一種臭氧氧化反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田污水處理設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種利用水力空化和超聲空化技術(shù)催化臭氧來(lái)處理油田污水的臭氧氧化反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化電位達(dá)到2.07V，具有強(qiáng)氧化性。經(jīng)過(guò)反應(yīng)后，臭氧轉(zhuǎn)變成氧氣，擴(kuò)散到空氣中，不會(huì)產(chǎn)生污染，是一種綠色環(huán)保的氧化劑。臭氧在污水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但其化學(xué)性質(zhì)具有不穩(wěn)定性，分解速度較快，只能在生成后及時(shí)使用，不適合儲(chǔ)存和輸送，同時(shí)對(duì)離子具有選擇性，處理效率較低。
[0003]目前國(guó)內(nèi)臭氧氧化反應(yīng)器的功能較單一，只能滿(mǎn)足臭氧氧化反應(yīng)，處理效率較低；反應(yīng)器結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)油田現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要求，移動(dòng)性較差，不便于維修與清洗；同時(shí)氣水混合不均勻，臭氧消耗量較大，臭氧溶解率較低。
[0004]為了克服傳統(tǒng)臭氧氧化技術(shù)的不足，本發(fā)明主要研究是將臭氧氧化與超聲空化技術(shù)和水力空化技術(shù)進(jìn)行組合，形成了一種協(xié)同臭氧催化氧化技術(shù)，生成氧化性能更強(qiáng)、反應(yīng)選擇性較低的羥基自由基，其氧化電位可達(dá)到2.8V，可無(wú)選擇性地與大多數(shù)有機(jī)污染物快速發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換成C02、H2O和礦物鹽，降低化學(xué)需氧量，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
[0005]協(xié)同臭氧氧化技術(shù)還未進(jìn)入油田污水處理領(lǐng)域，由于該部分污水具有較高的化學(xué)需氧量、礦化度、懸浮物等特點(diǎn)，在自然環(huán)境難以降解，易對(duì)周?chē)耐寥?、農(nóng)作物和地表水系造成嚴(yán)重污染，單一的臭氧氧化技術(shù)難以滿(mǎn)足要求。同時(shí)油田開(kāi)發(fā)區(qū)域道路條件有限，多為偏遠(yuǎn)山區(qū)，大型固定式裝置不適合該領(lǐng)域的污水處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明還有一個(gè)目的是在臭氧反應(yīng)器的罐體的進(jìn)水管設(shè)置水力空化裝置，水力空化裝置為波浪形的多孔板構(gòu)成，使進(jìn)入的污水和臭氧形成水力空化作用，使氣液混合均勻，
促進(jìn)生產(chǎn)羥基自由基。
[0008]本發(fā)明還有一個(gè)目的是在罐體設(shè)置超聲波振蕩器，通過(guò)超聲波振蕩器中的超聲波換能器，使罐體中的污水與臭氧形成超聲空化作用，提高臭氧氧化效率。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種臭氧氧化反應(yīng)器，包括罐體和與所述罐體連通的進(jìn)水管路，所述進(jìn)水管路上設(shè)有進(jìn)水口和臭氧進(jìn)氣口，所述臭氧進(jìn)氣口中通有臭氧，所述進(jìn)水管路內(nèi)設(shè)置有使水與臭氧發(fā)生水力空化作用的水力空化裝置；所述罐體中設(shè)有使水與臭氧發(fā)生超聲空化的超聲波振蕩器，所述超聲波振蕩器與超聲波發(fā)生器連接；罐體的空腔內(nèi)填充滿(mǎn)激發(fā)臭氧產(chǎn)生羥基自由基的催化劑。
[0010]優(yōu)選的是，所述水力空化裝置由兩組平行并列的多孔板構(gòu)成，對(duì)于任意一組多孔板由多個(gè)第一多孔板彼此呈40° -70°首尾連接而成，所述兩組多孔板彼此交錯(cuò)設(shè)置于所述進(jìn)水管路的管體的內(nèi)部。
[0011]優(yōu)選的是，所述罐體呈圓筒狀豎直設(shè)置。
[0012]優(yōu)選的是，所述超聲波振蕩器呈圓環(huán)狀固定于所述罐體的內(nèi)壁，所述超聲波振蕩器內(nèi)沿其圓周均勻設(shè)置有6-18個(gè)超聲波換能器。
[0013]優(yōu)選的是，所述超聲波振蕩器內(nèi)設(shè)有12個(gè)超聲波換能器，所述超聲波換能器呈圓臺(tái)狀。
[0014]優(yōu)選的是，所述罐體內(nèi)沿所述罐體的軸向平行固定有至少兩組超聲波振蕩器。
[0015]優(yōu)選的是，所述進(jìn)水管路貫穿所述罐體的中心并沿所述罐體的徑向延伸至罐體內(nèi)一定距離，其出水端呈封閉狀；罐體內(nèi)的進(jìn)水管路上設(shè)置有使經(jīng)水力空化后的水與臭氧進(jìn)入罐體的布水器，所述布水器由至少四根篩管構(gòu)成，所述至少四根篩管垂直于所述進(jìn)水管路均勻?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置于所述進(jìn)水管路的兩側(cè)，對(duì)于任意一根篩管均與所述進(jìn)水管路連通，所述篩管的孔徑為3-8mm。
[0016]優(yōu)選的是，所述催化劑為錳砂催化劑，所述錳砂催化劑的粒徑為10-12mm。
[0017]優(yōu)選的是，所述臭氧氧化反應(yīng)器，還包括:
[0018]環(huán)形收水槽，其上部開(kāi)口處呈鋸齒狀，設(shè)置于所述罐體內(nèi)的上部；
[0019]出水管，其貫穿所述罐體并與所述環(huán)形收水槽的側(cè)壁連通；
[0020]底座，設(shè)置于所述罐體的底部，以支撐所述罐體；
[0021]排空管，其一端與所述罐體的底部連通，另一端穿過(guò)所述底座與外部連通，所述排空管上設(shè)置有可使所述排空管密封的密封件；
[0022]可容納人手的第一通孔，設(shè)置于所述罐體的側(cè)壁，所述第一通孔上設(shè)置有可開(kāi)關(guān)的第一密封蓋；
[0023]可容納人的第二通孔，設(shè)置于所述罐體的頂端，所述第二通孔上設(shè)置有可開(kāi)關(guān)的第二密封蓋；以及
[0024]排氣管，設(shè)置于所述第二密封蓋上，與所述罐體的內(nèi)部連通，所述排氣管上設(shè)置有可開(kāi)關(guān)的第三密封蓋。
[0025]優(yōu)選的是，所述至少四根篩管為六根篩管。
[0026]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0027]1、所述罐體為圓筒狀的，采用立式安裝，具有較強(qiáng)的可移動(dòng)性，可在油田作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)處理污水；
[0028]2、在罐體內(nèi)設(shè)置呈環(huán)形的超聲波振蕩器，可使污水與臭氧之間形成超聲空化作用，生成氧化性能更強(qiáng)、反應(yīng)選擇性較低的羥基自由基，其氧化電位可達(dá)到2.8V，提高氧化反應(yīng)效率；
[0029]3、在罐體內(nèi)設(shè)置有錳砂催化劑填料，可形成催化臭氧氧化作用，提高臭氧分解效率;
[0030]4、進(jìn)水管路中設(shè)置有水力空化裝置，采用交叉布置的多孔板，可形成水力空化作用，提高氣液混合效率，降低處理成本。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是本發(fā)明所述的臭氧氧化反應(yīng)器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明所述的布水器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是本發(fā)明所述的超聲波振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是本發(fā)明所述的第一多孔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0036]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0037]圖1-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)形式，一種臭氧氧化反應(yīng)器100，包括罐體110和與所述罐體110連通的進(jìn)水管路120，所述進(jìn)水管路120上設(shè)有進(jìn)水口和臭氧進(jìn)氣口121，所述臭氧進(jìn)氣口 121中通有臭氧，所述進(jìn)水管路120內(nèi)設(shè)置有使水與臭氧發(fā)生水力空化作用的水力空化裝置180 ;所述罐體110中設(shè)有使水與臭氧發(fā)生超聲空化的超聲波振蕩器150，所述超聲波振蕩器150與超聲波發(fā)生器連接；罐體110的空腔內(nèi)填充滿(mǎn)激發(fā)臭氧產(chǎn)生羥基自由基的催化劑160。
[0038]在本實(shí)例中，所述水力空化裝置180由兩組平行并列的多孔板構(gòu)成，對(duì)于任意一組多孔板由多個(gè)第一多孔板181彼此呈60°首尾連接而成，所述兩組多孔板彼此交錯(cuò)設(shè)置于所述進(jìn)水管路120的管體的內(nèi)部，當(dāng)污水通過(guò)內(nèi)部交錯(cuò)布置的兩組多孔板時(shí)，由于受到多孔板的阻流作用，流速劇增，壓力驟減，產(chǎn)生大量的空化氣泡，發(fā)生水力空化反應(yīng)，可以產(chǎn)生局部高溫現(xiàn)象，使難降解有機(jī)物，在空化氣泡內(nèi)發(fā)生化學(xué)鍵斷裂、高溫分解，其中自由基反應(yīng)如下:
[0039]H2O —.0H+.H ;
[0040]2.0H — H2O2;
[0041]2.H —H2;
[0042]這些反應(yīng)將激發(fā)生成羥基自由基和雙氧水，兩者均具有高化學(xué)活性和強(qiáng)氧化性，能夠加速臭氧溶解和氧化效率，使氣液混合均勻，形成水力空化協(xié)同氧化的作用。在其它實(shí)例中多個(gè)第一多孔板181彼此可以呈40° -70°首尾連接。
[0043]在上述方案中，所述罐體110呈圓筒狀豎直設(shè)置，采用立式安裝，具有較強(qiáng)的可移動(dòng)性，可在油田作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)處理污水。
[0044]所述超聲波振蕩器150呈圓環(huán)狀固定于所述罐體110的內(nèi)壁，所述超聲波振蕩器150內(nèi)沿其圓周均勻設(shè)置有6-18個(gè)超聲波換能器151。
[0045]在另一種實(shí)例中，所述超聲波振蕩器150內(nèi)設(shè)有12個(gè)超聲波換能器151，所述超聲波換能器151呈