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《北京市水污染防治技術(shù)目錄》(2017版)發(fā)布(全文)

時(shí)間:2017-05-11 14:44

來源:中國水網(wǎng)

評(píng)論(

技術(shù)名稱

大功率板式臭氧發(fā)生器及其污水深度處理技術(shù)與裝備

技術(shù)依托單位

北京科慧德自動(dòng)化技術(shù)有限公司

適用范圍

飲用水深度處理、污水處理、黑臭水體治理臭氣氧化降解、高濃度有機(jī)廢水預(yù)處理、難降解污水深度凈化、殺菌消毒等領(lǐng)域。

技術(shù)內(nèi)容

一、基本原理

臭氧是一種具有極強(qiáng)氧化能力和殺菌能力的無污染強(qiáng)氧化劑,主要作用是氧化分解、殺菌殺毒和脫色除味。臭氧的氧化能力極強(qiáng),且反應(yīng)產(chǎn)物是氧氣,是一種高效清潔的強(qiáng)氧化劑。板式臭氧發(fā)生器以放電小單元為基本組合單位,由 1-25 個(gè)放電單元組合為不同產(chǎn)能的反應(yīng)堆,由 1-3 個(gè)反應(yīng)堆形成單機(jī)主體,由多個(gè)單機(jī)主體可形成主機(jī)陣列形成超大型臭氧發(fā)生器。具有臭氧濃度高、能耗低、體積小、組合方便、運(yùn)行可靠、維修方便等特點(diǎn)。通過調(diào)整產(chǎn)品的頻率、組合單元數(shù)量等技術(shù)參數(shù)可用于環(huán)保領(lǐng)域的各個(gè)場合。系統(tǒng)包括臭氧發(fā)生器、檢測儀器儀表、PLC與電氣控制模塊,冷卻水裝置、供氣氣源、臭氧投加裝置、尾氣處理與回收裝置等.其中臭氧發(fā)生器包括電源模塊以及放電室模塊。系統(tǒng)框架如下圖所示。

二、工藝流程

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大功率板式臭氧發(fā)生器系統(tǒng)包括臭氧氣體和被處理水接觸的接觸池,把臭氧氣體變成微小氣泡的鈦合金微孔擴(kuò)散器,安裝微孔擴(kuò)散器并向所有的微孔擴(kuò)散器均勻提供臭氧氣體的布?xì)鈱?dǎo)管,調(diào)節(jié)臭氧氣體流量的閥門及流量計(jì),雙向透氣安全閥、調(diào)節(jié)閥、消泡除霧器及各種控制監(jiān)測儀表等主要設(shè)備。

污水深度處理單元自二沉池出水到臭氧接觸池,進(jìn)行臭氧投加。系統(tǒng)運(yùn)行生成臭氧后,通過臭氧發(fā)生器連接的臭氧濃度檢測儀監(jiān)測臭氧濃度,通過氣路的臭氧管道輸送到污水處理區(qū)域的臭氧投加裝置。臭氧接觸池出水段安裝液相臭氧濃度檢測儀,檢測并控制主臭氧投加量。臭氧接觸池裝設(shè)尾氣臭氧濃度檢測儀,以監(jiān)測臭氧吸收率。

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三、關(guān)鍵技術(shù)

1、獨(dú)特的板式結(jié)構(gòu):發(fā)生器的放電室是板式結(jié)構(gòu),板式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于容易實(shí)現(xiàn)模具化生產(chǎn)、高精度加工、面與面間緊密結(jié)合的小體積結(jié)構(gòu),便于維修保養(yǎng),各個(gè)部件都可獨(dú)立互換、且性能不受影響。為模塊化化提供了可靠保證。

2、安全性高:臭氧發(fā)生器放電室采用非壓力容器設(shè)計(jì),在氣壓大于等于0.1MP可安全正常工作,不會(huì)有爆炸現(xiàn)象產(chǎn)生;所有放電單元不需要放置于壓力容器中,為實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整臭氧產(chǎn)量的目標(biāo)打下了基礎(chǔ)。

3、可靠性、穩(wěn)定性高、模塊化:采用模塊化的整體技術(shù)方案是目前最為安全、可靠、穩(wěn)定的解決方案,較之傳統(tǒng)的大功率電源設(shè)計(jì),不會(huì)在部分放電單元故障時(shí)出現(xiàn)系統(tǒng)停機(jī)現(xiàn)象,獨(dú)立對(duì)應(yīng)電源設(shè)計(jì),即使在某個(gè)放電單元模塊出現(xiàn)故障時(shí),也不會(huì)使整個(gè)臭氧發(fā)生器癱瘓 。

 4、臭氧濃度不衰減:臭氧發(fā)生器的放電通道表面采用了特殊的陶瓷化處理工藝,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比,在長期連續(xù)運(yùn)行過程中,陶瓷化處理的放電通道表面不會(huì)形成金屬氧化物,不會(huì)被等離子體腐蝕。臭氧濃度不會(huì)衰減。放電電極全陶瓷化處理,無等離子腐蝕產(chǎn)生,臭氧濃度不下降,性能指標(biāo)穩(wěn)定。

5、運(yùn)行成本低:臭氧發(fā)生器采用高頻電源,通過提高頻率減小了變壓器的體積,從而減小了變壓器本身的損耗,更好地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。 預(yù)期功率因數(shù)可以達(dá)到0.99。單位功耗優(yōu)于同類產(chǎn)品水平。在濃度150mg/l時(shí),預(yù)期單位電耗小于7.0kw,與傳統(tǒng)管式臭氧發(fā)生器相比,節(jié)電可達(dá)20~30%。

6、無需冗余備份:常規(guī)方案為N+1,即為實(shí)際需要量加上備用量,本方案為N+0,即為只需要實(shí)際使用量,不需要備用量,可以為用戶節(jié)省采購成本。

四、水污染防治效果

以2.4萬噸/天工業(yè)污水深度處理為例,采用臭氧產(chǎn)量為50kg/H的臭氧發(fā)生器,每立方污水投加量為50克,一公斤臭氧的電耗為9.8KW/h(包含制氧機(jī)),該污水廠用的是自備電廠的電,電價(jià)為0.5元每度,處理一立方污水的費(fèi)用為9.8×0.5÷20=0.245元。每小時(shí)可以處理水量為1000m3,每小時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用為9.8×0.5×50=245元,一天的運(yùn)行費(fèi)用為245×24=5880元。

臭氧濃度在140-160mg/L之間,經(jīng)過絮凝沉淀和生化反應(yīng)后,臭氧反應(yīng)池進(jìn)水的色度基本維持在90~110倍左右,臭氧的投加量平均為50~60g/m3,出水色度基本維持在30倍左右,進(jìn)水的COD 平均在60mg/L左右,出水COD降至30~40mg/L。

技術(shù)來源和知識(shí)產(chǎn)權(quán)

本技術(shù)系自主研發(fā),具有全套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),共獲得國家專利8項(xiàng)。

專利:

整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法及裝置 ZL201610394828.9

催化式臭氧尾氣破壞器,ZL201520616064.4

高效模塊化平板式臭氧發(fā)生放電單元 ZL201520300591.4

一種一體化集成污水處理裝置, ZL201620765161.4

一種臭氧投加水處理實(shí)驗(yàn)裝置,ZL201620766009.8

專用臭氧發(fā)生器高壓電極盒,ZL201520616063.X

新型模塊化板式等離子臭氧發(fā)生器,ZL201520616062.5

一種容性負(fù)載高頻高壓電源,ZL201620764846.7

獲獎(jiǎng):

2016年北京市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(新型環(huán)保關(guān)鍵控制技術(shù)與大功率高效板式臭氧發(fā)生器研發(fā)及應(yīng)用)

2016年中國儀器儀表學(xué)會(huì)科技成果獎(jiǎng)(“微間隙板式臭氧發(fā)生器及諧振電源關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”)

示范應(yīng)用情況

目前,該技術(shù)成果已在污水處理廠深度處理和黑臭水體整治領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,在廣東、江蘇、黑龍江、北京形成一批示范工程項(xiàng)目,用于污水深度處理規(guī)模達(dá)到10萬m3/d,以及佛山市黑臭水體治理項(xiàng)目,對(duì)于提升出水水質(zhì)和改善水環(huán)境均取得了良好的應(yīng)用效果。

典型案例

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編輯:趙凡

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