【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及臭氧制备工艺领域，具体地说涉及一种高浓度臭氧水的连续制备方法。
技术介绍
1、近年来，无论是发展中国家还是发达国家，饮用水安全逐渐成为全球性挑战。据估计，目前全世界有1亿人无法获得安全饮用水，气候变化和人口增长可能会加剧这一问题。目前，饮用水消毒的常用方法有次氯酸钠消毒、二氧化氯消毒和臭氧消毒等。
2、臭氧是一种氧化性仅此于氟的强氧化剂，也是一种消毒剂，主要用于水的深度处理。因其具有消毒、杀菌、降低bod5、破坏有机物、反应副产物无毒、无二次污染，去除表面活性物质以及被处理水中溶解氧高等优点，具有广阔的应用前景。通过将臭氧气体溶解与水中以制备获得臭氧水，其臭氧水具有很强的氧化性和杀菌能力，可以用于消毒、杀菌、除臭、漂白等方面。由于臭氧的性质很活泼、很不稳定，在水中几分钟就转化成氧气，所以经臭氧处理过的水放置一段时间后可以安全饮用。目前在生产中，为防止臭氧水的分解，一般采取避光保存、低温保存、避免与其他物质接触、密封保存、加入抗氧化剂等措施。
3、尽管如此，臭氧水在实际生产中，仍然极大地受到空气中的臭氧浓度、水纯度、生产温度和生产压力的影响，特别是对压力的调节会进一步影响系统中不同介质的流量和浓度，因此目前还未见能实现对臭氧水实施连续生产的相关技术。除此之外，现有的臭氧水生产技术还可能存在设备占地空间大、能耗高、气液比不易控制、工艺周期较长等问题。臭氧分子结构不稳定，在水中比在空气中更容易自行分解，温度升高会加速其自分解，为了获得稳定溶解度的臭氧水，要随时掌握臭氧气源、水源和反应器内的各项参数
4、臭氧在水中的溶解能力较低，传统接触设备或曝气的传质效果不理想，造成气液接触的吸收效率低，限制了参与反应的臭氧浓度，进而限制了水处理效果。在常温常压的情况下，臭氧水浓度一般不超过10mg/l，即使通过加压、降温等手段，传统工艺所生产的臭氧水浓度一般不会超过30mg/l，进一步提高浓度将大大增加生产成本和安全隐患。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种通过提高气液接触效率以获得高浓度臭氧水，并基于动态检测和调整的连续制备方法。
2、技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一种高浓度臭氧水的连续制备方法包括：准备一个用于产生带压臭氧气体的臭氧源；准备一个密封容器，并在所述密封容器中设置至少一个多孔气滤装置；向所述密封容器中加入低温水，持续通入第一浓度的臭氧气体以形成臭氧气泡，使所述臭氧气泡在上浮过程中经过所述多孔气滤装置；从所述密封容器的底部收集以获得第二浓度的臭氧水，并动态地补入低温水；其中，所述容器内的静水压力动态地维持在内。
3、本专利技术通过提高臭氧与液体的接触效率来进一步提高臭氧水浓度。所述容器在生产过程中密闭并增压，根据静水压力平衡原理，在相对平衡的压力容器中，通过适当增大水压，提高系统的静水压力，增加压力容器整体压力，并减少对气体做功，从而可显著降低能耗。为此，通过在容器中设置至少一个多孔气滤装置，增加了臭氧气泡在水中的停留时间，减缓其上升速度，延长了臭氧与水的反应时间，提高了臭氧在水体中的溶解度。
4、进一步地，所述带压臭氧气体的浓度为第三浓度，通过降压调节以获得所述第一浓度的臭氧气体。其中，所述第三浓度为臭氧发生器产生的臭氧浓度，一般不低于70g/m3。值得注意的是，对于以电离除臭为目的常规臭氧发生器，如果以空气为原料，所产生的臭氧浓度一般不会超过30g/m3，以纯氧为原料产生的臭氧浓度大约在60～120g/m3。本专利技术以空气为原料获得不低于70g/m3的臭氧浓度，可以通过改善通入空气中的氧气含量、改善臭氧发生器、改善生产工艺等方式，或这些的结合来实现。本专利技术所述第一浓度为通入密闭容器进行生产的臭氧浓度，一般为50～70g/m3。所述的降压调节可在臭氧发生器的出口端、臭氧气体的运输和/或贮存过程中、密闭容器的臭氧进气端等任意一个节点实现。
5、进一步地，所述带压臭氧气体是将压缩空气依次通过干式过滤器、臭氧发生器后获得。其中，所述的压缩空气来自包括但不限于空压机、真空泵、涡轮机等任意一种装置。
6、为了更好地监测生产过程中带压臭氧气体的压力变化，至少设置一个用于检测所述第一浓度的臭氧气体的压力检测装置，且至少设置一个用于检测所述带压臭氧气体的压力检测装置。
7、作为本专利技术的进一步优化，还包括将所述容器内腔顶部空间的残余臭氧回收至臭氧源的进气端。在连续通入第一浓度的臭氧气体后，伴随部分臭氧溶解到水中，所述残余臭氧的压力逐步升高，此时打开位于所述容器顶部的电动阀，使残余臭氧得以再利用，避免臭氧逸散到空气中造成污染。
8、为了更好地监测生产过程中臭氧气体的浓度变化，至少设置一个用于检测所述第一浓度的臭氧气体的臭氧浓度检测装置，和/或至少设置一个用于检测所述残余臭氧经泄压回收的臭氧浓度检测装置。
9、值得注意的是，通过控制所述电动阀来排除残余臭氧时，仍应保证所述残余臭氧的气压维持在一定水平，足以使容器内的所述静水压力动态地维持在0.15～0.45mpa内。静水压力越大，臭氧气泡的尺寸越小，在水中的溶解效率越高。
10、当所述静水压力大于所述阈值范围的最大值时，减小所述密封容器内腔顶部空间的气压；当所述静水压力小于所述阈值范围的最小值时，提升所述空压机的输出功率，并进一步基于臭氧空气的压力、流量和浓度动态地调节臭氧发生器的输出功率。
11、所述静水压力可通过包括但不限于压力表、压力传感器、水柱法等方式测量获得。左右优选方案，所述静水压力是利用压力表检测在臭氧水生产过程中所述容器内水体二分之一高度处的压力所得。
12、进一步地，所述方法还包括通过实时检测所述容器内的温度，动态地调节所述补入低温水的温度。其中，所述低温水通过通入co2使其ph值在4.7～5.0，温度介于10-15。℃基于以上内容，本专利技术提供的方法实现了持续通入带压的高浓度臭氧气体，并动态泄压以维持静水压力；同时持续补入低温水以补充排放了的臭氧水实现臭氧水的连续生产。在生产过程中，水体中的臭氧浓度沿重力方向逐渐增大，对底部高浓度臭氧水进行收集是生产效率高、成本较低的一种方式。该方法获得的第二浓度的臭氧水经臭氧水浓度检测后进行贮存，其中，所述第二浓度为50～150mg/l。系统根据实时检测到的臭氧水浓度判断是否提高或降低臭氧水浓度。
13、进一步地，所述第一浓度的臭氧气体是通过分布有若干微孔的曝气管道实现持续通入的，所述微孔的孔径为0.1～0.2mm。
14、本专利技术通过多孔气滤装置来延缓所述臭氧气泡的上浮，所述多孔气滤装置中的滤孔有利于物理截留和吸附液泡。优选地，所述多孔气滤装置至少具有一个设有密集滤孔的形变部，所述形变部的形变方向与曝气方向一致。具体来说，所述形变部为向上方隆起的球面，其表面密集分布的滤孔使臭氧气泡在上升过程中被充分分散开来，通过沿曝气方向连续设置多层多孔气滤装置可进一步提升臭氧的溶解效率，提高所生产的臭氧水浓度。作为本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述带压臭氧气体的浓度为第三浓度，通过降压调节以获得所述第一浓度的臭氧气体。
3.根据权利要求2所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述带压臭氧气体是将压缩空气依次通过干式过滤器、臭氧发生器后获得。
4.根据权利要求3所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：该方法还包括将所述容器内腔顶部空间的残余臭氧回收至臭氧源的进气端。
5.根据权利要求4所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：当所述静水压力大于所述阈值范围的最大值时，减小所述密封容器内腔顶部空间的气压；当所述静水压力小于所述阈值范围的最小值时，提升所述空压机的输出功率，并进一步基于臭氧空气的压力、流量和浓度动态地调节臭氧发生器的输出功率。
6.根据权利要求5所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述第二浓度为50～150mg/L。
7.根据权利要求6所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征
8.根据权利要求1所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述第一浓度的臭氧气体是通过分布有若干微孔的曝气管道实现持续通入的，所述微孔的孔径为0.1～0.2mm。
9.根据权利要求1所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述多孔气滤装置至少具有一个设有密集滤孔的形变部，所述形变部的形变方向与曝气方向一致。
10.根据权利要求9所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述滤孔的直径为0.5～2mm。
...【技术特征摘要】
1.一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述带压臭氧气体的浓度为第三浓度，通过降压调节以获得所述第一浓度的臭氧气体。
3.根据权利要求2所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：所述带压臭氧气体是将压缩空气依次通过干式过滤器、臭氧发生器后获得。
4.根据权利要求3所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：该方法还包括将所述容器内腔顶部空间的残余臭氧回收至臭氧源的进气端。
5.根据权利要求4所述的一种高浓度臭氧水的连续制备方法，其特征在于：当所述静水压力大于所述阈值范围的最大值时，减小所述密封容器内腔顶部空间的气压；当所述静水压力小于所述阈值范围的最小值时，提升所述空压机的输出功率，并进一步基于臭氧空气的压力、流量和浓度动...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁林钢，施小东，戚科技，李小龙，叶丽霞，丁圣平，
申请(专利权)人：浙江大维高新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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