[發明專利]一種臭氧電磁催化氧化污水處理裝置、方法及系統

在審

• 申請號: 201710014383.1
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106745672A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 侯小閣;謝崇澤
• 申請（專利權）人: 深圳昭銀科技有限公司
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/48
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司44202
• 代理人: 顏希文

技術領域

本發明涉及一種污水處理裝置、方法及系統，具體涉及一種臭氧電磁催化氧化污水處理裝置、方法及系統。

背景技術

隨著近代工業，尤其是有機化工、石油化工、印染、焦化、醫藥、農藥、殺蟲劑及除草劑等行業的迅速發展，有機化合物的數量和種類與日俱增，所產生的大量工業廢水、生活污水及農田排水流入水體后，造成嚴重的污染。這類廢水共同特性是可生化性差、毒性大，水質變化大，且具有明顯的致癌、致畸、致突變“三致”作用。由于該類廢水具有生物毒性大，含有抑菌物質等特點，傳統的生物處理法無法有效處理這類難降解有毒有機廢水，由此各種針對性高級氧化技術得到了迅速發展。臭氧氧化作為一種實用、高效的高級氧化技術，具有氧化能力強，反應時間短，無二次污染，設備簡單等優點，在抗生素廢水、印染廢水、石化行業廢水等生物難降解廢水的處理過程中有廣泛的應用潛力。

臭氧在與水中有機物發生反應過程中，通常伴隨著直接反應和間接反應兩種途徑：直接氧化和間接氧化。臭氧的直接氧化具有一定的選擇性，一般只能將容易氧化的不飽和鍵打開，對于生成的小分子有機物如羧酸等的氧化速率較低，反應速率常數在1.0-10³mol·L^-1·s^-1范圍內。因此，單純的臭氧氧化作用很難將有機物徹底礦化，氧化效率較低；間接反應是有羥基自由基(·OH)參與的氧化反應，·OH作為二次氧化劑使得有機物迅速氧化，屬于非選擇性瞬時反應，反應速率常數為10⁸-10¹⁰mol·L^-1·s^-1，比直接反應高幾個數量級，氧化效率大大高于直接反應，可以實現有機污染物更完全的礦化。

為了進一步提高臭氧氧化法對污染物的去除效率，國內外許多學者開始研究以臭氧為主體的高級氧化組合工藝，如催化臭氧工藝、H₂O₂/O₃工藝、光催化/O₃工藝、電化學/O₃工藝等，其本質都是產生了氧化性更強、選擇性較低的羥基自由基，因此能降解各類廢水中的結構穩定、可生化性低的污染物。跟其他高級氧化技術相比，臭氧氧化技術具備氧化能力強，反應時間短，無二次污染等特點，在穩定性強難降解污染處理方面具備獨特優勢，在處理印染、焦化、化工、石化、制藥、垃圾滲濾液、農藥等有難降解有機物方面前景廣闊。

但目前臭氧高級氧化技術仍存在問題：

首先，臭氧能耗較高，產率較低，臭氧的發生成本較高；

同時，臭氧溶解度低(在常溫下大約在10mg/L左右)，利用率并不高；

其次，臭氧將有機物徹底礦化的效率還有待提高。

另外，催化劑成本高，使用壽命短。技術聯合時設備建設投資和運行費用高，操作難度大，運行不穩定等問題。

發明內容

一方面，本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種臭氧電磁催化氧化污水處理技術方案，提高臭氧氧化污染物的效率。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種臭氧電磁催化氧化污水處理裝置，包括：電磁脈沖發生器和電磁換能器；

所述電磁脈沖發生器，用于產生模擬變頻直流脈沖信號，將所述模擬變頻直流脈沖信號輸送至所述電磁換能器上；

所述電磁換能器，用于根據所述模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化，產生變頻直流脈沖電磁場，通過所述變頻直流脈沖電磁場對流經所述電磁換能器中的溶解了臭氧的污水進行協同氧化處理，以提高臭氧在污水中產生的羥基自由基的量。

優選地，所述模擬變頻直流脈沖信號的振蕩頻率與污水中的水分子頻率相同。

優選地，所述電磁脈沖發生器包括：外部連接端口，用于獲取外部輸入的變頻直流脈沖信息；可編程微處理器，用于根據所述變頻直流脈沖信息進行現場編程，產生PWM變頻調制信號；脈沖頻率調制電路，用于根據所述PWM變頻調制信號進行實時頻率調制，產生數字變頻直流脈沖信號；脈沖放大電路，用于對所述數字變頻直流脈沖信號進行放大調節；數模轉換電路，用于將放大調節后的數字變頻直流脈沖信號進行數模轉換，獲得所述模擬變頻直流脈沖信號。

優選地，所述電磁換能器包括流體金屬管和一組或多組電線繞組線圈；所述電線繞組線圈分別纏繞于所述流體金屬管上；所述流體金屬管設有流體金屬管壁；

所述電線繞組線圈，用于根據所述模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化，產生電磁感應獲得電磁能；通過所述電磁能直接作用于所述流體金屬管壁與所述流體金屬管中的溶解了臭氧的污水之間。