臭氧和PPC联合预氧化装置的制作方法

臭氧和ppc联合预氧化装置
技术领域
1.本实用新型涉及水处理设备领域，具体而言，涉及一种臭氧和ppc联合预氧化装置。


背景技术：

2.水是生命之源，从古至今，饮用水的安全卫生问题一直受到人们的关注。但是自然界中的水体或多或少都会存在一定的对人体有害的物质，因此在饮用前对水体的净化十分有必要。
3.微污染水源的水中含有溶解性的有机物以及藻类等物质，若不能在水处理工艺中加以有效去除，它们将在加氯消毒过程中产生三卤甲烷、卤乙酸及其他消毒副产物，影响饮用水的安全性。对水源水进行预氧化处理通常能够强化混凝沉淀工艺，从而对有机物和藻类进行去除。常用的与氧化剂包括氯气、二氧化氯、臭氧和高锰酸钾复合药剂（ppc）等。其中，臭氧具有较高的氧化能力并且不会对后续工艺产生不利影响，相比之下更加受到人们的青睐。但是，臭氧相比来说，对设备要求较高，成本较高。如何改进现有设备，提高臭氧的制备效率，降低生产成本，一直是人们关注的方向。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种臭氧和ppc联合预氧化装置，其结构简单，使用方便，能够先后采用ppc和臭氧对原水进行氧化处理，提高预氧化效果的同时，有效降低成本。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.一种臭氧和ppc联合预氧化装置，其包括ppc预氧化罐、臭氧发生器和臭氧预氧化罐；臭氧发生器包括壳体，以及位于壳体内部的腔体；腔体内设置有隔板、换热管路、以及臭氧管路，隔板将腔体分割成相对密闭的上腔体和下腔体；换热管路包括顺次连接并形成循环回路的制冷段、第一连接段、加热段、第二连接段，以及用以驱动热介质在换热管路中流动的循环泵；制冷段位于上腔体内，加热段位于下腔体内，第一连接段、第二连接段均贯穿隔板，将制冷段和加热段连通；臭氧管路整体呈螺旋状，环绕制冷段设置，并沿制冷段的长度方向延伸；壳体设置有进水管和出水管，进水管和出水管分别贯穿壳体与下腔体连通；进水管与ppc预氧化罐的出水端连通，出水管与臭氧预氧化罐的进水端连通；臭氧管路的进气端与空气泵连通，臭氧管路的出气端与臭氧预氧化罐的进气端连通。
7.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，臭氧发生器和臭氧预氧化罐之间还设置有加热器，加热器的进水端与出水管连通，加热器的出水端与臭氧预氧化罐的进水端连通。
8.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，臭氧和ppc联合预氧化装置还包括ppc储罐，ppc储罐与ppc预氧化罐连通。
9.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，ppc预氧化罐内设置有搅拌装置，ppc预氧化罐的出水端设置有拦污滤网。
10.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，进水管靠近下腔体的底部设置，出水管靠近下腔体的顶部设置，进水管设置有液体流量阀。
11.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，循环泵设置于第一连接段或第二连接段，循环泵位于上腔体内。
12.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一连接段和/或第二连接段在其与隔板的连接处设置有由弹性材料制成的密封圈，密封圈环绕第一连接段和/或第二连接段设置。
13.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，出气端设置有用以测量出气端臭氧温度的温度传感器。
14.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，壳体还设置有冷却气进气管和冷却气出气管，冷却气进气管和冷却气出气管分别贯穿壳体与上腔体连通。
15.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，冷却气进气管靠近上腔体的顶部设置，冷却气出气管设置于壳体的顶部。
16.本实用新型实施例的有益效果是：
17.本实用新型实施例提供了一种臭氧和ppc联合预氧化装置，其包括ppc预氧化罐、臭氧发生器和臭氧预氧化罐。臭氧发生器包括壳体，以及位于壳体内部的腔体；腔体内设置有隔板、换热管路、以及臭氧管路，隔板将腔体分割成相对密闭的上腔体和下腔体；换热管路贯穿隔板，通过热介质的流动，实现上腔体和下腔体的换热。减少臭氧高温分解的同时，提高臭氧的氧化效率。此外，在此基础上，用ppc预氧化替代部分臭氧预氧化，两种方式的配合之下，不仅氧化效果更好，而且臭氧的消耗更少，利于进一步降低生产成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例所提供的一种臭氧和ppc联合预氧化装置的示意图；
20.图2为本实用新型实施例所提供的一种臭氧和ppc联合预氧化装置的臭氧发生器的剖视图。
21.图标：10
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臭氧和ppc联合预氧化装置；100
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臭氧发生器；110
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壳体；111
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进水管；112
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出水管；113
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输水泵；114
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液体流量阀；115
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冷却气进气管；116
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冷却气出气管；117
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进气阀；118
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排气阀；120
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腔体；121
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隔板；1211
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密封圈；122
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上腔体；123
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下腔体；130
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换热管路；131
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制冷段；132
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第一连接段；133
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加热段；134
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第二连接段；135
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循环泵；140
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臭氧管路；141
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进气端；142
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出气端；143
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气体流量阀；144
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温度传感器；200
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ppc预氧化罐；210
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ppc储罐；300
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臭氧预氧化罐；310
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加热器；320
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臭氧破坏装置。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显
然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
27.本实施例提供了一种臭氧和ppc联合预氧化装置10，参照图1所示，其包括ppc预氧化罐200、臭氧发生器100和臭氧预氧化罐300。
28.其中，如图1和图2所示，臭氧发生器100包括壳体110，以及位于壳体110内部的腔体120；腔体120内设置有隔板121、换热管路130、以及臭氧管路140，隔板121将腔体120分割成相对密闭的上腔体122和下腔体123；换热管路130包括顺次连接并形成循环回路的制冷段131、第一连接段132、加热段133、第二连接段134，以及用以驱动热介质在换热管路130中流动的循环泵135；制冷段131位于上腔体122内，加热段133位于下腔体123内，第一连接段132、第二连接段134均贯穿隔板121，将制冷段131和加热段133连通；臭氧管路140整体呈螺旋状，环绕制冷段131设置，并沿制冷段131的长度方向延伸。
29.臭氧对于温度较为敏感，具体表现为，温度越高，臭氧越容易分解。但是，臭氧与原水的氧化反应又是一个吸热过程，温度越高反应越快。基于上述原理，本技术在换热管路
130中设置有热介质，通过热介质的流动，可实现上腔体122和下腔体123的换热。具体地，在上腔体122中，热介质吸收臭氧制备过程中产生的热量，减少臭氧在高温下的分解。在下腔体123中，热介质释放热量，对原水进行增温预热，加快其在臭氧预氧化罐300中与臭氧反应的效率，同时在该过程中完成对热介质的冷却，实现对热量的充分利用。
30.壳体110设置有进水管111和出水管112，进水管111和出水管112分别贯穿壳体110与下腔体123连通；进水管111与ppc预氧化罐200的出水端连通，出水管112与臭氧预氧化罐300的进水端连通；臭氧管路140的进气端141与空气泵连通，臭氧管路140的出气端142与臭氧预氧化罐300的进气端141连通。原水先进入到ppc预氧化罐200中，通过ppc进行预氧化，随后再由进水管111进入到下腔体123，通过换热吸收热介质的热量，对热介质冷却的同时，提高自身温度，然后由出水管112进入到臭氧预氧化罐300内，同时，在空气泵的作用下，外界空气进入到臭氧管路140中，利用高压电离生成臭氧，并输送至与氧化反应罐内与原水反应。电离过程中产生的热量则通过热交换被热介质带走。ppc中的高锰酸钾能够氧化水中部分有机物，但是其直接去除作用并不明显。高锰酸钾还原中间产物新生态水合二氧化锰具有很强的吸附能力，有利于絮体的形成。ppc中的钙离子可以使二氧化锰表面电位降低，且在二氧化锰和有机物之间其连接桥的作用，使有机物更易被吸附。相比于其它预氧化剂来说，ppc具有助凝除藻效果较好，且易于操作管理的优点。用其替代部分臭氧进行预氧化，不仅可以和臭氧起到互为补充的作用，达到更好的预氧化效果，还能有效降低臭氧的损耗，降低生产成本。
31.可选地，如图2所示，进水管111靠近下腔体123的底部设置，出水管112靠近下腔体123的顶部设置，进水管111设置有用以输送原水的输水泵113，以及用以控制原水流量的液体流量阀114。将出水管112设置于顶部可以控制下腔体123内的水量，保证原水可以对加热段133进行浸没，更好地实现热交换。此外，为了不影响制冷段131和散热段的功能，循环泵135设置于第一连接段132或第二连接段134，且循环泵135位于上腔体122内，避免被水浸没。
32.第一连接段132和/或第二连接段134在其与隔板121的连接处设置有由弹性材料制成的密封圈1211，密封圈1211环绕第一连接段132和/或第二连接段134设置。密封圈1211可以避免下腔体123的水气进入到上腔体122，影响到制冷段131的制冷效果。
33.进一步地，如图2所示，臭氧管路140包括相对的进气端141和出气端142，进气端141和出气端142均贯穿壳体110，进气端141设置有空气泵。在空气泵的作用下，外界空气进入到臭氧管路140中，利用高压电离生成臭氧，电离过程中产生的热量则通过热交换被热介质带走。可选地，出气端142设置有温度传感器144，可用于测定输出的臭氧的温度。
34.除此之外，进气端141还设置有气体流量阀143。气体流量阀143用于控制进入到臭氧管路140中的空气的流量，可根据臭氧的生成速率，热交换换热效率，以及臭氧的需求量进行调整。
35.进一步地，如图2所示，壳体110还设置有冷却气进气管115和冷却气出气管116，冷却气进气管115和冷却气出气管116分别贯穿壳体110与上腔体122连通。冷却气进气管115靠近上腔体122的顶部设置，冷却气出气管116设置于壳体110的顶部。冷却器进气管设置有进气阀117，用以调节冷却器的进入量。冷却气出气管116设置有排气阀118，用以平衡上腔体122内的气压。冷却气可以为液态二氧化碳、液态氮等，其可以作为应急使用。当臭氧需求
量过大，短时间高压电离产生的热量不能完全通过热交换带走时，冷却气进气管115可以向上腔体122内充入少量冷却气，通过液态二氧化碳、液态氮的快速挥发特性，迅速带走部分热量，保证对臭氧管路140的降温效果。
36.进一步地，如图1所示，臭氧发生器100和臭氧预氧化罐300之间还设置有加热器310，加热器310的进水端与出水管112连通，加热器310的出水端与臭氧预氧化罐300的进水端连通。在水量较大时，通过换热原水的温度升高不足时，可以通过加热器310对原水进行加热，使其达到更适于臭氧氧化的温度。
37.此外，臭氧和ppc联合预氧化装置10还包括ppc储罐210，ppc储罐210与ppc预氧化罐200连通。ppc储罐210用于存放ppc试剂，并根据需求向ppc预氧化罐200内添加。ppc预氧化罐200内设置有搅拌装置，可以通过机械搅拌，使原水和ppc试剂充分混合反应。ppc预氧化罐200的出水端设置有拦污滤网，拦污滤网可以对ppc预氧化罐200中的絮体进行拦截，避免其进入到后续流程。
38.进一步地，如图1所示，臭氧和ppc联合预氧化装置10还包括臭氧破坏装置320，臭氧破坏装置320与臭氧预氧化罐300的出气端142连通。未能完全反应的臭氧在臭氧破坏装置320中被分解成氧气，避免对大气造成污染。
39.综上所述，本实用新型实施例提供了一种臭氧和ppc联合预氧化装置10，其包括ppc预氧化罐200、臭氧发生器100和臭氧预氧化罐300。臭氧发生器100包括壳体110，以及位于壳体110内部的腔体120；腔体120内设置有隔板121、换热管路130、以及臭氧管路140，隔板121将腔体120分割成相对密闭的上腔体122和下腔体123；换热管路130贯穿隔板121，通过热介质的流动，实现上腔体122和下腔体123的换热。减少臭氧高温分解的同时，提高臭氧的氧化效率。此外，在此基础上，用ppc预氧化替代部分臭氧预氧化，两种方式的配合之下，不仅氧化效果更好，而且臭氧的消耗更少，利于进一步降低生产成本。
40.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。