一种新污染物去除装置的制作方法

1.本发明属于污染物去除技术领域，更具体地说，是涉及一种新污染物去除装置。


背景技术：

2.随着新冠病毒在全球肆虐，对向环境中排放的废弃物的处理、处置要求越来越严。人们对新污染物的关注越来越敏感，新污染物是由人类活动造成的，尚无法律法规和标准予以明确规定的一类污染物，其中有药物、内分泌干扰化学物质等。
3.新污染物具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征，在环境中即使浓度较低，也可能具有较高的环境与健康风险，其危害具有潜在性和隐蔽性。有毒有害化学物质的生产和使用是新污染物的主要来源，主要有持久性有机污染物(pops)、药物和个人护理品(ppcps)、内分泌干扰物(edcs)、溴代阻燃剂(bfrs)、微塑料(mps)等。尤其是水中含有的新污染物，对水处理的要求，一方面要使污水排放的水体对环境不再产生持续性污染，另一方面要满足人们对绿色、健康的要求，往往现有技术中对含有新污染物的水处理达不到该要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种新污染物去除装置，旨在解决对水中含有的新污染物的去除处理效果不好，水中新污染物难以大幅度降解的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种新污染物去除装置，包括气浮系统、空化溶气释放器、臭氧发生器和紫外系统；气浮系统连通有含有新污染物污水输送管路，通过浮力原理固液分离污水中新污染物，所述气浮系统上沿污水处理路线依次分为混合反应区和氧化反应区；空化溶气释放器与所述气浮系统的混合反应区和氧化反应区分别连通，用于向混合反应区和氧化反应区内部释放溶气，以使污水中形成空化作用，所述空化溶气释放器具有进气端和出气端；臭氧发生器与所述空化溶气释放器的进气端连通，用于向所述空化溶气释放器内部输送臭氧；所述空化溶气释放器的空化作用配合所述臭氧发生器的臭氧作用组合形成对污水处理的空化-臭氧的双重氧化作用；紫外系统设于所述气浮系统的氧化反应区，用于向氧化反应区内部污水中释放紫外线；所述紫外系统的紫外线作用配合所述双重氧化作用组合形成对污水处理的空化-臭氧-紫外的高级氧化作用。
6.在一种可能的实现方式中，新污染物去除装置还包括加药系统，所述加药系统与所述气浮系统连通并用于向所述气浮系统中投加药剂，以使所述气浮系统内污水中悬浮物形成利于与气泡粘连上浮的絮体。
7.在一种可能的实现方式中，所述气浮系统包括用于连通污水输送管路的气浮箱体、设于所述气浮箱体上部且用于刮渣的刮渣机、设于所述气浮箱体下部且用于刮动下沉污泥的刮泥机、设于所述气浮箱体内部且用于分离悬浮物的斜板以及用于控制所述气浮系统运行的第一控制器，所述刮泥机和所述刮渣机均受控于所述第一控制器。
8.在一种可能的实现方式中，所述气浮系统还包括设于所述气浮箱体外部靠近所述
刮渣机的收渣箱、收渣车、探测器、滑行轨道和第二控制器，所述收渣箱置于所述收渣车上，所述收渣车在所述滑行轨道上滑行，所述收渣车上具有驱动轮，所述驱动轮与所述滑行轨道滚动摩擦，所述第二控制器分别与所述驱动轮和所述探测器电性连接，所述探测器设于所述气浮箱体上方且用于探测所述刮渣机上被刮动的渣子，若所述探测器探测到所述刮渣机上存有渣子，所述第二控制器控制所述驱动轮运行，所述收渣车承载所述收渣箱向靠近所述气浮箱体的方向移动，以使所述收渣箱承接被所述刮渣机刮动后的渣子。
9.在一种可能的实现方式中，所述混合反应区内的臭氧和溶气水可进入到所述氧化反应区内，所述氧化反应区内部设有搅拌机构，所述搅拌机构用于搅拌氧化处理中的污水，在所述气浮箱体外部设有与所述搅拌机构电性连接的第三控制器，所述第三控制器适于控制对污水搅拌频率和搅拌速度。
10.在一种可能的实现方式中，所述氧化反应区内部设有分别用于实时监测污水温度的温度监测器、监测污水ph值的ph值监测仪和监测污水流量的电磁流量计，在所述气浮系统的外部设有显示器，所述显示器分别与所述温度监测器、所述ph值监测仪和所述电磁流量计电性连接，且用于分别显示监测到的数值；所述显示器电性连接有报警器，所述显示器上预设有水温度、ph值和水流量的监测阈值范围，若监测到的数值不在阈值范围之内，所述显示器指示所述报警器发出报警信号。
11.在一种可能的实现方式中，所述空化溶气释放器包括管体、孔板和空化管件，管体的一端为进气端另一端为出气端，所述进气端内径小于所述出气端内径，所述出气端用于连通所述气浮系统的混合反应区的溶气进口和氧化反应区的溶气进口；孔板设于所述管体的出气端，所述管体内的气体均从所述孔板通过，所述孔板用于使通过的气体形成微气泡；空化管件同轴设于所述管体内部，气体从所述空化管件内部通过并使污水形成空化作用。
12.在一种可能的实现方式中，所述空化管件包括从所述进气端到所述出气端的排布方向首尾依次连通的收缩管、颈管和扩散管，所述收缩管和所述扩散管均呈锥形，所述收缩管朝向所述进气端的一端的内径大于另一端内径，所述扩散管朝向所述出气端的一端的内径大于另一端内径，所述颈管为直筒型管，两端分别连通所述收缩管另一端和所述扩散管另一端。
13.在一种可能的实现方式中，所述管体内部靠近所述进气端的区域定义为调整段，靠近所述出气端的区域定义为释放段，所述调整段和所述释放段之间的区域为所述空化管件的设置区域，气体通过所述释放段和所述孔板后对混合反应区内和氧化反应区内污水形成空化作用。
14.在一种可能的实现方式中，所述显示器电性连接所述第一控制器，所述第一控制器根据实时监测到的数据控制所述气浮系统运行；在所述气浮系统外壁上还设有与所述气浮系统电源端电性连接的光伏供电组件，所述光伏供电组件适于向所述气浮系统上供电。
15.本发明提供的一种新污染物去除装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种新污染物去除装置包括气浮系统、空化溶气释放器、臭氧发生器和紫外系统，通过空化溶气释放器向气浮系统内释放溶气并形成空化作用，通过臭氧发生器向气浮系统内输送臭氧并形成空化-臭氧的双重氧化作用，结合使用紫外系统的紫外线形成空化-臭氧-紫外的高级氧化作用，达到在彻底灭菌、消毒的同时，对水内的新污染物进行大幅降解的功能，满足对新污染物处理的要求，大大降低臭氧使用量及紫外能耗，羟基自由基产量成倍增长，提
高污水处理效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
17.图1为本发明实施例提供的一种新污染物去除装置的结构示意图；
18.图2为本发明实施例提供的一种新污染物去除装置的气浮系统的气浮箱体外部结构示意图；
19.图3为本发明实施例提供的一种新污染物去除装置的空化溶气释放器结构示意图。
20.附图标记说明：
21.1、气浮系统；11、气浮箱体；12、刮渣机；13、刮泥机；14、斜板；15、收渣箱；16、收渣车；17、探测器；18、滑行轨道；19、升降柱；2、空化溶气释放器；21、管体；22、孔板；23、空化管件；231、收缩管；232、颈管；233、扩散管；24、调整段；25、释放段；3、臭氧发生器；4、紫外系统；5、加药系统。
具体实施方式
22.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的一种新污染物去除装置进行说明。所述一种新污染物去除装置，包括气浮系统1、空化溶气释放器2、臭氧发生器3和紫外系统4，气浮系统1连通有含有新污染物污水输送管路，通过浮力原理固液分离污水中新污染物，气浮系统1上沿污水处理路线依次分为混合反应区和氧化反应区；空化溶气释放器2与气浮系统1的混合反应区和氧化反应区分别连通，用于向混合反应区和氧化反应区内部释放溶气，以使污水中形成空化作用，空化溶气释放器2具有进气端和出气端；臭氧发生器3与空化溶气释放器2的进气端连通，用于向空化溶气释放器2内部输送臭氧；空化溶气释放器2的空化作用配合臭氧发生器3的臭氧作用组合形成对污水处理的空化-臭氧的双重氧化作用；紫外系统4设于气浮系统1的氧化反应区，用于向氧化反应区内部污水中释放紫外线；紫外系统4的紫外线作用配合双重氧化作用组合形成对污水处理的空化-臭氧-紫外的高级氧化作用。
24.本发明提供的一种新污染物去除装置，与现有技术相比，本发明一种新污染物去除装置包括气浮系统1、空化溶气释放器2、臭氧发生器3和紫外系统4，通过空化溶气释放器2向气浮系统1内释放溶气并形成空化作用，通过臭氧发生器3向气浮系统1内输送臭氧并形成空化-臭氧的双重氧化作用，结合使用紫外系统4的紫外线形成空化-臭氧-紫外的高级氧化作用，达到在彻底灭菌、消毒的同时，对水内的新污染物进行大幅降解的功能，满足对新污染物处理的要求，大大降低臭氧使用量及紫外能耗，羟基自由基产量成倍增长，提高污水处理效率。
47.臭氧首先分解产生h2o2，h2o2遇到紫外线光照射又产生ho
·
，同时协同空化溶气释放器2的空化作用，使多数难降解的有机物完全矿化。臭氧在水中溶解度的影响因素主要有温度、ph值、水质和臭氧发生器3臭氧流量。与空化溶气释放器2结合后，一方面臭氧的通入会改变液体中的气核量和气核分布，有利于空化的发生，对空化的发展会产生积极作用，从而加速了有机物的降解速率。另一方面，随着空化程度的加剧出现协同效应，空化区域产生的微射流起到了机械搅拌的作用，增大了臭氧同液体的接触面积，延长了臭氧在溶液中的作用时间；由于空化的热效应，水温度会提高，而适当地提高反应温度，有利于臭氧氧化反应的进行，随着反应的进行，臭氧不断被消耗。臭氧与空化的协同耦合作用，相互促进，形成了一种增强型的高级氧化，效果优于单纯的空化或臭氧氧化，对有机物的降解、细菌、病毒及新污染物的灭杀起到有效的保障作用。
48.本发明将“空化 臭氧 紫外”与“空化 臭氧”通过空化溶气释放器2有机结合起来，用臭氧代替传统气源，用空化溶气释放器2代替传统空气释放器，集多重技术集成在气浮系统1上，既能强于工艺串联的作用，又兼具设备化的使用功能。
49.本发明中，一部分是通过空化溶气释放器2将臭氧释放进入紫外区域，在臭氧和紫外的联合作用下，产生羟基自由基，大大降低了常规的臭氧用量及紫外线用量，提高了处理效率。另一部分是在空化释放器的空化作用激发下，臭氧以微小气泡的形成释放到气浮的混合反应区，产生大量羟基自由基，对水中的有机物进行去除，同时兼具原有气浮的上浮携带悬浮物的功能。
50.本发明的污水处理流程说明：
51.一次高级氧化
52.在气浮系统1中不同位置均安装有空化溶气释放器2，需要处理的污水流入到气浮系统1中，首先到达混合反应区，在混合反应区和氧化反应区都安装有紫外系统4，污水在紫外系统4、空化溶气释放器2和臭氧发生器3的叠加作用下，产生羟基自由基，初步对水中的有机物进行降解。处理机理就是通过空化激发高级氧化反应对污水中的难降解有机物和新污染物进行有效去除，通过前后两段联合作用，降低单项技术使用或简单技术串联的技术的能耗，提升羟基自由基的产量，进而大大提高反应效率。
53.二次高级氧化
54.初次反应后的污水再次与溶有臭氧的溶气水进行反应，溶气水的释放由多个空化溶气释放器2完成，在臭氧、空化的双重作用下进行二次氧化，实现对新污染物的再次去除。
55.在一些实施例中，请参阅图1至图3，气浮系统1包括用于连通污水输送管路的气浮箱体11、设于气浮箱体11上部且用于刮渣的刮渣机12、设于气浮箱体11下部且用于刮动下沉污泥的刮泥机13、设于气浮箱体11内部且用于分离悬浮物的斜板14以及用于控制气浮系统1运行的第一控制器(在图中未示出)，刮泥机13和刮渣机12均受控于第一控制器。在气浮箱体11内设置有混合反应区和氧化反应器，也可以设置两套相互连通管的气浮箱体11，一套气浮箱体11为混合反应区，另一套气浮箱体11为氧化反应区。
56.氧化反应区内的污水通过斜板14进行分流、分离，悬浮物在臭氧气泡的作用下向上移动，可沉降的物质在斜板14作用下向下移动。向上移动至液面后的浮渣被刮渣机12刮至气浮箱体11外部，进入污泥处理系统，向下沉淀的污泥定期排放，与浮渣统一处理。
57.溶气的气源由臭氧、空气共同组成，可根据试验确定臭氧、空气的比例。
58.为了便于收集被刮动后的浮渣，在一些实施例中，请参阅图1至图3，气浮系统1还包括设于气浮箱体11外部靠近刮渣机12的收渣箱15、收渣车16、探测器17、滑行轨道18和第二控制器(在图中未示出)，收渣箱15置于收渣车16上，收渣车16在滑行轨道18上滑行，收渣车16上具有驱动轮(包括电机)，驱动轮与滑行轨道18滚动摩擦，第二控制器分别与驱动轮和探测器17电性连接，探测器17设于气浮箱体11上方且用于探测刮渣机12上被刮动的渣子，若探测器17探测到刮渣机12上存有渣子，第二控制器控制驱动轮运行，收渣车16承载收渣箱15向靠近气浮箱体11的方向移动，以使收渣箱15承接被刮渣机12刮动后的渣子。收渣车16在滑行轨道18上滑动，浮渣被转运到收渣箱15内，通过收渣车16可运输到其他地点，便于后期处理。收渣箱15的移动是自动控制的，通过探测器17实时探测渣子量，可执行收渣车16，从而可第一时间承接被刮渣机12刮动后的渣子。滑行轨道18给浮渣的运送提供了一种运输路线，滑行轨道18沿着浮渣的输送路线布设。探测器17为一种可以探测是否有物质存在的传感器，或为孔外传感器，光电传感器等，可以实现相应的功能和效果，便于及时控制收渣箱15是否运行。
59.具体的，在滑行轨道18的底部设有多个升降柱19，多个升降柱19用于控制滑行轨道18的高度，进而可根据刮渣机12的高度，合理控制滑行轨道18或收渣箱15的高度。多个升降柱19的底端设有行走轮，行走轮可以支撑升降柱19并移动至任意地点，便于灵活在不同位置或地点承接渣子。
60.具体的，在刮渣机12上设有可刮动浮渣移动的刮板、也设有用于转运渣子至收渣箱15内的转运机构，通过转运机构就可以实现渣子的转运，该转运机构属于刮渣机12上的一个部件，可为一种现有技术部件，便于实现浮渣(渣子)的转运、倒运。
61.在一些实施例中，请参阅图1至图3，混合反应区内的臭氧和溶气水可进入到氧化反应区内，氧化反应区内部设有搅拌机构(在图中未示出)，搅拌机构用于搅拌氧化处理中的污水，在气浮箱体11外部设有与搅拌机构电性连接的第三控制器，第三控制器适于控制对污水搅拌频率和搅拌速度。通过设置搅拌机构，可以实时掌控对污水的搅拌进程，还可掌控污水的处理进程，通过在第三控制器上就可以控制和调节。本搅拌机构可采用现有技术中常见的搅拌器、搅拌机等，能够实现对污水的搅拌混合。
62.上述的第一控制器、第二控制器和第三控制器均为现有技术中常见的控制器或控制面板，运行控制较合理、精准，便于合理掌控污水处理进度。
63.在一些实施例中，请参阅图1至图3，氧化反应区内部设有分别用于实时监测污水温度的温度监测器、监测污水ph值的ph值监测仪和监测污水流量的电磁流量计，在气浮系统1的外部设有显示器，显示器分别与温度监测器、ph值监测仪和电磁流量计电性连接，且用于分别显示监测到的数值；显示器电性连接有报警器，显示器上预设有水温度、ph值和水流量的监测阈值范围，若监测到的数值不在阈值范围之内，显示器指示报警器发出报警信号。在显示器内部设有微型控制器，可以实现控制显示器的显示功能和一些常规的信号接收发射的功能，在该微型控制器上设置有监测阈值范围，或为一种plc控制器，显示器可为现有技术中的一种显示屏幕，能够显示出相关的或对应的数据值，进而便于工作人员查看。
64.在一些实施例中，请参阅图1至图3，空化溶气释放器2包括管体21、孔板22和空化管件23，管体21的一端为进气端另一端为出气端，进气端内径小于出气端内径，出气端用于连通气浮系统1的混合反应区的溶气进口和氧化反应区的溶气进口；孔板22设于管体21的
出气端，管体21内的气体均从孔板22通过，孔板22用于使通过的气体形成微气泡；空化管件23同轴设于管体21内部，气体从空化管件23内部通过并使污水形成空化作用。整个空化溶气释放器2呈台阶型的圆筒形结构，其进气端的内径较小，出气端的内径较大，实现对污水的空化功能。
65.在一些实施例中，请参阅图1至图3，空化管件23包括从进气端到出气端的排布方向首尾依次连通的收缩管231、颈管232和扩散管233，收缩管231和扩散管233均呈锥形，收缩管231朝向进气端的一端的内径大于另一端内径，扩散管233朝向出气端的一端的内径大于另一端内径，颈管232为直筒型管，两端分别连通收缩管231另一端和扩散管233另一端。
66.在一些实施例中，请参阅图1至图3，管体21内部靠近进气端的区域定义为调整段24，靠近出气端的区域定义为释放段25，调整段24和释放段25之间的区域为空化管件23的设置区域，气体通过释放段25和孔板22后对混合反应区内和氧化反应区内污水形成空化作用。调整段24实现对气体的输送流量的调整，释放段25实现对气体的释放，产生气泡。
67.常规的释放器将一定压力的溶于水中的气体在一定条件下释放，而特殊设计的释放器(即本发明中的空气溶气释放器)在微小气泡释放的同时具有空化的作用，大通径的设计产生微气泡，不阻塞。本发明的释放器，充分结合了空化器、溶气释放器两者的特点，不仅在释放时产生空化的效果，激发、诱导高级氧化反应，同时具备了产生微小气泡的条件和效果，使用效率大大提高，远远优于单独一种技术或联合使用的效果。本发明的释放器，其空化作用后进入紫外反应段(就是与紫外线共同作用)，形成臭氧 紫外 臭氧的高级氧化反应作用。利用空化在不同环境的激发、协同功能增加羟基自由基的产生，进而降解水中污染物。
68.充分的利用具有空化效果的释放器，即本发明的释放器，在氧化反应区释放臭氧气泡，在协同臭氧、紫外的双重作用，充分进行高级氧化反应，紫外与气浮系统1、臭氧与溶气协同，共同形成了耦合高级氧化的格局。
69.从臭氧的使用量、紫外光线的强度等方面来看，激发状态下的高级氧化反应的羟基自由基的产生量远远高于臭氧、紫外单独发生反应的量，也高于联合(串联使用)的量。其处理效果、效率得到很大的提高，充分证明了空化诱导条件下，紫外、臭氧联合使用，大大提高了反应效率。
70.在使用空间上不在局限臭氧、紫外或空化的单独使用条件，而充分结合了空化器与溶气释放器的特点，紫外与气浮的结合，臭氧与溶气的结合，几种工艺完美的结合于气浮系统1的初始段，作用上不是几种工艺的简单累积、串联，而是相互激发、诱导，开创了高级氧化反应的耦合式利用。
71.臭氧反应的氧化还原电位较低，是几种高级氧化较为温和的反应，其氧化能力较弱，在有机物的去除或消毒、灭菌的使用上需要增加投加量或消毒时间，而空化与溶气释放器的结合，充分利用气浮的反应条件，在不改变气浮的结构组成、使用条件的前提下，空化激发臭氧的高级氧化反应，使臭氧的气浮反应条件下的氧化能力大大提高。
72.一方面，将混合反应区没能发生反应或没有充分反应的物质在氧化反应区进一步氧化，另一方面在此条件下大大提高了氧化的效率，从臭氧使用量的大幅降低和处理效果的提升来看，空化条件下气浮系统1内臭氧氧化反应的效率和处理效果都大大提高。
73.在一些实施例中，请参阅图1至图3，显示器电性连接第一控制器，第一控制器根据
实时监测到的数据控制气浮系统1运行；在气浮系统1外壁上还设有与气浮系统1电源端电性连接的光伏供电组件(在图中未示出)，光伏供电组件适于向气浮系统1上供电。通过光伏供电组件向气浮系统1上供电，可以实现在不需要外接电源的情况下实现自主供电。电源的供电通断都可以自由掌控，供电方便，灵活性强。
74.本发明主要应用于微量难降解有机物的去除(污水厂的尾水提标等)，杀菌、消毒及新污染物的去除(持久性有机污染物pops、环境内分泌干扰物(edcs)、抗生素、微塑料)。
75.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。