一种废水高级氧化装置

技术领域

本发明涉及废水氧化的技术领域，具体涉及一种废水高级氧化装置。

背景技术

高级氧化工艺是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基，该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解，甚至彻底的转化为无害的无机物，如二氧化碳和水等。高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。

其中，臭氧氧化法是利用臭氧对污水进行氧化分解，臭氧作为一种优良的强氧化剂，在污水消毒、除色、除臭和去除有机物方面有很好的效果。臭氧氧化法降解有机物速度快，条件温和，不产生二次污染，在水处理中应用广泛。臭氧处理污水作用大体表现物，一是臭氧直接氧化，二是通过形成的羟基自由基而进行自由基氧化。

现有技术中的臭氧氧化装置可参照申请号为201911094627.7的中国专利申请的“废水高级氧化装置”，其包括臭氧发生装置和反应罐，臭氧发生装置与反应罐之间设有输气管，输气管两端分别与臭氧发生装置和反应罐连通，反应罐设有循环管，循环管分别与反应罐和输气管连通，反应罐设有溢流管，溢流管安装有排水阀门，溢流管高度高于输气管与反应罐的连接处且低于循环管与反应罐的连接处，反应罐设有鼓风装置。使臭氧多次参与反应，有效提高臭氧气体的利用效率，达到减小臭氧气体消耗的效果，降低臭氧发生器的能源消耗量，起到节约能源的效果。但是，现有技术中的臭氧与污水混合的方式有限，不利于污水与臭氧充分混合，主要原因是臭氧通过输气管进入到反应罐内，污水向下流动，而输气管平铺于反应罐内有限位置上，导致输气管喷出的臭氧很难实现与反应罐内向下流动的全部污水充分接触，进而导致污水溶解臭氧效率低，最终影响臭氧对污水的氧化效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中臭氧通过输气管进入到反应罐内，污水向下流动，而输气管平铺于反应罐内有限位置上，导致输气管喷出的臭氧很难实现与反应罐内向下流动的全部污水充分接触的问题，而提出的废水高级氧化装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

废水高级氧化装置，包括上流部和下流部，所述上流部和所述下流部之间通过导管连通；

所述导管内还设置有：

内定位管，所述内定位管呈中空设置，用于臭氧混合气体流动，所述内定位管连接于所述上流部上，并向导管内延伸，且所述内定位管外壁和所述导管内壁之间形成流动区；

控流件，所述控流件转动套接于所述内定位管底端部，且所述控流件的外壁设置有多组驱动叶片，所述控流件上设置有与所述内定位管连通的臭氧溢流口；

外延流动区，所述外延流动区设置于所述导管内壁，且所述驱动叶片位于所述外延流动区内，所述控流件的外壁于所述导管内壁配合；

复位件，所述复位件连接于所述外延流动区内壁和所述控流件之间，当水流停止冲击所述控流件顶端后，所述复位件使得所述控流件向上复位，所述控流件外壁贴合所述导管内壁。

优选地，所述上流部由上外壳体和设置于所述上外壳体内的上螺旋流槽组成，所述上外壳体的外端部连接有水流进管，所述导管连通于所述上外壳体底部中心处。

优选地，所述下流部由下外壳体和设置于所述下外壳体内的下螺旋流槽组成，所述下外壳体的外端部连接有水流出管，所述导管连通于所述下外壳体顶部中心处。

优选地，所述控流件的顶部设置有中心轴，所述中心轴嵌于所述内定位管内，所述中心轴的顶部设置有倒T型导流口。

优选地，所述内定位管的顶部与所述上流部螺纹连接。

优选地，所述中心轴上套设有流速调节件，所述流速调节件包括调节环、连杆、档片和复位弹簧；

所述调节环滑动套设于所述中心轴外壁上；

所述连杆的两端分别与所述调节环和所述档片转动连接；

所述臭氧溢流口为多组，多组所述臭氧溢流口以所述中心轴的中心轴向设置，每组所述臭氧溢流口为多个，每组的多个所述臭氧溢流口沿所述中心轴的中心向外经向设置，所述档片滑动与所述控流件上，且所述档片通过遮挡经向的所述臭氧溢流口的数量控制臭氧混合气体向下排出流速；

所述复位弹簧连接于所述调节环和所述控流件之间。

优选地，所述复位件为拉升弹簧。

优选地，所述控流件还包括底部转动的底旋转部，所述底旋转部通过转动调节件连接于所述控流件底部；

所述底旋转部上还设置有与所述臭氧溢流口对接的多个臭氧流口。

优选地，所述臭氧溢流口的下方设置有导流塞环，所述导流塞环设置有外凸缘，所述外凸缘的外径与所述外延流动区内壁贴合，所述外延流动区的内壁底面对所述导流塞环的外凸缘起到限位效果；

所述臭氧流口的下方连接有臭氧导气管，所述臭氧导气管上设置有多个倾斜向下开口的臭氧混合流口，多个所述臭氧导气管的底部固定连接于同一个转动环上，且所述转动环转动于所述导流塞环的顶部。

优选地，所述复位件连接于所述导流塞环和所述外延流动区内壁之间。

本发明的有益效果如下：

本发明通过水流进入到导管内后，通过冲击控流件，并且通过驱动叶片制动控流件，这样实现臭氧混合气体从控流件下方排出后与其下方的水流接触，采用该种方式保证了污水水流在沿着导管向下流动的过程中持续不间断的与臭氧混合气体接触，进而保证臭氧混合气体与水流接触的充分性。

再进一步的，本发明还通过底旋转部、臭氧导气管和导流塞环在进一步的加强臭氧混合气体充分溶解到污水水流中，且底旋转部的旋向相对控流件的转动方向相反，致使臭氧混合气体相对水流旋向相反，这样再进一步的加强臭氧混合气体与水体的接触效果，进而加强臭氧混合气体对污水的氧化效果。

本发明，还通过流速调节件的结构设置，通过转动内定位管，调整内定位管相对上流部的上下位置，调节中心轴的底部端面与内定位管的底部端面的距离，从而在复位弹簧制动下，调整调节档片遮挡同组臭氧溢流口的数量，进而调整臭氧混合气体从控流件向下的流速。

附图说明

图1为本发明提出的废水高级氧化装置的结构示意图；

图2为上外壳体内部结构图；

图3为实施例一初始状态图；

图4为实施例一水流流动后，融合臭氧混合气体状态图；

图5为实施例二初始状态图；

图6为实施例二中控流件与流速调节件的连接图；

图7为实施例二水流流动后，融合臭氧混合气体状态图；

图8为实施例三初始状态图；

图9为控流件与底旋转部、臭氧导气管和导流塞环的连接状态图；

图10为中轴与控流件的连接状态图；

图11为实施例三水流流动后，融合臭氧混合气体状态图。

图中：

1、上流部；10、上外壳体；11、上螺旋流槽；12、水流进管；

2、下流部；20、下外壳体；21、下螺旋流槽；22、水流出管；

3、导管；30、内定位管；31、流动区；32、控流件；320、驱动叶片；321、底旋转部；3210、中轴；3211、齿轮一；3212、固定轴；3213、齿轮二；3214、齿环；322、臭氧流口；3220、中转腔；3221、上流口；3222、下流口；33、外延流动区；34、中心轴；340、倒T型导流口；35、流速调节件；350、调节环；351、连杆；352、档片；353、复位弹簧；36、臭氧溢流口；37、导流塞环；38、臭氧导气管；380、臭氧混合流口；39、复位件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参照图1-4，废水高级氧化装置包括上流部1、下流部2、导管3、内定位管30、控流件32、外延流动区33和复位件39。

参照图1和图2，其中上流部1和下流部2的结构相同，其中，上流部1由上外壳体10和设置于上外壳体10内的上螺旋流槽11组成，上外壳体10的外端部连接有水流进管12，导管3连通于上外壳体10底部中心处；下流部2由下外壳体20和设置于下外壳体20内的下螺旋流槽21组成，下外壳体20的外端部连接有水流出管22，导管3连通于下外壳体20顶部中心处。本实施例中上流部1和下流部2均采用了螺旋流动的方式实现水流流动，相比现有技术水管的方式可减小空间布局，有助于水流流动，同时增加水流流动路程，以保证臭氧混合气体溶于水流后充分溶解，其中上流部1的螺旋流向是从外部向中心流动，下流部2的螺旋流向是中心向外围流动。

参照图2-图4，导管3内设置有内定位管30，内定位管30的顶部设置有臭氧入口，内定位管30呈中空设置，用于臭氧混合气体流动，内定位管30连接于上流部1上，本实施例中，内定位管30的顶部连接于上外壳体10内壁，并向导管3内延伸，内定位管30外壁外径小于导管3内径，且内定位管30和导管3之间形成流动区31。

参照图3-图4，导管3内设置有控流件32，控流件32转动套接于内定位管30底端部，且控流件32的外壁设置有多组驱动叶片320，水流向下流动时，水流制动驱动叶片320转动，控流件32上设置有与内定位管30连通的臭氧溢流口36，臭氧溢流口36向下持续输出臭氧混合气体，以使臭氧混合气体充分溶解于水流中。

需要补充的是，控流件32的顶部设置有中心轴34，中心轴34嵌于内定位管30内，中心轴34的顶部设置有倒T型导流口340，其中倒T型导流口340分为竖直导流口和水平导流口，其中正常状态下，中心轴34插于内定位管30内时，倒T型导流口340的水平导流口被内定位管30的内壁限位，以阻止臭氧混合气体持续向下输出，当控流件32被水流冲击向下时，倒T型导流口340的水平导流口位于内定位管30的下方，以保证臭氧混合气体持续输出，进而通过臭氧溢流口36向其下方的水流持续输出。

另外，控流件32的顶部外壁优选设置呈圆台状(图中未显示)，这样便于污水水流在接触控流件32的顶部外壁后，向下流动，即控流件32的顶部起到导流和减小冲击的效果。

参照图3-图4，导管3内设置有外延流动区33，外延流动区33设置于导管3内壁上，且驱动叶片320位于外延流动区33内，控流件32的外壁于导管3内壁配合，其中水流从导管3向下流动时，水流先冲击控流件32向下移动，以使控流件32向下移动，这样水流从外延流动区33上方进入至外延流动区33，进而下流至外延流动区33下方导管，水流在外延流动区33内流动时会制动驱动叶片320转动，进而制动控流件32转动，以使得水流呈螺旋状向下流动，这样有助于臭氧混合气体从控流件32持续向下输出时充分与螺旋状的水流接触。

参照图3-图4，导管3内设置有复位件39，复位件39连接于外延流动区32内壁和控流件32之间，当水流停止冲击控流件32顶端后，复位件39使得控流件32向上复位，控流件32外壁贴合导管3内壁，以通过控流件32在无水流状态下，制动控流件32向上运动。

需要说明的是：复位件39为拉升弹簧，及通过弹簧的拉升和收缩以制动控流件32上下运动，其中弹簧的顶部可连接有同一个圆环，该圆环转动于外延流动区33顶部内壁内。

另外需要补充的是：臭氧混合气体包括大气和臭氧，臭氧浓度是调节臭氧在臭氧混合气体中的含量，本实施例中当臭氧混合气体中臭氧浓度调节时，本实施例还有助于臭氧浓度调节后的混合均匀，即调节含量后的大气和臭氧同时进入至内定位管30内后，就会进入至倒T型导流口340内，其中可在倒T型导流口340的竖直导流口设置内扇叶结构，且竖直导流口内壁设置螺纹导风槽，当控流件32被水流制动转动后，中心轴34同步被制动转动，这样设置于竖直导流口内的扇叶结构被转动，从而使得大气和臭氧被吸入扇叶结构内，随着扇叶结构的转动，有助于大气和臭氧的混合，同时从扇叶结构出来后的混合气体，通过螺纹导风槽，进一步的有助于大气和臭氧的混合。

本实施例的工作过程如下：

水流从上流部1的水流进管12进入，沿着上螺旋流槽11流动，从其中心的进入至导管3和内定位管30之间形成的流动区31内；

控流件32受水流冲击制动向下运动，致使控流件32整体进入至外延流动区33，此时水流从控流件32和外延流动区33内壁之间向下流动，进而致使驱动叶片320转动，进而驱动控流件32转动，同时水流碰到驱动叶片320后，使得水流螺旋向下流动；

臭氧混合气体与水流融合过程如下：臭氧混合气体从内定位管30顶部进入，沿着内定位管30向下流动。控流件32受水流制动向下后，也使得中心轴34向下运动，进而致使倒T型导流口340的水平导流口脱离内定位管30内壁，以使得臭氧混合气体从内定位管30过度到倒T型导流口340后进入至控流件32的顶部内，从臭氧溢流口36向下持续输出，水流受到驱动叶片320的影响后，螺旋向下流动，进而与持续从臭氧溢流口36输出的臭氧混合气体充分接触，这样使得水流在流动的过程中，以持续与臭氧混合气体接触，保证水体整体均可与臭氧混合气体接触，保证臭氧混合气体溶解于水体内的均匀性和充分性，同时螺旋向下流动，可进一步的增加臭氧混合气体于水流的接触，进一步的保证臭氧混合气体充分接触水流。

经过臭氧混合气体与水流融合的水流从导管3进入至下流部2内，溶解臭氧混合气体的水体在下流部2内从中心进入，沿着下螺旋流槽21流动，最终从水流出管22流出。

实施例2

基于实施例1，本实施例还公开了臭氧混合气体整体向下流速的调节方式，具体设置如下：

首先，参照图5，内定位管30的顶部与上流部1螺纹连接，通过该连接方式便于从导管3内拆卸内定位管30，同时通过该螺纹连接的方式，可内定位管30底面初始状态下的位置。

其次，参照图5和图6，中心轴34上套设有流速调节件35，流速调节件35包括调节环350、连杆351、档片352和复位弹簧353，则通过流速调节件35与调节初始位置后的内定位管30配合，以调节臭氧混合气体的流速。

参照图6，调节环350滑动套设于中心轴34外壁上；

参照图6，连杆351的两端分别与调节环350和档片352转动连接；

参照图6，臭氧溢流口36为多组，多组臭氧溢流口36以中心轴34的中心轴向设置，每组臭氧溢流口36为多个，每组的多个臭氧溢流口36沿中心轴34的中心向外经向设置，档片352滑动与控流件32上，且档片352通过遮挡经向的臭氧溢流口36的数量控制臭氧混合气体向下排出流速；

需要补充的是：控流件32顶部设置有用于档片352滑动的内嵌式滑轨，该滑轨用于档片352稳定于滑轨内滑动。

参照图6，复位弹簧353连接于调节环350和控流件32之间。

本实施例中臭氧混合气体流速调节原理如下：

初始状态下，复位弹簧353被压缩。

水流冲击控流件32向下运动时，以致使驱动叶片320的底端面与外延流动区33的内壁底端接触，从而致使外延流动区33运动到下方最大位置处。此时，中心轴34的底部端面与内定位管30的底部端面的距离最大，在复位弹簧353的作用下，使得调节环350的顶部贴合内定位管30底面，在该过程中，通过连杆351向中心轴34方向拉动档片352，从而调节档片352遮挡同组臭氧溢流口36的数量，进而调节臭氧溢流口36持续向下输出臭氧混合气体的流速。

本实施例中，通过调节中心轴34的底部端面与内定位管30的底部端面的距离，在复位弹簧353制动下，以调节档片352遮挡同组臭氧溢流口36的数量，从而调节臭氧从控流件32向下的流速。

本实施例中臭氧混合气体流速调节过程如下：

水流冲击控流件32后，致使控流件32底端面抵触在外延流动区33内壁底部。

通过转动内定位管30，调整内定位管30相对上流部1的上下位置，调节中心轴34的底部端面与内定位管30的底部端面的距离，从而在复位弹簧353制动下，调整调节档片352遮挡同组臭氧溢流口36的数量，进而调整臭氧混合气体从控流件32向下的流速。

实施例3

基于本实施例，为了进一步的加强臭氧混合气体与水流的接触，本实施例相比实施例1,臭氧混合气体可进入到水流内实现与水体溶解，增强臭氧混合气体溶解效果，具体的，本实施例公开了如下特征：

1、参照图8、图9和图10，控流件32还包括底部转动的底旋转部321，优选的，控流件32的底部设置有用于底旋转部321转动的旋转槽。

底旋转部321通过转动调节件连接于控流件32底部，本实施例中的转动调节件优选结构设置如下：底旋转部321的顶部设置一中轴3210，中轴外部套设有齿轮一3211，旋转槽内壁设置有固定轴3212，固定轴3212外壁转动套接有齿轮二3213，且齿轮二3213与齿轮一3211啮合，旋转槽内壁固定套接有齿环3214，且齿环3214与齿轮二3213啮合。

底旋转部321上还设置有与臭氧溢流口36对接的多个臭氧流口322，本实施例中的臭氧流口322包括中转腔3220、上流口3221和下流口3222，其中上流口3221连通于中转腔3220上方，下流口3222连通于中转腔3220下方，则臭氧混合气体从臭氧溢流口36进入至上流口3221，再通过中转腔3220从下流口3222排出。

2、参照图8、图9和图11，臭氧溢流口36的下方设置有导流塞环37，导流塞环37设置有外凸缘，外凸缘的外径与外延流动区33内壁贴合，外延流动区33的内壁底面对导流塞环37的外凸缘起到限位效果，有助于实施例二的实现，即当外凸缘抵触在外延流动区33的内壁底面后，调整确定了调节中心轴34的底部端面与内定位管30的底部端面的距离。

另外，臭氧流口322的下方连接有臭氧导气管38，即臭氧导气管38设置于下流口3222出口处，臭氧导气管38上设置有多个倾斜向下开口的臭氧混合流口380，倾斜向下的设置，避免水流进入到臭氧导气管38内，多个臭氧导气管38的底部固定连接于同一个转动环上，且转动环转动于导流塞环37的顶部，即通过转动环和臭氧导气管38的结构设置，保证臭氧导气管38的稳定，同时保证导流塞环37和底旋转部321之间距离稳定，进而保证实施例二中调节中心轴34的底部端面与内定位管30的底部端面的距离稳定；同时，转动环的底部以接触抵触的方式转动于导流塞环37的顶部，其中导流塞环37的顶部可设置与转动环对应的环形旋槽，这样基于转动调节件的作用下，当控流件32被水流带动旋转后，在齿环3214、齿轮二3213与齿轮一3211的作用下，带动底旋转部321相对控流件32反向转动，这样使得臭氧导气管38的整体转动方向与通过驱动叶片320转向后的水流旋向相反，进一步的保证臭氧混合气体与水流充分接触。

3、本实施例中，参照图8和图11，复位件39连接于导流塞环37和外延流动区33内壁之间。

本实施例的工作原理如下：

当水流通过驱动叶片320驱使控流件32转动，由于转动环的底部以接触抵触的方式转动于导流塞环37的顶部，则转动环、臭氧导气管38和底旋转部321整体不易受控流件32的转动影响，则当控流件32转动，通过齿环3214、齿轮二3213与齿轮一3211的作用下，带动底旋转部321相对控流件32反向转动，这样使得臭氧导气管38的整体转动方向与通过驱动叶片320转向后的水流旋向相反，进一步的保证臭氧混合气体与水流充分接触。

另外，水流通过通过驱动叶片320旋向向下时，臭氧导气管38可深入至水流内，通过臭氧导气管38上的多个臭氧混合流口380，进一步的实现臭氧混合气与水流的接触，进而保证臭氧混合气混合气充分的与水流接触，进一步的确保水流充分溶解臭氧混合气，且保证溶解后的臭氧混合气均匀性。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。