[發(fā)明專利]一種高級氧化方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110310487.X
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN102557185A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 惠覓宙
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州九華清波污水處理工程有限公司;美國安普公司
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/74;C02F1/78;C02F1/72;C02F1/50;B01D47/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 黃娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氧化方法領(lǐng)域，具體涉及一種臭氧羥基自由基的高級氧化方法。

背景技術(shù)

臭氧（O₃）加紫外線（UV）是有效的高級氧化方法（Advanced?oxidation?method）。高級氧化方法開始應(yīng)用于水和污水處理。高級氧化方法一般是需要臭氧機先將氧氣轉(zhuǎn)化成氣體臭氧，然后再通過鼓泡或氣流液流混合方法(圖1)將氣體臭氧傳入水中形成溶解臭氧。溶解臭氧在水中和紫外燈產(chǎn)生的紫外線（185nm）作用產(chǎn)生水中羥基自由基。水中臭氧自由基和羥基自由基共同作用，形成處理水和污水的高級氧化方法。

利用傳入水中的溶解氧，再和水中的紫外線作用，直接在水中制造溶解臭氧，水中制造溶解臭氧再和水中的紫外線作用產(chǎn)生羥基自由基，是一個更理想的高級氧化方法。這個更理想的高級氧化方法的主要技術(shù)瓶頸包括（1）是否能找到一個有效的將空氣傳入水中制造穩(wěn)定溶解氧的方法，（2）在水中直接制造的溶解臭氧必須穩(wěn)定，不能再釋放到空氣中對環(huán)境安全有害，（3）是否這個直接在水中制造的溶解臭氧的方法能在紫外燈作用下產(chǎn)生比溶解臭氧更有效的高級氧化方法，表現(xiàn)在有效的處理水和污水。

迄今為止，采用高速高壓裝置進行臭氧傳遞是一種常規(guī)非100%的臭氧傳遞方法，如高效曝氣器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其一，這種裝置不是一種有效的傳氧方法，其二這種裝置還可以將溶解的臭氧再帶出水面，造成環(huán)境不安全。

發(fā)明內(nèi)容

為了突破上述現(xiàn)有技術(shù)存在的瓶頸，低成本、高效的實現(xiàn)對水和污水處理，發(fā)明人經(jīng)過研究，提供了一種安全的高級氧化方法。

具體來講，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高級氧化方法，其過程為：

（1）通過拖帶式反向傳氣輪將空氣或氧氣注入水中，產(chǎn)生穩(wěn)定的溶解氧；

（2）利用紫外線燈產(chǎn)生的紫外線將穩(wěn)定的溶解氧轉(zhuǎn)化成不向空氣再釋放的溶解臭氧；

（3）不向空氣再釋放的溶解臭氧和紫外燈產(chǎn)生的紫外線作用產(chǎn)生水中羥基自由基；

（4）水中臭氧自由基和水中羥基自由基共同作用，實現(xiàn)高級氧化凈化水；

（5）高級氧化凈化水用來洗空氣（即空氣吹向表面有凈化水的轉(zhuǎn)動多層網(wǎng)），來達到空氣凈化濕化的目的。

本發(fā)明采用輪式拖帶反向傳氣輪，有效的將氣體氧氣傳入水和污水中并制造穩(wěn)定的水中溶解氧，制造的穩(wěn)定溶解氧在水中和水中紫外燈產(chǎn)生的紫外線作用，直接在水中產(chǎn)生穩(wěn)定的溶解臭氧，并不再向空氣中釋放。這個直接在水中利用溶解氧生產(chǎn)溶解臭氧的方法安全性能好，經(jīng)測定在水面空氣中沒有測到再釋放的臭氧（<0.05mg/L）。水中直接產(chǎn)生的穩(wěn)定溶解臭氧，再和水中紫外燈產(chǎn)生的紫外線作用，又在水中產(chǎn)生羥基自由基，和臭氧自由基共同作用，從而形成了一個有效的處理水和污水的臭氧羥基自由基的高級氧化方法。同時，這個臭氧羥基自由基高級氧化方法又和水中的紫外線的直接破壞微生物DNA的能力相結(jié)合，進一步形成了一個有效的殺滅水中微生物的方法。

本發(fā)明的直接在水中產(chǎn)生溶解臭氧的新方法主要是利用高效拖帶式反向傳氣輪進行傳氧，（所述的拖帶式反向傳氣輪由一層固體塑料或不銹鋼制造的固體轉(zhuǎn)輪和固體轉(zhuǎn)輪的兩面各附有一到五層孔徑在0.3-2.0cm的塑料或金屬網(wǎng)制造，如圖3所示），水流的方向與轉(zhuǎn)輪方向相逆。本發(fā)明的新方法通過水中和空氣中臭氧濃度測定、水中微生物殺滅能力和水中有害化學(xué)物質(zhì)（甲醛和農(nóng)藥）的測定，最后驗證是一個有效和成本低廉的高級氧化方法。我們又通過使用這種高級氧化清潔水做濾器的空氣凈化機是有效和成本低廉的空氣凈化濕化方法，確認(rèn)這個有效和成本低廉的高級氧化方法的實際應(yīng)用價值。

實驗一：拖帶式反向傳氣輪和鼓泡在水中制造溶解氧（DO%）的比較。

方法：使用圖2所示的裝置，使用鼓泡取代紫外燈的位子，記錄空氣流量和水中溶解氧上升速度曲線。

表?1?實驗基本參數(shù)記錄表

表2?拖帶式反向傳氣輪和高效鼓泡器在水中制造溶解氧DO的比較（%）

根據(jù)表1和表2可以得出的結(jié)論：拖帶式反向傳氣輪的傳氧能力比高效曝氣器的傳氧能力高，且能接近120%的溶解度（超飽和溶解氧），我們的實驗結(jié)果表明拖帶式反向傳氧輪制造的溶解氧穩(wěn)定性好，不再向空氣中釋放。

實驗二：拖帶式反向傳氣輪表面網(wǎng)層數(shù)對制造溶解氧（DO%）的效率比較。

方法：使用圖2所示的裝置，改變拖帶式反向傳氣輪（見圖3）的表面網(wǎng)層數(shù)，測定其對傳氧效率的影響。

表3?不同網(wǎng)層數(shù)對制造溶解氧效率的影響（DO-%）