申请日2008.09.19
公开(公告)日2010.10.20
IPC分类号C02F1/72; C02F1/78; C02F1/56
摘要
一种用于净化污染液和/或废液的设备，其利用氧化法处理所述污染液和/或废液，所述设备包括第一容器，在第一容器内进行液体再循环，同时在第一容器内的液体上方维持一个顶部空间;所述再循环液体从第一容器流出并通过至少两个喷嘴的其中之一重新引入到第一容器，两个喷嘴对齐并定位成引导所述液体喷嘴流，使得这个喷嘴液体流与来自至少另一个喷嘴的进入液体发生碰撞;将臭氧引入到再循环液体中的装置;将处理过的液体从第一容器内抽出的装置;其中每个喷嘴包括空气抽吸装置，其具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴液体混合的装置，使得每个喷嘴的空气抽吸装置相连接并将空气从容器内的顶部空间排出。
权利要求书
1.一种用于净化污染液和/或废液的设备，其利用氧化法处理所述污染液和/或废液，所述设备包括：
第一容器，在第一容器内进行液体再循环，同时在第一容器内的液体上方维持一个顶部空间;
所述再循环液体从第一容器抽出并通过至少两个喷嘴的其中之一重新引入到第一容器，两个喷嘴对齐并定位成引导所述液体喷嘴流，使得这个喷嘴液体流与来自至少另一个喷嘴的液体发生碰撞;
将臭氧引入到再循环液体中的装置;
将处理过的液体从第一容器内抽出的装置;
其中每个喷嘴包括空气抽吸装置，其具有一种可以将吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，使得每个喷嘴的空气抽吸装置相连接并将空气从容器内的顶部空间排出。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其进一步包括将过氧化氢和/或凝固聚合物引入循环液体的工具。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，其进一步包括一个第二容器，所述第二容器用于接收来自所述第一容器的处理过的水，所述第二容器具有使液体进行再循环的装置，同时在第二容器内液体上方维持一个顶部空间，再循环液从第二容器内排出并通过至少两个喷嘴的其中之一重新引入到第二容器，两个喷嘴对齐并从而实现关于喷嘴液体的一个相对另一个的相反流动，每个喷嘴都包括空气抽吸装置，其具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，使得每个喷嘴的空气抽吸装置连接并将空气从容器内的顶部空间排出，以及将过氧化氢、臭氧和/或聚合物引入到第二容器内的再循环液中然后使这样处理过的液体从第二容器中流出的装置。
4.根据在前的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，喷嘴位于所述容器在液面上的相应顶部空间内的顶部。
5.根据权利要求1到3任一项所述的设备，其特征在于，每个喷嘴都设置将其流体引导到或接近容器内的最低位置。
6.根据在前的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，其进一步包括位于所述容器内的一块挡板，用于向上反弹气泡。
7.根据在前的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，其进一步包括一个液位传感器，用于维持相应容器内的顶部空间。
8.根据在前的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述容器内的液位在释放前大约为容器体积的80%。
9.根据在前的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，其进一步包括一个在循环回路或者流入液体中的气旋过滤器，分离悬浮固体同时减少附着在沙子/或沸石过滤器上的固体，并且用流入的水手动或者自动冲洗。
10.根据在前的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，喷嘴为文丘里吸液器。
11.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，凝固聚合物是聚合氯化铝。
12.根据在前的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，位于顶部空间中的空气通过导管从顶部空间向下排出到相应喷嘴的相应空气入口，所述导管从顶部空间中的入口到喷嘴处的横截面积逐渐缩小，使得通过所述导管被排出的空气被诱导为涡旋。
13.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，液位传感器自动将上液面限制到一个容器内预设的最大高度，并且上液面控制一个预定的空间，该可控的空间包含了可选择的体积的空气，包括从液体中释放的气体和在此空间内存在的气体。
14.一种氧化处理废液的方法，包括以下步骤，将待处理的液体引入到在一个容器中，在容器中进行液体再循环，从而在第一个容器内的液体上方维持一个顶部空间，再循环液体从第一容器排出并通过至少两个喷嘴的其中之一重新引入到容器内，两个喷嘴对齐并定位成引导液体流，使得这个液体流与来自至少另一个喷嘴的液体发生碰撞;其中每个喷嘴包括空气抽吸装置，其具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，使得每个喷嘴的空气抽吸装置相连接并将空气从容器内的顶部空间排出，以及将臭氧引入到再循环液中然后将这样处理过的液体从容器排出的装置。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其进一步包括，引入液体，然后在所述第一容器内第一次处理后引入第二容器，在第二容器内液体进行再循环，使得第二容器内液体上方维持一个顶部空间，再循环液从第二容器内排出，并通过至少两个喷嘴的其中之一重新引入到第二容器，两个喷嘴对齐并从而实现关于喷嘴液体的一个相对另一个的相反流动，每个喷嘴包括空气抽吸装置，其具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，每个喷嘴的空气抽吸装置相连接并将空气从容器内的顶部空间排出，以及将过氧化氢、臭氧和/或聚合物引入到第二容器的再循环液然后使这样处理过的液体从第二容器中流出的装置。
说明书
过氧化高级氧化法水处理
技术领域
本发明涉及用高级氧化法处理，其将来自于各种资源和废液中的水清洁或者净化，以达到更高的质量标准，同时也涉及一种用于对来自于各种资源和废液中的水进行氧化处理的设备，并且同样涉及根据所述方法或者使用所述设备进行处理后得到的液体。
背景技术
净化各种水资源以进行利用和回收再利用以及水的回收对于水资源的保护变得越来越重要，特别是能够高效地且低成本地充分处理水的能力。
已知在水处理过程中，在水中使用和引入臭氧和/或氧有助于净化过程。
同样已知的，臭氧一旦引入水中，只能在一个相对较短的时间保持效力，这种将臭氧引入到液体中的设备需要具有相当大的尺寸，并且如果要使臭氧保持效力，需要使用的臭氧体积也会相当可观。
因此本技术领域中仍然存在一种需求，即提供一种改进的氧化处理方法和设备，从而能够从多种的资源和废液中清洁或净化水，使其达到更高的质量标准，这种设备能够更有效地利用臭氧同时具有更小的尺寸和更简单的设计。
发明内容
在整个本说明书中，术语空气一般指气体混合物本身，而不是指专门的与人类在其生存地的呼吸有关的空气本身。
因此，在本发明的一种形式中，提供了一种用于氧化法处理废液的方法，包括以下步骤：将待处理的液体引入到一个容器中，在容器中进行液体再循环，从而使第一个容器内的液体上方保持一个顶部空间，将再循环液体从第一容器排出，并通过至少两个喷嘴的其中之一重新引入到容器内，两个喷嘴对齐并且其位置可以引导液体流，从而来自相应喷嘴的液体流与来自至少另一个喷嘴的液体发生碰撞;并且每个喷嘴包括空气抽吸装置，该空气抽吸装置具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，使得每个喷嘴的空气抽吸装置相连接并将空气从容器内的顶部空间排出，以及将臭氧引入到再循环液中的装置，然后将这样的处理液从容器排出。
在本发明的另一种形式中，提供了一种用于净化污染液和/或废液的设备，其利用氧化法处理所述污染液和/或废液，所述设备包括：
第一容器，在第一容器内进行液体再循环，同时在第一容器内在液体上方维持一个顶部空间;
所述再循环液体从第一容器排出并通过至少两个喷嘴的其中之一重新引入到第一容器，两个喷嘴对齐并且其位置可以引导所述喷嘴液体流，使得来自相应喷嘴的液体流与来自至少另一个喷嘴的液体发生碰撞;
将臭氧引入到再循环液体中的装置;
将已处理的液体从第一容器内排出的装置;
其中每个喷嘴包括空气抽吸装置，该空气抽吸装置具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，使得每个喷嘴的空气抽吸装置相连接并将空气从容器内的顶部空间排出。
优选这个设备进一步包括将过氧化氢和/或一种凝固聚合物引入到再循环液中的装置。
优选所述聚合物为聚合氯化铝。
优选液体凝固聚合物或过氧化氢自动定量，如果需要的话用酸或碱将pH值调节到6.5或以上。这优选发生在进入流中，并且可以手动或自动进行定量。
优选地，在本发明的一种形式中，上述方法进一步包括：引入液体，然后在第一所述容器内第一次处理后再引入第二容器内，在第二容器内时液体进行再循环，使得在第二容器内的液体上方维持一个顶部空间，再循环液从第二容器内排出，并通过对齐的两个喷嘴的其中之一重新引入到第二容器，从而实现关于喷嘴液体的一个相对另一个的相反流动，其中每个喷嘴包括空气抽吸装置，该空气抽吸装置具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，每个喷嘴的空气抽吸装置连接并将空气从容器内的顶部空间排出，以及将过氧化氢、臭氧和/或聚合物引入到第二容器的再循环液中、然后将这样的处理液从第二容器排出的装置。
优选所述设备进一步包括一个第二容器，所述第二容器用于接收来自所述第一容器的处理过的水，所述第二容器具有使液体在第二容器内进行再循环的装置，从而在第二容器内在液体上方维持一个顶部空间，再循环液从第二容器内排出，并通过两个对齐的喷嘴的其中之一重新引入到第二容器，从而实现关于喷嘴液体的一个相对另一个的相反流动，其中每个喷嘴包括空气抽吸装置，该抽吸装置具有一种可以将这种吸入的空气与通过喷嘴的液体混合的装置，每个喷嘴的空气抽吸装置连接并将空气从容器内的顶部空间排出，以及将过氧化氢、臭氧和/或聚合物引入到第二容器内再循环液中、然后使这样的处理液从第二容器中流出的装置。
有利地，如果一个容器在上述待处理液上方创建了一个顶部空间，并且使空气从这样的顶部空间排入到一个喷嘴激活器中，将液体引回到容器中的液体中去，然后，通过在这样一个顶部空间实质上回收释放的臭氧，这十分有助于处理过程并更好地利用了臭氧。
早期装置的问题之一在于需要充分搅拌与臭氧接触的水，但是本发明的优势在于，已发现了在容器内安装两个用于将处理的水返回到容器的喷嘴的巨大的好处，但是这两个喷嘴是对齐的，从而它们可以将水输出到一个与来自其他喷嘴的水相冲突的路径。
优选喷嘴设置在每个容器顶部或者在各自的顶部空间之内，或者在液体水平线之上的空间内。
优选喷嘴出口是对齐的，从而各自的释放物以垂直向下的角度碰撞。
有利地，碰撞产生了极好的搅拌并且将水和有用的空气气体混合，将水氧化并去污。用来自容器内侧顶部的形成的顶部空间内的喷嘴将臭氧和所有富氧空气从溶液中吸出，并使其返回到进入容器的进来水中。
优选在所述容器底部设置一块挡板，用于向上反弹气泡并阻止由大量汽泡形成的气体。
由于相应的流体的碰撞，通过搅拌产生大量气泡，其中可能含有一些未使用的臭氧。有利地，气泡撞击到挡板上并上升而被释放，然后被喷嘴再次吸收回到再循环水中。
优选所述容器包括用于维持相应容器内的顶部空间的液位传感器。
优选在所述容器内的液位，在释放前大约为容器体积的80%。
有利地，这样的一种装置可以维持被喷嘴吸收的有效空气体积，从而使流入液体进入到容器中去。
优选液体通过沙子或者沸石过滤进行再循环，优选反冲过滤器或免反冲洗滤芯。
有利地，过滤介质和自然分解的空气/气体。
气泡的尺寸导致液体中良好的溶解率。当固体积累时，过滤器内的压力上升，反冲洗过滤器可以手动的或者自动的反冲洗。
优选用自动阀将液体保持在再循环流动方向，直到根据过程控制中的预定时间或通过分析探针测量的水质，净化液体被引导通过活性炭进行存储和分配。活性炭减少臭氧含量并且使水质达到更高质量标准。
优选所述设备进一步包括一个在循环回路中或者流入液体中的气旋过滤器，分离悬浮的固体同时减少附着在沙子/或沸石过滤器上的固体，并且用流入的水手动或者自动冲洗。
优选喷嘴是文丘里吸液器。
在作为替代的本发明的另一种形式中，其还包括一种如前所述的废液的高级氧化处理方法，其中，位于顶部空间中的空气从顶部空间通过一个导管向下排出到相应喷嘴的空气入口，所述导管的横截面积从顶部空间的入口到喷嘴逐渐缩小，使得通过其排出的空气被诱导为漩涡的形式。
在作为替代的本发明的另一种形式中，其还包括一种至少如前面某些段落所述的废液的高级氧化处理方法，其中，每个喷嘴设置成将其自身的液体引到或接近容器内部一个最低位置。
优选地，利用污染液和/或废液的氧化法处理来净化污染液和/或废液的设备，其包括两个密封的锥形底座和圆柱形容器，在每一个锥形底座上都具有一个再循环出口。
优选为了防止空气泄露，在容器的顶部中心设置了一个密封的入口盖。与流体或气体接触的容器以及导管、密封件、接头及其他配件由抗氧化材料制成，例如316海事级不锈钢或者稳定的抗氧化聚合物材料等，从而可承受随着时间而强化的氧化剂水平。
优选容器内具有液位传感器，自动将上部液位限制到容器内预设的最大高度。上部液位控制一个预定的空气空间。该可控的空气空间包含已知体积的从流体中释放的气体和在此空间内存在的气体。
优选用泵和自动化控制程序控制液体、气体和氧化剂的运动，该系统是由电脑自动流程逻辑控制(PLC)的。每个泵由中央处理器控制，其具有无限变速驱动器。泵的速度节制系统中的流量和压力，从而优化能源消耗与流体运动之间的平衡。这有助于在与流速和水质要求有关的过程中，控制氧化剂的输入。
优选具有空气干燥器的外部臭氧发生器，并且需要集成的分子筛减少供给空气中的氮水平，供应具有增加的氧水平的空气从而增加每个容器系统内臭氧的浓度。一种电晕放电型的或者具有类似特征规格的臭氧发生器，包括一个分子筛和一个集成的空气干燥器，将增加纯氧水平。
空气气体混合物的喷射是十分剧烈的，水分子以小群存在，并且氧、臭氧和羟基自由基被最佳优化，有机物、小污染物、细菌、病毒、石油化学产品、油、杀虫剂、除草剂、清洁剂和颜色致癌物质或单宁酸由于氧化而转化成为二氧化碳、氧气、矿物盐和水。
来自每个文氏管空气水混合出口的喷雾带有剧烈搅拌的彼此碰撞，这是由在压力下进入浸没在锥形内部上方的水位下的容器中心的水运动的力造成的。臭氧氧化成为羟基以及随后的污染物的氧化被给予了最大氧量和最大反应面积以支持此反应。这种再循环设计允许这个步骤反复重复直到分析结果显示达到了所需水质。
由流体提供的文丘里吸力从容器顶部吸收空气气体并且使浓缩的空气气体在通过文氏管通气设备出口再次进入容器中时与流体混合。真空下，引入空气气体与水的混合物然后形成一个加压喷雾，每个液流在容器的中心处碰撞。在一个动态重复作用下，存在于容器顶部气隙中未转化成羟基的臭氧被回收到液体中。这使得臭氧利用率最大化，并且使得在液体中的污染物发生氧化作用，臭氧和过氧化氢生成羟基。这需要除去未耗尽的臭氧，同时使用传统使用的臭氧破坏单元进行破坏，达到最高氧化作用，同时增强从臭氧发生器注入的每毫克或每克臭氧的氧化效果。空气吸入管在进气口直径较大，在文氏管喉部出口直径较小。
由于氧气由臭氧O3和过氧化氢H2O2产生，OH(羟基)也作为副产品而产生，然后过量的氧气O2能够与水和污染物进行反应。气体混合然后重新进入上述流体之上的抽吸文丘里区域，通过文丘里空气管反复抽吸回液体中。源于再循环氧气的污染物的氧化提高了浓度，提供了可能的羟基自由基的最大利用率。用于氧化污染物的最大的氧气和潜在的未使用的臭氧的最佳位置来自系统处理容器的顶部的气隙。容器外侧的环境空气具有较低的臭氧浓度并且没有被使用。
在容器中可供选择的方案之一是，可以选择一个进程逻辑控制器计算一个测定剂量的凝结聚合物、臭氧和过氧化氢，上述物质在涡旋混合装置之后或之前进入到文丘里区、诱导区并进入导管上的额外的控制旁路回路。这是第二容器的标准，如果优选使用这样的另外的容器的话。
盘绕在系统处理容器外侧或在圆柱形容器内的导管的计算的长度和直径将提供一个精确的接触面积，这将增加诱导臭氧进入液体的效果。湍流通过整个管的涡流诱导作用进入流体中。这使得与水的全部长度混合的高浓度臭氧气体通过盘绕的螺旋通气管。
臭氧不是高度可溶的，通过在延长路径上的流体流动涡旋的流体力学，这样的流动动力提高了臭氧溶于液体中的效率。具有精确长度和内径的盘管，使臭氧和过氧化氢在反应时间内，在再进入处理容器之前，在管内形成羟基自由基。这使羟自由基与污染物的氧化反应得到优化，同时运送中通过容器外部的回路而分离。
水分子到小簇的更大的分散将促进更大的表面积，从而促使在系统容器内出现更高的氧化效率。
