本实用新型涉及一种等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，主要涉及废水处理领域。
背景技术：
目前处理高浓度废水一般采用：芬顿试剂法；芬顿试剂法是针对一些特别难降解的机有污染物如高cod，利用硫酸亚铁和双氧水的强氧化还原性，生成反应强氧化性的羟基自由基，与难降解的有机物生成自由基，最后有效的氧化分解(芬顿(fenton)试剂反应机理)。芬顿试剂的处理效果受到废水污染物浓度，反应的ph值，硫酸亚铁与双氧水的比例，双氧水的投加浓度的影响。该方案具有如下技术缺陷：
1)使用的试剂量多，过量的fe2 增大处理后废水中的cod并产生二次污染；
2)有机物矿化不充分，形成的中间产物往往毒性更大；
3)ph范围为2.0-4.0，范围太窄，限制了有机污染物处理的范围；
4)处理费用高。
技术实现要素：
针对以上现有技术的不足，本实用新型提出一种等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，使用试剂更少，适用更大的ph调节范围，将有机物矿化更充分，能够增强水处理效果，降低水处理成本，成本更低。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：包括依次连通的预处理反应池、初絮凝沉淀池、氧化破键反应池、ph调节沉淀反应池和溶气气浮反应池。
本实用新型的技术原理及有益效果如下：
使用试剂更少，适用更大的ph调节范围，将有机物矿化更充分，能够增强水处理效果，降低水处理成本，成本更低。
优选地，所述预处理反应池设有硫酸亚铁溶液添加口和提旋式曝气器，所述提旋式曝气器设置于所述预处理反应池的池底，用于污水的絮凝净化，并可去除污水中的磷酸盐类物质，适当提高水中铁离子的含量，有利于以后生化反应，通过提旋式曝气器能够达到充分混凝的目的。
优选地，所述初絮凝沉淀池设有絮凝剂添加口，所述初絮凝沉淀池的池底设有斗状结构，所述斗状结构的底部设有排渣口，通过絮凝剂破坏这些悬浮物细小颗粒或者其他有害的化学离子的稳定性，使其互相接触而凝聚在一起，形成絮状物，并下沉分离，达到去除废水中的大部分的悬浮物、生物需氧量(bod)和化学需氧量(cod)等污染物的目的。
优选地，所述氧化破键反应池的池底设有低温等离子石英管空气源型发生器，采用低温等离子产生大量o3和oh-并使其溶入水中，可使水中大分子有机物即时断链，成为较易分解的小分子使cod大幅度下降，并为其后的生化处理创造条件。
优选地，所述ph调节沉淀反应池设有氢氧化钙溶液添加口和ph检测装置，氢氧化钙溶液除了用于调节废水的ph值外，沉淀去除废水悬浮物，进一步降低codcr，有利于以后生化反应。
优选地，所述溶气气浮反应池设有喷头，所述喷头通过管道与外部的高压泵连通，通过喷头提供给微细的气泡进入到溶液内，高浓度废水中充满大量的微细气泡时，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程，达到去除废水中的悬浮物的目的。
优选地，所述喷头内设有电机带动的离心叶片，所述离心叶片的进气端与所述管道连通，所述离心叶片的出气端与所述喷头的出气口连通，由离心叶片高速旋转，在离心作用下，使其内部形成负压区，空气通过进气口进入负压区，在容器内部分成周边液体带和中心气体带，由高速旋转的纳米喷头出气部将空气均匀切割成直径5～30nm的微纳米气泡。由于气泡细小，不受空气在水中溶解度的影响，不受温度、压力等外部条件限制，气泡存在时间更长，传质效率更高，界面ζ电位更高，可激发产生大量的羟基自由基。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的其中两幅，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。
图1为本实用新型实施例的示意图；
图2为本实用新型实施例喷头的示意图。
其中，预处理反应池1、初絮凝沉淀池2、氧化破键反应池3、ph调节沉淀反应池4、溶气气浮反应池5、喷头6、离心叶片7、管道8。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1所示，本实用新型实施例包括依次连通的预处理反应池1、初絮凝沉淀池2、氧化破键反应池3、ph调节沉淀反应池4和溶气气浮反应池5。
所述预处理反应池1设有硫酸亚铁溶液添加口和提旋式曝气器，所述提旋式曝气器设置于所述预处理反应池1的池底，通过硫酸亚铁溶液添加口向池内添加硫酸亚铁溶液，用于污水的絮凝净化，并可去除污水中的磷酸盐类物质，适当提高水中铁离子的含量，有利于以后生化反应，通过提旋式曝气器能够达到充分混凝的目的。
所述初絮凝沉淀池2设有絮凝剂添加口，所述初絮凝沉淀池2的池底设有斗状结构，所述斗状结构的底部设有排渣口，通过曝气溶氧氧化和混凝处理，污水中颗粒较大的粗粒悬浮物可以利用自然沉淀去除(需要给予一定的沉淀时间和空间)，但是更微小的悬浮物，甚至是某些有害的化学离子，特别是胶体粒子沉降得很慢，甚至能在水中长期保持分散的悬浮状态而不能自然下沉，难以用自然沉淀的方法从水中分离除去。通过絮凝剂破坏这些悬浮物细小颗粒或者其他有害的化学离子的稳定性，使其互相接触而凝聚在一起，形成絮状物，并下沉分离，达到去除废水中的大部分的悬浮物、生物需氧量(bod)和化学需氧量(cod)等污染物的目的。
所述氧化破键反应池3的池底设有低温等离子石英管空气源型发生器，低温等离子石英管空气源型(臭氧)发生器是使用一定频率的高压高频电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而产生臭氧和羟基自由基，这种设备和技术具有技术先进成熟、工作稳定、使用寿命长、产生臭氧和羟基自由基量大的特点。
采用低温等离子电晕放电臭氧放电时采用石英管放电体，臭氧的产量大浓度大，能最大程度的发挥电源系统和冷却系统的功能，并采用过温过流电路保护，整机采用不锈钢材质，具有稳定、高效和超长使用寿命的特点。
采用低温等离子产生大量o3和oh-并使其溶入水中，可使水中大分子有机物即时断链，成为较易分解的小分子使cod大幅度下降，并为其后的生化处理创造条件。
所述ph调节沉淀反应池4设有氢氧化钙溶液添加口和ph检测装置，调节沉淀池内加入氢氧化钙溶液，调节ph值至7～9，达到充分沉淀的目的。废水在调节池的曝气时间为2小时，氢氧化钙溶液除了用于调节废水的ph值外，沉淀去除废水悬浮物，进一步降低codcr，有利于以后生化反应。
所述溶气气浮反应池5设有喷头6，所述喷头6通过管道8与外部的高压泵连通，通过喷头提供给微细的气泡进入到溶液内，高浓度废水中充满大量的微细气泡时，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程，达到去除废水中的悬浮物的目的。
所述喷头6内设有电机带动的离心叶片7，所述离心叶片7的进气端与所述管道8连通，所述离心叶片7的出气端与所述喷头的出气口连通，由离心叶片高速旋转，在离心作用下，使其内部形成负压区，空气通过进气口进入负压区，在容器内部分成周边液体带和中心气体带，由高速旋转的纳米喷头出气部将空气均匀切割成直径5～30nm的微纳米气泡。由于气泡细小，不受空气在水中溶解度的影响，不受温度、压力等外部条件限制。
①普通气泡在水体中产生后，会迅速上升到水面并破裂消失，气泡存在的时间短；而微纳米气泡一经产生，在水中上升的速度较慢，从产生到破裂的历程通常达到几十秒甚至几分钟，而且在上升过程中体积会不断收缩并于水中最终溶解消失，如图中所示。对于微纳米气泡来说，体积越小的气泡在水中的上升速度就越慢，例如：气泡直径为1mm的气泡在水中上升的速度为6m/min，而直径为10^m的气泡在水中的上升速度为3mm/min，后者是前者的1/2000。
②传质效率高，当气泡直径较小时，微气泡界面处的表面张力对气泡特性的影响表现得较为显著。这时表面张力对内部气体产生了压缩作用，使得微气泡在上升过程中不断收缩并表现出自身增压效应。从理论上看，随着气泡直径的无限缩小，气泡界面的比表面积也随之无限增大，最终由于自身增压效应可导致内部气压增大到无限大。也就是说一般直径约10um左右的气泡，加上环境压力约0.3气压。当气泡大小减少至1μm左右压力增为3气压左右；而气泡直径小至100nm时压力增加至30气压左右。因此，微气泡在其体积收缩过程中，由于比表面积及内部气压地不断增大，使得更多的气体穿过气泡界面溶解到水中，且随着气泡直径的减小表面张力的作用效果也越来越明显，终内部压力达到一定极限值而导致气泡界面破裂消失,因此，微气泡在收缩过程中的这种自身增压特性，可使气液界面处传质效率得到持续增强，并且这种特性使得微气泡即使在水体中气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率。
③界面ζ电位高，微纳米气泡界面周围的电荷离子会形成双电层，气泡表面吸附有带负电的表面电荷离子如oh—等。在表面电荷离子层周围，由于电性吸引又分布有带正电的反电荷离子层如h3o 等，如图所示(图中h 即为h3o )。微气泡的表面电荷产生的电势差常利用ζ电位来表征，ζ电位是决定气泡界面吸附性能的重要因素。气泡的体积越小则界面处产生ζ电位就会越高，相应对水体中带电粒子的吸附性能也就越好。当微气泡在水中收缩时，电荷离子在非常狭小的气泡界面上得到了快速浓缩富集，表现为ζ电位的显著增加，到气泡破裂前在界面处可形成非常高的ζ电位值。
④释放自由基微气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基。
羟基自由基具有超高的氧化还原电位，其产生的超强氧化作用可降解水中正常条件下难以氧化分解的污染物如苯酚等，实现对水质的净化作用。有研究结果证实，使用臭氧作为微气泡承载气体更容易产生大量羟基自由基，而且值得注意的是，尽管臭氧具有强氧化性，但自身却不能氧化分解某些有机物，例如聚乙烯醇等，但将臭氧与微气泡技术联用后，却可以在短时间内有效地将这些不能降解的有机物氧化为无机物。
本方案使用试剂更少，适用更大的ph调节范围，将有机物矿化更充分，能够增强水处理效果，降低水处理成本，提高企业经济效益。
提旋式曝气器又称可提升式旋流曝气器，提旋式曝气器和低温等离子石英管空气源型发生器均为现有常见装置，可直接在市面上购买到，故在此不再赘述。可提升式旋流曝气器采用盛泉水处理的ys-11，低温等离子石英管空气源型发生器采用型号为twd1000，ph检测装置型号为mik-ph6.0。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。
1.等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，其特征在于，包括依次连通的预处理反应池(1)、初絮凝沉淀池(2)、氧化破键反应池(3)、ph调节沉淀反应池(4)和溶气气浮反应池(5)。
2.根据权利要求1所述的等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，其特征在于：所述预处理反应池(1)设有硫酸亚铁溶液添加口和提旋式曝气器，所述提旋式曝气器设置于所述预处理反应池(1)的池底。
3.根据权利要求1所述的等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，其特征在于：所述初絮凝沉淀池(2)设有絮凝剂添加口，所述初絮凝沉淀池(2)的池底设有斗状结构，所述斗状结构的底部设有排渣口。
4.根据权利要求1所述的等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，其特征在于：所述氧化破键反应池(3)的池底设有低温等离子石英管空气源型发生器。
5.根据权利要求1所述的等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，其特征在于：所述ph调节沉淀反应池(4)设有氢氧化钙溶液添加口和ph检测装置。
6.根据权利要求1所述的等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，其特征在于：所述溶气气浮反应池(5)设有喷头，所述喷头通过管道与外部的高压泵连通。
7.根据权利要求6所述的等离子臭氧发生技术处理工业高浓废水的装置，其特征在于：所述喷头(6)内设有电机带动的离心叶片(7)，所述离心叶片(7)的进气端与所述管道(8)连通，所述离心叶片(7)的出气端与所述喷头(6)的出气口连通。
技术总结