公布日：2023.11.03
申請(qǐng)日：2023.09.07
分類號(hào)：C02F1/78(2023.01)I;C02F1/36(2023.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，其包括：工業(yè)廢水處理室、臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊、超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊以及供能模塊；工業(yè)廢水處理室包括進(jìn)水口，待處理工業(yè)廢水經(jīng)所述進(jìn)水口流入工業(yè)廢水處理室；臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊設(shè)置在工業(yè)廢水處理室內(nèi)，包括臭氧發(fā)生器以及微納米氣泡發(fā)生裝置，臭氧發(fā)生器連接微納米氣泡發(fā)生裝置；超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊設(shè)置在工業(yè)廢水處理室內(nèi)，用于在工業(yè)廢水處理室內(nèi)產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，通過(guò)超聲波與臭氧微納米氣泡的耦合協(xié)同作用提高了工業(yè)廢水難降解污染物的降解速率和效率，具有安全、環(huán)保及高效的特點(diǎn)，有望在大規(guī)模工程中推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求書
1.一種超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，包括：工業(yè)廢水處理室（1）、臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊、超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊以及供能模塊；所述工業(yè)廢水處理室（1）包括進(jìn)水口（8），待處理工業(yè)廢水經(jīng)所述進(jìn)水口（8）流入所述工業(yè)廢水處理室（1）；所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室（1）內(nèi)，包括臭氧發(fā)生器（2）以及微納米氣泡發(fā)生裝置（3），所述臭氧發(fā)生器（2）連接所述微納米氣泡發(fā)生裝置（3）；所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室（1）內(nèi)，用于在所述工業(yè)廢水處理室（1）內(nèi)產(chǎn)生超聲波振動(dòng)；所述供能模塊用于提供電能給所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，所述進(jìn)水口（8）連接所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊，所述進(jìn)水口（8）與所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊設(shè)置有一個(gè)共用出水口，所述共用出水口向所述工業(yè)廢水處理室（1）內(nèi)排放混合有臭氧微納米氣泡的工業(yè)廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，包含至少兩組所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊，所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室（1）兩側(cè)的內(nèi)壁上，以對(duì)射方式向所述工業(yè)廢水處理室（1）內(nèi)發(fā)射超聲波振動(dòng)；所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊包括超聲波發(fā)生器（4）以及超聲波換能器（5），所述超聲波換能器（5）接收所述超聲波發(fā)生器（4）發(fā)出的功率信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，所述供能模塊包括太陽(yáng)能板（6）；所述太陽(yáng)能板（6）覆蓋在所述工業(yè)廢水處理室（1）的外壁上，所述太陽(yáng)能板（6）用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能并供給所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，所述供能模塊還包括直流穩(wěn)壓電源（7），所述直流穩(wěn)壓電源（7）連接所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備，所述直流穩(wěn)壓電源（7）與所述太陽(yáng)能板（6）交替供能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，還包括在線pH計(jì)（10）以及在線流量?jī)x（11）；所述在線pH計(jì)（10）以及在線流量?jī)x（11）分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室（1）頂端，所述在線pH計(jì)（10）用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述工業(yè)廢水處理室（1）內(nèi)液體的pH值，所述在線流量?jī)x（11）用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述工業(yè)廢水處理室（1）內(nèi)液體的流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，還包括DC/DC穩(wěn)壓器、主控制器和終端；所述DC/DC穩(wěn)壓器連接所述太陽(yáng)能板（6）與所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備，用于將所述太陽(yáng)能板（6）輸出的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定且電壓不同的直流電提供給所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備；所述主控制器連接所述終端、直流穩(wěn)壓電源（7）、DC/DC穩(wěn)壓器以及在線pH計(jì)（10）和在線流量?jī)x（11），所述主控制器被配置用于：當(dāng)太陽(yáng)能板（6）供電時(shí)，檢測(cè)所述DC/DC穩(wěn)壓器的輸出電壓或電流并對(duì)比預(yù)計(jì)的閾值電壓或電流，若檢測(cè)值小于預(yù)計(jì)值則斷開(kāi)太陽(yáng)能供電電路并接通直流穩(wěn)壓電源（7）供電電路；當(dāng)直流穩(wěn)壓電源（7）供電時(shí)，檢測(cè)所述DC/DC穩(wěn)壓器的輸出電壓或電流并對(duì)比預(yù)計(jì)的閾值電壓或電流，若檢測(cè)值大于預(yù)計(jì)值則斷開(kāi)直流穩(wěn)壓電源（7）供電電路并接通太陽(yáng)能供電電路；采集所述在線pH計(jì)（10）以及在線流量?jī)x（11）的檢測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)比預(yù)設(shè)的數(shù)值，若pH檢測(cè)值在預(yù)設(shè)數(shù)值范圍內(nèi)且流量檢測(cè)數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)數(shù)值則將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述終端并暫停所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，其特征是，所述工業(yè)廢水處理室（1）還包括排水口（9）、進(jìn)氣口（12）、排氣口（13）以及廢氣處理裝置（16）；所述進(jìn)水口（8）與排水口（9）分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室（1）的底部，工業(yè)廢水處理后經(jīng)所述排水口（9）流出所述工業(yè)廢水處理室（1）；所述進(jìn)氣口（12）和排氣口（13）分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室（1）的頂部，工業(yè)廢氣經(jīng)所述進(jìn)氣口（12）進(jìn)入所述工業(yè)廢水處理室（1），不溶于水的工業(yè)廢氣經(jīng)所述排氣口（13）排進(jìn)所述廢氣處理裝置（16）。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，通過(guò)超聲波的空化作用將工業(yè)廢水中的難降解污染物分散，結(jié)合臭氧微納米氣泡的曝氣形式，提高了臭氧在水中的溶解度以及臭氧的氧化效果，促進(jìn)了羥基自由基的產(chǎn)率，增強(qiáng)了對(duì)難降解污染物的去除作用。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種超聲耦合臭氧微納米氣泡的太陽(yáng)能工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，包括：工業(yè)廢水處理室、臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊、超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊以及供能模塊；所述工業(yè)廢水處理室包括進(jìn)水口，待處理工業(yè)廢水經(jīng)所述進(jìn)水口流入所述工業(yè)廢水處理室；所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)，包括臭氧發(fā)生器以及微納米氣泡發(fā)生裝置，所述臭氧發(fā)生器連接所述微納米氣泡發(fā)生裝置；所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)，用于在所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)產(chǎn)生超聲波振動(dòng)；所述供能模塊用于提供電能給所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備。
以上技術(shù)方案中，所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊對(duì)所述工業(yè)廢水處理室中的工業(yè)廢水產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，通過(guò)超聲波的空化作用將工業(yè)廢水中的難降解污染物分散，所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊將臭氧與微納米氣泡結(jié)合，超聲波振動(dòng)結(jié)合臭氧微納米氣泡對(duì)工業(yè)廢水的曝氣形式，提高了臭氧在水中的溶解度以及臭氧的氧化效果，促進(jìn)了羥基自由基的產(chǎn)率，增強(qiáng)了對(duì)難降解污染物的去除作用。
可選地，所述進(jìn)水口連接所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊，所述進(jìn)水口與所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊設(shè)置有一個(gè)共用出水口，所述共用出水口向所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)排放混合有臭氧微納米氣泡的工業(yè)廢水。
以上技術(shù)方案中，將工業(yè)廢水進(jìn)水口與所述臭氧微納米氣泡發(fā)生模塊連接，使得流入所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)的工業(yè)廢水全都經(jīng)過(guò)了臭氧微納米氣泡的曝氣處理，所述臭氧微納米氣泡在工業(yè)廢水中能夠分布的更加均勻，便于對(duì)工業(yè)廢水中污染物進(jìn)行全面清理。
可選地，所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)包含至少兩組所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊，所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室兩側(cè)的內(nèi)壁上，以對(duì)射方式向所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)發(fā)射超聲波振動(dòng)；所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊包括超聲波發(fā)生器以及超聲波換能器，所述超聲波換能器接收所述超聲波發(fā)生器發(fā)出的功率信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。
通過(guò)在所述工業(yè)廢水處理室兩側(cè)設(shè)置所述超聲波發(fā)生器以及超聲波換能器，以對(duì)射的方式使得處理室中的超聲波振動(dòng)疊加，能夠提高超聲波的空化作用。
可選地，所述供能模塊包括太陽(yáng)能板；所述太陽(yáng)能板覆蓋在所述工業(yè)廢水處理室的外壁上，所述太陽(yáng)能板用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能并供給所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備。
可選地，所述供能模塊還包括直流穩(wěn)壓電源，所述直流穩(wěn)壓電源連接所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備，所述直流穩(wěn)壓電源與所述太陽(yáng)能板交替供能。
以上技術(shù)方案中，將太陽(yáng)能作為主要能源使用，再通過(guò)設(shè)置所述直流穩(wěn)壓電源與所述太陽(yáng)能板交替使用，當(dāng)太陽(yáng)能不足以驅(qū)動(dòng)所述太陽(yáng)能板時(shí)，所述穩(wěn)壓直流電源給所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備供電，在實(shí)現(xiàn)環(huán)保目的的同時(shí)保證了所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
可選地，所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)還包括在線pH計(jì)以及在線流量?jī)x；所述在線pH計(jì)以及在線流量?jī)x分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室頂端，所述在線PH計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)液體的pH值，所述在線流量?jī)x用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)液體的流量。
可選地，所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)還包括DC/DC穩(wěn)壓器、主控制器和終端；所述DC/DC穩(wěn)壓器連接所述太陽(yáng)能板與所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備，用于將所述太陽(yáng)能板輸出的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定且電壓不同的直流電提供給所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的用電設(shè)備；所述主控制器連接所述終端、直流穩(wěn)壓電源、DC/DC穩(wěn)壓器以及在線pH計(jì)和在線流量?jī)x，所述主控制器被配置用于：當(dāng)太陽(yáng)能板供電時(shí)，檢測(cè)所述DC/DC穩(wěn)壓器的輸出電壓或電流并對(duì)比預(yù)計(jì)的閾值電壓或電流，若檢測(cè)值小于預(yù)計(jì)值則斷開(kāi)太陽(yáng)能供電電路并接通直流穩(wěn)壓電源供電電路；當(dāng)直流穩(wěn)壓電源供電時(shí)，檢測(cè)所述DC/DC穩(wěn)壓器的輸出電壓或電流并對(duì)比預(yù)計(jì)的閾值電壓或電流，若檢測(cè)值大于預(yù)計(jì)值則斷開(kāi)直流穩(wěn)壓電源供電電路并接通太陽(yáng)能供電電路；采集所述在線pH計(jì)以及在線流量?jī)x的檢測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)比預(yù)設(shè)的數(shù)值，若pH檢測(cè)值在預(yù)設(shè)數(shù)值范圍內(nèi)且流量檢測(cè)數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)數(shù)值則將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述終端并暫停所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊工作。
通過(guò)所述主控制器的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能板供電模式與直流穩(wěn)壓電源供電模式的自動(dòng)切換，并且當(dāng)所述工業(yè)廢水處理室內(nèi)液體的流量小于預(yù)先設(shè)定的閾值且和pH值達(dá)到可排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)暫停所述超聲波振動(dòng)發(fā)生模塊的工作，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能且高效的技術(shù)效果。
可選地，所述工業(yè)廢水處理室還包括排水口、進(jìn)氣口、排氣口以及廢氣處理裝置；所述進(jìn)水口與排水口分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室的底部，工業(yè)廢水處理后經(jīng)所述排水口流出所述工業(yè)廢水處理室；所述進(jìn)氣口和排氣口分別設(shè)置在所述工業(yè)廢水處理室的頂部，工業(yè)廢氣經(jīng)所述進(jìn)氣口進(jìn)入所述工業(yè)廢水處理室，不溶于水的工業(yè)廢氣經(jīng)所述排氣口排進(jìn)所述廢氣處理裝置。
通過(guò)在所述工業(yè)廢水處理室設(shè)置所述進(jìn)氣口，能夠?qū)⒖扇苡谒墓I(yè)廢氣一并處理，增加了所述工業(yè)廢水處理室的用處，進(jìn)一步提高了所述工業(yè)廢氣處理系統(tǒng)的可用性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：
1.通過(guò)超聲波的空化作用，將工業(yè)廢水中的難降解污染物分散，再通過(guò)超聲波與臭氧微納米氣泡的耦合，提高了臭氧在水中的溶解度以及臭氧的氧化效果，促進(jìn)了羥基自由基的產(chǎn)率，增強(qiáng)了對(duì)難降解污染物的去除作用；
2.利用太陽(yáng)能作為主要能源，并配有備用電源可在太陽(yáng)能不足時(shí)持續(xù)運(yùn)行，在實(shí)現(xiàn)環(huán)保目的的同時(shí)保證了所述工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行；
3.利用主控制器實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能供電模式與直流穩(wěn)壓電源供電模式的自動(dòng)切換，應(yīng)用靈活、操作簡(jiǎn)單并處理效率高；
4.通過(guò)進(jìn)氣口的設(shè)置，可將所述將可溶于水的工業(yè)廢氣一并處理，增加了所述工業(yè)廢水處理室的用處，進(jìn)一步提高了所述工業(yè)廢氣處理系統(tǒng)的可用性。
（發(fā)明人：李建林;易耀平;余文杰;王大偉;張弛;周心怡）
