一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法
专利汇可以提供一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 创造提供了一种高效的臭 氧 催化氧化 水 处理 系统及控制方法，包括： 箱体 、污 水循环 单元和臭氧循环单元。所述箱体的一侧为进料侧，另一侧为出料侧，在箱体内部设有污水槽，在污水槽上方设有催化单元。污水循环单元，所述污水循环单元包括多个循环组件，多个所述循环组件能分别在污水槽的不同区域内采集污水，并在相应采集区域的上方进行喷淋。所述臭氧循环单元包括文丘里射流器和循环管道，所述文丘里射流器设置在箱体的进料侧，文丘里射流器的进料口与气 泵 相连，出料口与污水槽相连，吸入口通过循环管道与箱体的顶部相连。本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，能够提升臭氧的利用率和污水的 净化 效果。，下面是一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于包括：
箱体（1），所述箱体（1）的一侧为进料侧，另一侧为出料侧，在进料侧向箱体（1）内部输送待处理的污水和参与反应的臭氧；在箱体（1）内部设有用于容纳污水的污水槽（11），在污水槽（11）上方设有催化单元；
臭氧循环单元，所述臭氧循环单元能利用外界空气实现臭氧的强制循环，并使箱体（1）内部的臭氧浓度沿进料侧至出料侧逐渐降低，臭氧循环单元包括文丘里射流器（31）和循环管道（32），所述文丘里射流器（31）设置在箱体（1）的进料侧，文丘里射流器（31）的进料口通过气泵（33）与外界环境相连，出料口与污水槽（11）相连，吸入口通过循环管道（32）与箱体（1）的顶部相连；
污水循环单元，所述污水循环单元包括多个循环组件，多个所述循环组件分别在污水槽（11）的不同区域内采集污水，并根据污染物浓度在相应臭氧浓度区域的上方进行喷淋，所述循环组件的喷淋密度与循环污水的污染物浓度呈正比；所述循环组件包括：喷淋机构、循环泵（211）和吸液管（212），所述喷淋机构设置在箱体（1）内部，且位于催化单元上方，所述循环泵（211）设置在箱体（1）外部，循环泵（211）的进液口通过吸液管（212）与污水槽（11）相连，出液口与喷淋机构相连。
2.根据权利要求1所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述污水循环单元包括：
第一循环组件（21），所述第一循环组件（21）用于循环高污染物浓度的污水，第一循环组件（21）的吸液管（212）管口位于污水槽（11）的进料侧下层区域内；
第二循环组件（22），所述第二循环组件（22）用于循环中污染物浓度的污水，第二循环组件（22）的吸液管（212）管口位于污水槽（11）的中部中层区域内；
第三循环组件（23），所述第三循环组件（23）用于循环低污染物浓度的污水，第三循环组件（23）的吸液管（212）管口位于污水槽（11）的出料侧上层区域内。
3.根据权利要求1所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述喷淋机构包括喷淋管（213），所述喷淋管（213）与循环泵（211）的出液口相连，在喷淋管（213）上设有多个喷淋头（214）。
4.根据权利要求1所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述催化单元包括第一催化层（4），所述第一催化层（4）包括镂空框笼，所述镂空框笼置于污水槽（11）内部，且镂空框笼通过支架与箱体（1）内壁相连，在镂空框笼内部设有催化填料（44）。
5.根据权利要求4所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述镂空框笼包括支撑框架（41），在支撑框架（41）的顶部和底部均设有筛板（42），支撑框架（41）的四周焊接有挡板（43）。
6.根据权利要求5所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述催化单元包括第二催化层（5），所述第二催化层（5）设置在第一催化层（4）上方，且通过支架与箱体（1）内壁相连；所述第二催化层（5）包括拉西环填料、鲍尔环填料或多面空心球填料中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述催化单元包括第三催化层，所述第三催化层设置在第一催化层（4）下方，包括紫外灯（61）和超声波探头（62），所述紫外灯（61）和超声波探头（62）交替布置。
8.根据权利要求7所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统，其特征在于：所述箱体（1）内部设有堰流组件，所述堰流组件包括出水堰（71）和出水管（72），所述出水堰（71）设置箱体（1）的出料侧，且位于第一催化层（4）和第二催化层（5）之间，在所述出水堰（71）上设有容纳槽（711），所述出水管（72）的一端与容纳槽（711）相连通，另一端与箱体（1）外部相连。
9.一种高效的臭氧催化氧化水处理系统控制方法，用于控制如权利要求1-8任一所述的水处理系统，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、根据待处理污水的污染物浓度计算相适应的臭氧量，根据计算数值向箱体（1）内部注入臭氧和待处理污水，进行催化氧化反应；
步骤二、反应开始后，连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率小于预设阈值时，提高气泵（33）的输出功率，从而提升箱体（1）内部的臭氧循环速度；
步骤三、再次连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率再次小于预设阈值时，降低循环泵（211）的输出功率，从而降低污水的循环速度。
一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法
技术领域
背景技术
注。在利用臭氧进行污水催化氧化时，臭氧与催化剂的接触能够产生大量的高氧化性自由
基，利用氧化自由基能使水中的有机污染物被氧化分解，最终实现净水的目的。
置中残留的臭氧会随净化后的污水排向外界，从而对外界环境造成污染。此外，当臭氧利用
率较低时，污水的净化效果就会变差，污水中的COD去除率只有20%左右，因此无法有效的降
低污水中的污染物含量。
发明内容
箱体，所述箱体的一侧为进料侧，另一侧为出料侧，在箱体内部设有用于容纳污水的污
水槽，在污水槽上方设有催化单元；
臭氧循环单元，所述臭氧循环单元能利用外界空气实现臭氧的强制循环，并使箱体内
部的臭氧浓度沿进料侧至出料侧逐渐降低，臭氧循环单元包括文丘里射流器和循环管道，
所述文丘里射流器设置在箱体的进料侧，文丘里射流器的进料口通过气泵与外界环境相
连，出料口与污水槽相连，吸入口通过循环管道与箱体的顶部相连；
污水循环单元，所述污水循环单元包括多个循环组件，多个所述循环组件分别在污水
槽的不同区域内采集污水，并根据污染物浓度在相应臭氧浓度区域的上方进行喷淋，以尽
可能与所述臭氧浓度相适应；所述循环组件包括：喷淋机构、循环泵和吸液管，所述喷淋机
构设置在箱体内部，且位于催化单元上方，所述循环泵设置在箱体外部，循环泵的进液口通
过吸液管与污水槽相连，出液口与喷淋机构相连。
液管管口位于污水槽的进料侧下层区域内；
第二循环组件，所述第二循环组件用于循环中污染物浓度的污水，第二循环组件的吸
液管管口位于污水槽的中部中层区域内；
第三循环组件，所述第三循环组件用于循环低污染物浓度的污水，第三循环组件的吸
液管管口位于污水槽的出料侧上层区域内。
球填料中的一种或几种。
纳槽，所述出水管的一端与容纳槽相连通，另一端与箱体外部相连。
步骤一、根据待处理污水的污染物浓度计算相适应的臭氧量，根据计算数值向箱体内
部注入臭氧和待处理污水，进行催化氧化反应；
步骤二、反应开始后，连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度
变化率小于预设阈值时，提高气泵的输出功率，从而提升箱体内部的臭氧循环速度；
步骤三、再次连续采集净化后污水的污染物浓度，当净化后污水的污染物浓度变化率
再次小于预设阈值时，降低循环泵的输出功率，从而降低污水的循环速度。
（1）本发明创造所述的一种高效的臭氧催化氧化水处理系统及控制方法，能在箱体内
部同步进行污水循环和臭氧循环，通过污水循环能够提升污水与臭氧的接触几率，提升本
系统对污水的净化效果，通过臭氧循环能够提升臭氧的利用率，降低装置中残留的臭氧含
量。
臭氧相接触，低浓度的污水与低浓度的臭氧相接触，从而提升臭氧对污水的净化效果和臭
氧的利用率。
臭氧的氧化效率；第二催化层设置在第一催化层上方，能够对液面上方的臭氧进行催化，提
升喷淋污水的净化效率；第三催化层设置在第一催化层下方，能通过紫外灯和超声波探头
提升臭氧的催化氧化的效率。
体外部。此外，设置堰流组件还能对污水槽中的污水容量进行限制，当污水的液面高度高于
出水堰高度时，多余的污水能通过出水管排向箱体外部，避免本系统在工作时发生事故。
附图说明
附图中：
图1为本发明创造实施例所述的水处理系统的结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的水处理系统的剖切内视图；
图3为本发明创造实施例所述的循环组件的结构示意图；
图4为本发明创造实施例所述的水处理系统沿第三催化层所在平面的剖视图
图5为本发明创造实施例所述的第一催化层的剖视图。
头；22-第二循环组件；23-第三循环组件；31-文丘里射流器；32-循环管道；33-气泵；4-第一催化层；41-支撑框架；42-筛板；43-挡板；44-催化填料；5-第二催化层；61-紫外灯；62-超声波探头；71-出水堰；711-容纳槽；72-出水管；8-尾气处理装置。
具体实施方式
为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另
有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上
述术语在本发明创造中的具体含义。
的污水导出箱体1。在箱体1的内部设有用于容纳污水的污水槽11，在所述污水槽11的上方
设有催化单元，通过催化单元能够提升臭氧释放氧化自由基的速度，提升净化过程的工作
效率。
氧利用率很低，无法使污水获得有效的净化。此外，残留在装置中的臭氧会对催化氧化过程
产生反作用，降低催化氧化的效率，并且还可能随液体的流出而排向外界，从而对外界环境
造成污染。
的混合效果和装置内臭氧的利用率。
32，所述文丘里射流器31设置在箱体1的进料侧，文丘里射流器31的进料口通过气泵33与外
界环境相连，出料口与污水槽11相连，吸入口通过循环管道32与箱体1的顶部相连。
33能向文丘里射流器31的进料口泵送空气，此时空气将沿出料口进入污水槽11内部，空气
的流动会降低文丘里射流器31内部的气压，使吸入口形成负压环境。由于吸入口通过循环
管道32与箱体1相连通，因此箱体1中的臭氧将会沿着循环管道32进入文丘里射流器31内
部，并最终流向污水槽11中。
应的污水污染物浓度尽可能的与臭氧浓度相适应。具体的，如图3所示，所述循环组件包括：
喷淋机构、循环泵211和吸液管212，所述喷淋机构设置在箱体1内部，且位于催化单元上方，
所述循环泵211设置在箱体1外部，循环泵211的进液口通过吸液管212与污水槽11相连，出
液口与喷淋机构相连。
机污染物发生氧化分解，最终实现净水目的。
气泵33提供的推进力将会驱使臭氧由进料侧向出料侧扩散，但是由于臭氧的溶解度很低，
在臭氧扩散的过程中会不断的向污水外部逃逸。由于臭氧的逃逸速度大于扩散速度，因此
臭氧的逃逸量会随着扩散距离的增加而降低，这样一来箱体1内部的臭氧浓度将沿进料侧
到出料侧的方向逐渐降低，使箱体1的进料侧形成高浓度臭氧区域，出料侧形成低浓度臭氧
区域。
染物将会同时承受水平方向的推进力和竖直方向的重力，因此在污水槽11内部靠近进料侧
的区域比靠近出料侧的区域污染物浓度大，且靠近污水槽11底部的区域比靠近污水槽11顶
部的污染物浓度大。
述第一循环组件21用于循环高污染物浓度的污水，第一循环组件21的吸液管212管口位于
污水槽11的进料侧下层区域内；所述第二循环组件22用于循环中污染物浓度的污水，第二
循环组件22的吸液管212管口位于污水槽11的中部中层区域内；所述第三循环组件23用于
循环低污染物浓度的污水，第三循环组件23的吸液管212管口位于污水槽11的出料侧上层
区域内。
实现污水的净化过程。
较大，因此其喷淋密度较高，而第三循环组件23的污染物浓度较小，因此其喷淋密度较低。
由于污水中的污染物和臭氧均为反应物参与反应，因此提升高浓度臭氧区域的喷淋密度能
提升污染物的投入量，从而提升臭氧的利用率。
喷向催化单元，通过喷淋过程能够提升污水、臭氧和催化剂之间的接触面积，提升反应的效
果。相应的，为确保循环组件的喷淋密度应与循环污水的污染物浓度呈正比，工作人员可通
过提升循环泵211的功率或增加喷头214的数目来提升相应喷淋区域的喷淋浓度。
的，所述催化单元包括：第一催化层4、第二催化层5和第三催化层。
箱体1内壁相连，在镂空框笼内部设有催化填料44。
作时，待处理污水和臭氧均可自由通过第一催化层4，而设置在镂空框笼中的催化填料44将
会对臭氧进行催化，提升其产生氧化自由基的速度。
氧的反应过程进行催化，为提升催化剂与臭氧的接触时间，所述第二催化层5可选用拉西环
填料、鲍尔环填料或多面空心球填料中的一种或几种。
交替布置。在进行工作时，紫外灯61发出的紫外光能够使臭氧产生活泼的次生氧化剂，利用
次生氧化剂能够提升臭氧的氧化能力，加快污水的处理进程。此外，超声波探头62发出的超
声波能够提升臭氧的氧化能力，有助于提升臭氧的利用率。
所述出水堰71设置箱体1的出料侧，且位于第一催化层4和第二催化层5之间，在所述出水堰
71上设有容纳槽711，所述出水管72的一端与容纳槽711相连通，另一端与箱体1外部相连。
由于箱体1内部靠近出料侧的污水污染物浓度较低，因此随着循环过程的不断进行，净化后
的污水会从第二催化层5靠近出料侧的一端向下运动。此时出水堰71的顶面将会盛接净化
后的污水，并将其导向容纳槽711内部，最终沿出水管72排出箱体1。
发生事故。
后的箱体1内部存在臭氧残留时，尾气处理装置8能够对臭氧进行分解，避免其污染外部环
境。
水的净化效果和臭氧的利用率。其次，本系统能根据箱体1内部臭氧的分布浓度对不同污染
物浓度的污水进行喷淋，因此本系统具有更高的臭氧利用率和更好的污水净化效果。此外，
在本系统中设有三层催化层，因此能使本系统具有更高的催化氧化效率。
例还包括一种高效的臭氧催化氧化水处理系统控制方法，通过该控制方法能够控制上述水
处理系统，以实现提升臭氧的利用率的目的。
部注入臭氧和待处理污水，进行催化氧化反应。
确定注入箱体1的臭氧量。所述注入的臭氧量可以根据设计目的进行灵活调整，若追求污水
的净化效果，则可在所需臭氧量的基础上额外添加少量臭氧；若杜绝臭氧溢出，则可在所需
臭氧量的基础上减少少量臭氧。
的污染物浓度检测，通过相邻时间节点的检测数据可以获得净化后污水污染物浓度的变化
率，通过污染物浓度的变化率可以对箱体1内部的反应效果进行判断，从而方便工作人员对
本系统进行控制。
耗臭氧，此时净化后污水的污染物浓度将缓慢下降，其变化率将稳定在一定数值。在反应后
期，由于箱内的臭氧会催化氧化过程产生反作用，降低催化氧化的效率。此时净化后污水的
污染物浓度的变化率将会发生下降。在进行反应前，工作人员可根据臭氧催化氧化的反应
曲线对污染物浓度的变化率进行估算，并相应的设定一个阈值，当检测到的污染物浓度变
化率低于预设的阈值时，即可判定箱体1内部未能充分的进行催化氧化反应。
气泵33的输出功率，通过提升气泵33的输出功率能加快臭氧强制循环的速度，从而提升臭
氧的利用率，并使净化后污水的污染物浓度变化率增大。
比例会与最佳反应配比存在差异，从而对污水的净化效果造成影响。因此当提升臭氧的循
环速度后，工作人员需要再次对净化后污水的污染物浓度进行连续采集，从而判断是否需
要对污水循环速度进行调整。
慢，而这一情况将会导致净化后污水的污染物浓度的变化率将会再次发生下降。当污染物
浓度变化率再次小于预设阈值时，工作人员可通过降低循环泵211的输出功率来降低污水
循环单元的喷淋密度，通过喷淋密度的降低能够延长臭氧与有机污染物的反应时间，提升
臭氧的利用率和污水的净化效果。
出料侧的方向逐渐降低调节幅度。示例性的，在本实施例中，所述第一循环组件21的调节幅
度最大，第三循环组件23的调节幅度最小。通过这一调节方式能使箱体1内部的臭氧获得最
长的反应时间，进一步提升臭氧的利用率。
染物浓度变化率小于预设阈值时，工作人员可以通过调整气泵33和循环泵211的输出功率
对本系统内的催化氧化过程进行调节，从而提升臭氧的利用率和污水的净化效果，避免参
与的臭氧对外界环境造成污染。
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