[实用新型]一种臭氧氧化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田污水处理设备领域，更具体地说，本实用新型涉及一种利用水力空化和超声空化技术催化臭氧来处理油田污水的臭氧氧化反应器。

背景技术

臭氧是一种强氧化剂，其氧化电位达到2.07V，具有强氧化性。经过反应后，臭氧转变成氧气，扩散到空气中，不会产生污染，是一种绿色环保的氧化剂。臭氧在污水处理领域得到了广泛的应用，但其化学性质具有不稳定性，分解速度较快，只能在生成后及时使用，不适合储存和输送，同时对离子具有选择性，处理效率较低。

目前国内臭氧氧化反应器的功能较单一，只能满足臭氧氧化反应，处理效率较低；反应器结构难以适应油田现场作业要求，移动性较差，不便于维修与清洗；同时气水混合不均匀，臭氧消耗量较大，臭氧溶解率较低。

为了克服传统臭氧氧化技术的不足，本实用新型主要研究是将臭氧氧化与超声空化技术和水力空化技术进行组合，形成了一种协同臭氧催化氧化技术，生成氧化性能更强、反应选择性较低的羟基自由基，其氧化电位可达到2.8V，可无选择性地与大多数有机污染物快速发生链式反应，将有害物质转换成CO₂、H₂O和矿物盐，降低化学需氧量，同时不会产生二次污染。

协同臭氧氧化技术还未进入油田污水处理领域，由于该部分污水具有较高的化学需氧量、矿化度、悬浮物等特点，在自然环境难以降解，易对周围的土壤、农作物和地表水系造成严重污染，单一的臭氧氧化技术难以满足要求。同时油田开发区域道路条件有限，多为偏远山区，大型固定式装置不适合该领域的污水处理。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是在臭氧反应器的罐体的进水管设置水力空化装置，水力空化装置为波浪形的多孔板构成，使进入的污水和臭氧形成水力空化作用，使气液混合均匀，促进生产羟基自由基。

本实用新型还有一个目的是在罐体设置超声波振荡器，通过超声波振荡器中的超声波换能器，使罐体中的污水与臭氧形成超声空化作用，提高臭氧氧化效率。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种臭氧氧化反应器，包括罐体和与所述罐体连通的进水管路，所述进水管路上设有进水口和臭氧进气口，所述臭氧进气口中通有臭氧，所述进水管路内设置有使水与臭氧发生水力空化作用的水力空化装置；所述罐体中设有使水与臭氧发生超声空化的超声波振荡器，所述超声波振荡器与超声波发生器连接；罐体的空腔内填充满激发臭氧产生羟基自由基的催化剂。

优选的是，所述水力空化装置由两组平行并列的多孔板构成，对于任意一组多孔板由多个第一多孔板彼此呈40°-70°首尾连接而成，所述两组多孔板彼此交错设置于所述进水管路的管体的内部。

优选的是，所述罐体呈圆筒状竖直设置。

优选的是，所述超声波振荡器呈圆环状固定于所述罐体的内壁，所述超声波振荡器内沿其圆周均匀设置有6-18个超声波换能器。

优选的是，所述超声波振荡器内设有12个超声波换能器，所述超声波换能器呈圆台状。

优选的是，所述罐体内沿所述罐体的轴向平行固定有至少两组超声波振荡器。

优选的是，所述进水管路贯穿所述罐体的中心并沿所述罐体的径向延伸至罐体内一定距离，其出水端呈封闭状；罐体内的进水管路上设置有使经水力空化后的水与臭氧进入罐体的布水器，所述布水器由至少四根筛管构成，所述至少四根筛管垂直于所述进水管路均匀对称设置于所述进水管路的两侧，对于任意一根筛管均与所述进水管路连通，所述筛管的孔径为3-8mm。

优选的是，所述催化剂为锰砂催化剂，所述锰砂催化剂的粒径为10-12mm。

优选的是，所述臭氧氧化反应器，还包括：

环形收水槽，其上部开口处呈锯齿状，设置于所述罐体内的上部；

出水管，其贯穿所述罐体并与所述环形收水槽的侧壁连通；

底座，设置于所述罐体的底部，以支撑所述罐体；

排空管，其一端与所述罐体的底部连通，另一端穿过所述底座与外部连通，所述排空管上设置有可使所述排空管密封的密封件；

可容纳人手的第一通孔，设置于所述罐体的侧壁，所述第一通孔上设置有可开关的第一密封盖；

可容纳人的第二通孔，设置于所述罐体的顶端，所述第二通孔上设置有可开关的第二密封盖；以及

排气管，设置于所述第二密封盖上，与所述罐体的内部连通，所述排气管上设置有可开关的第三密封盖。