，12-O3/UV主反应柱，13-传水泵，14-活性炭床层，15-活性炭反应柱，16-输水管，17-与输水管连接的进水弯头，18-放空管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种饮用水处理装置，装置包括臭氧发生器(1)、O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)，臭氧发生器(1)、O3/UV主反应柱(12)通过进气管(2)连接，O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)通过输水管(16)连接，输水管(16)上设置传电磁水泵(13)；O3/UV主反应柱(12)内设置有曲螺旋状的紫外灯管的紫外灯(8)，活性炭反应柱(15)内设有活性炭床层(14)。
O3/UV主反应柱(12)的柱内部是含有石英沙粒(6)的下段和设置有紫外灯(8)的上段。
O3/UV主反应柱(12)的顶部设置有出气管口(9)和臭氧水体在线监测口(10)，其顶部侧面壁上设置有进水弯头(11)；含有石英沙粒(6)的下段上方侧壁设置有取样龙头(7)，含有石英沙粒(6)的下段下部设置有微孔纳米级曝气头(5)，曝气头(5)的下方设置排水口(4)，O3/UV主反应柱(12)依靠反应柱支架(3)支撑。
活性炭反应柱(15)顶部设置有出气管口(9)，其柱侧壁上部连接与输水管连接的进水弯头(17)，与输水管连接的进水弯头(17)位于所述活性炭床层(14)上方；活性炭床层(14)下方的侧壁上设置取样龙头(7)，活性炭反应柱(15)底部连接放空管(18)，活性炭反应柱(15)依靠反应柱支架(3)支撑。
活性炭床层(14)内含煤质柱状颗粒，活性炭床层(14)有三层。
O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)的外壁材质均是高分子透明有机玻璃。
其中，有机玻璃柱底部设反应柱支架3，以保证安全稳定。整个水处理系统的动力由水泵13完成。臭氧发生器1主要用于产生O3/UV主反应柱所需的臭氧。曝气头5采用微孔结构，可以产生体积非常小的纳米级气泡。石英沙粒6作为填料来保证气水进行充分混合。紫外灯8可与湍流状态下的臭氧充分结合，使得臭氧的利用率明显提高。出气管口9将反应过程中扩散出来的O3输送到吸收液中。经过O3/UV主反应柱处理的饮用水经传水泵13泵入至活性炭反应柱15内，其内的煤质柱状颗粒的活性炭床层14可吸附水体中小分子物质，并同时具有除臭、脱色的效果。经完全处理的饮用水可从活性炭反应柱15下端的放空管18排出。
通过上述装置实现的氧化方法，包括下述步骤：
A、合上臭氧发生器的电源总开关，使臭氧发生器接通电源，开始产生臭氧，臭氧经出气管进入O3/UV主反应柱；臭氧浓度为5～15g/h；
B、开启螺旋状紫外灯，紫外灯功率均为15W(臭氧的氧化电位在2.07V)，确保所产臭氧被催化分解以氧化污染物质；
C、在20℃-30℃和常压条件下进行氧化反应5-300min；
D、将废水pH值调节至可排放范围(6～9)；
E、进行活性炭吸附一段时间(10～30min)；
F、经过活性炭反应柱处理后的水可通过控制电磁阀排水。
以实际水源为实验水样(经测量其TOC浓度为43.93mg/L，CODMn浓度为84.18mg/L，浊度为0.43NTU)。以容积为5L的有机玻璃柱为实验模型，为保证通入气体时水不外溢，模型盛装水量为3L。取3升实验水样经进水弯头11放入O3/UV主反应柱12内进行氧化反应30min，然后进入活性炭反应柱15内吸附20min。以相同水样重复上述试验3次。
三次平行实验的平均结果表明：经O3/UV—活性炭氧化工艺处理后，UV254从平均0.068cm-1降至平均0.019cm-1，平均去除率为72.1％，TOC从平均43.93mg/L降至平均1.06mg/L，平均去除率为97.6％，CODMn从平均84.18mg/L降至平均1.19mg/L，平均去除率为98.6％，浊度从平均0.43NTU降低到0.17NTU，对浊度的去除率是60.5％。
如果其他条件一样，但取出紫外灯，UV254平均去除率为35.7％，TOC平均去除率为37.9％，CODMn平均去除率为33.6％，浊度去除率是53.9％，明显低于本实用新型的方法。
本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种饮用水处理装置，其特征在于，所述的装置包括臭氧发生器(1)、O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)，所述臭氧发生器(1)、O3/UV主反应柱(12)通过进气管(2)连接，所述O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)通过输水管(16)连接，所述输水管(16)上设置传水泵(13)；所述O3/UV主反应柱(12)内设置有紫外灯(8)，所述活性炭反应柱(15)内设有活性炭床层(14)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述O3/UV主反应柱(12)的柱内部是含有石英沙粒(6)的下段和设置有紫外灯(8)的上段。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的紫外灯(8)的灯管为曲螺旋状的紫外灯管。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述O3/UV主反应柱(12)的顶部设置有出气管口(9)和臭氧水体在线监测口(10)，其顶部侧面壁上设置有进水弯头(11)；所述含有石英沙粒(6)的下段上方侧壁设置有取样龙头(7)，所述含有石英沙粒(6)的下段下部设置有曝气头(5)，所述曝气头(5)的下方设置排水口(4)，所述O3/UV主反应柱(12)依靠反应柱支架(3)支撑。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述曝气头(5)是微孔纳米级曝气头。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述活性炭反应柱(15) 顶部设置有出气管口(9)，其柱侧壁上部连接与输水管连接的进水弯头(17)，所述与输水管连接的进水弯头(17)位于所述活性炭床层(14)上方；所述活性炭床层(14)下方的侧壁上设置取样龙头(7)，所述活性炭反应柱(15)底部连接放空管(18)，所述活性炭反应柱(15)依靠反应柱支架(3)支撑。
7.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于，所述活性炭床层(14)内含煤质柱状颗粒，所述活性炭床层(14)有三层。
8.根据权利要求1或4或6所述的装置，其特征在于，所述的O3/UV主反应柱(12)和活性炭反应柱(15)的外壁材质均是高分子透明有机玻璃或PP塑料。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传水泵(13)是蠕动泵或电磁泵。
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