本實(shí)用新型涉及一種污水處理裝置及系統(tǒng)，具體涉及一種臭氧電磁催化氧化污水處理裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著近代工業(yè)，尤其是有機(jī)化工、石油化工、印染、焦化、醫(yī)藥、農(nóng)藥、殺蟲劑及除草劑等行業(yè)的迅速發(fā)展，有機(jī)化合物的數(shù)量和種類與日俱增，所產(chǎn)生的大量工業(yè)廢水、生活污水及農(nóng)田排水流入水體后，造成嚴(yán)重的污染。這類廢水共同特性是可生化性差、毒性大，水質(zhì)變化大，且具有明顯的致癌、致畸、致突變“三致”作用。由于該類廢水具有生物毒性大，含有抑菌物質(zhì)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的生物處理法無(wú)法有效處理這類難降解有毒有機(jī)廢水，由此各種針對(duì)性高級(jí)氧化技術(shù)得到了迅速發(fā)展。臭氧氧化作為一種實(shí)用、高效的高級(jí)氧化技術(shù)，具有氧化能力強(qiáng)，反應(yīng)時(shí)間短，無(wú)二次污染，設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在抗生素廢水、印染廢水、石化行業(yè)廢水等生物難降解廢水的處理過(guò)程中有廣泛的應(yīng)用潛力。

臭氧在與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)過(guò)程中，通常伴隨著直接反應(yīng)和間接反應(yīng)兩種途徑：直接氧化和間接氧化。臭氧的直接氧化具有一定的選擇性，一般只能將容易氧化的不飽和鍵打開(kāi)，對(duì)于生成的小分子有機(jī)物如羧酸等的氧化速率較低，反應(yīng)速率常數(shù)在1.0-10³mol·L^-1·s^-1范圍內(nèi)。因此，單純的臭氧氧化作用很難將有機(jī)物徹底礦化，氧化效率較低；間接反應(yīng)是有羥基自由基(·OH)參與的氧化反應(yīng)，·OH作為二次氧化劑使得有機(jī)物迅速氧化，屬于非選擇性瞬時(shí)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)為10⁸-10¹⁰mol·L^-1·s^-1，比直接反應(yīng)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，氧化效率大大高于直接反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物更完全的礦化。

為了進(jìn)一步提高臭氧氧化法對(duì)污染物的去除效率，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者開(kāi)始研究以臭氧為主體的高級(jí)氧化組合工藝，如催化臭氧工藝、H₂O₂/O₃工藝、光催化/O₃工藝、電化學(xué)/O₃工藝等，其本質(zhì)都是產(chǎn)生了氧化性更強(qiáng)、選擇性較低的羥 基自由基，因此能降解各類廢水中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可生化性低的污染物。跟其他高級(jí)氧化技術(shù)相比，臭氧氧化技術(shù)具備氧化能力強(qiáng)，反應(yīng)時(shí)間短，無(wú)二次污染等特點(diǎn)，在穩(wěn)定性強(qiáng)難降解污染處理方面具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在處理印染、焦化、化工、石化、制藥、垃圾滲濾液、農(nóng)藥等有難降解有機(jī)物方面前景廣闊。

但目前臭氧高級(jí)氧化技術(shù)仍存在問(wèn)題：

首先，臭氧能耗較高，產(chǎn)率較低，臭氧的發(fā)生成本較高；

同時(shí)，臭氧溶解度低(在常溫下大約在10mg/L左右)，利用率并不高；

其次，臭氧將有機(jī)物徹底礦化的效率還有待提高。

另外，催化劑成本高，使用壽命短。技術(shù)聯(lián)合時(shí)設(shè)備建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用高，操作難度大，運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一方面，本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種臭氧電磁催化氧化污水處理技術(shù)方案，提高臭氧催化氧化污水的效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種臭氧電磁催化氧化污水處理裝置，包括：電磁脈沖發(fā)生器和電磁換能器；

所述電磁脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生模擬變頻直流脈沖信號(hào)，將所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)輸送至所述電磁換能器上；

所述電磁換能器，用于根據(jù)所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)的頻率變化，產(chǎn)生變頻直流脈沖電磁場(chǎng)，通過(guò)所述變頻直流脈沖電磁場(chǎng)對(duì)流經(jīng)所述電磁換能器中的溶解了臭氧的污水進(jìn)行協(xié)同氧化處理，以提高臭氧在污水中產(chǎn)生的羥基自由基的量。

優(yōu)選地，所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)的振蕩頻率與污水中的水分子頻率相同。

優(yōu)選地，所述電磁脈沖發(fā)生器包括：外部連接端口，用于獲取外部輸入的變頻直流脈沖信息；可編程微處理器，用于根據(jù)所述變頻直流脈沖信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程，產(chǎn)生PWM變頻調(diào)制信號(hào)；脈沖頻率調(diào)制電路，用于根據(jù)所述PWM變頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻率調(diào)制，產(chǎn)生數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)；脈沖放大電路， 用于對(duì)所述數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)節(jié)；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，用于將放大調(diào)節(jié)后的數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)。

優(yōu)選地，所述電磁換能器包括流體金屬管和一組或多組電線繞組線圈；所述電線繞組線圈分別纏繞于所述流體金屬管上；所述流體金屬管設(shè)有流體金屬管壁；

所述電線繞組線圈，用于根據(jù)所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)的頻率變化，產(chǎn)生電磁感應(yīng)獲得電磁能；通過(guò)所述電磁能直接作用于所述流體金屬管壁與所述流體金屬管中的溶解了臭氧的污水之間。

優(yōu)選地，所述電線繞組線圈，還用于通過(guò)所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)作用在所述電線繞組線圈處發(fā)生電聲轉(zhuǎn)換，獲得類超聲波頻段的聲能。

優(yōu)選地，所述臭氧催化氧化污水處理裝置還包括水泵，所述水泵將含有臭氧的污水泵入所述流體金屬管。

在上述技術(shù)方案中，水分子是極性分子，在磁場(chǎng)和頻率的作用下，其氫鍵夾角的發(fā)生改變，小于標(biāo)準(zhǔn)的104.5度。此記憶時(shí)間可持續(xù)5到120小時(shí)。夾角的改變首先使水分子無(wú)法締結(jié)成大的分子團(tuán)，只能形成短分子鏈。紊流的水流與磁力線形成切割，可將水分子團(tuán)打散，形成小分子鏈。水分子團(tuán)的氫鍵作用被破壞，產(chǎn)生微量的·OH，提高水體氧化性能。電磁場(chǎng)與一定流速的流體形成磁力線切割，不僅可將流體中的水分子團(tuán)打散，形成小分子鏈，同時(shí)還可以改變有機(jī)污染物分子和離子氛的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，而針對(duì)含有臭氧的水可以提高臭氧在污水中產(chǎn)生羥基自由基的含量，使原有氧化效率得到進(jìn)一步提高。

具體地，在上述技術(shù)方案中，臭氧電磁催化氧化污水處理裝置，對(duì)處理的含臭氧的污水起到以下作用：

1)電磁場(chǎng)作用：

電磁場(chǎng)與一定流速的流體形成磁力線切割，可將流體中的水分子團(tuán)打散，形成小分子鏈，改變了污水中水分子、有機(jī)污染物分子和離子氛的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，而針對(duì)含有臭氧的水可以提高臭氧在污水中產(chǎn)生·OH(即羥基自由基)的數(shù)量， 使原有氧化效率得到進(jìn)一步提高。

2)頻率作用：

中低頻率部分可通過(guò)與管道的協(xié)振與水流產(chǎn)生共振效應(yīng)，使流體的擾流效應(yīng)加大。增加了水的紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，使得臭氧傳質(zhì)速率常數(shù)增大，從而使得臭氧與有機(jī)物充分接觸反應(yīng)，提高氧化去除能力。

超聲部分的頻率可以在局部管道腔體產(chǎn)生空化與微氣泡作用，管道中流體在電磁輻射超聲波段作用下產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，形成空化效應(yīng)?？栈萜屏芽舍尫懦鼍薮蟮哪芰?，產(chǎn)生局部高溫高壓，使得高分子有機(jī)物化學(xué)鍵斷裂、分解，產(chǎn)生大量自由基。另一方面，超聲波機(jī)械剪切作用可將含臭氧的氣泡粉碎成微氣泡，提高臭氧與水的接觸面積，同時(shí)增加水的混合程度和紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，從而提高臭氧的傳質(zhì)速率，增加液相中臭氧的濃度。

另一方面，本實(shí)用新型還提供了一種臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)，包括臭氧發(fā)生器、氧化接觸塔以及上述所述的臭氧電磁催化氧化污水處理裝置；

氧化接觸塔上設(shè)有允許待處理污水進(jìn)入其內(nèi)的原水入口和允許經(jīng)氧化處理的水從其內(nèi)流出的氧化接觸塔出水口；

氧化接觸塔上還設(shè)有臭氧入口，臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)射口與所述臭氧入口連通，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的富含臭氧的氣體經(jīng)臭氧入口進(jìn)入氧化接觸塔內(nèi)；

進(jìn)入承壓式接觸氧化塔的污水與臭氧接觸，經(jīng)承壓式氧化接觸塔的含臭氧污水出口進(jìn)入臭氧電磁催化氧化污水處理裝置，經(jīng)臭氧電磁催化氧化污水處理裝置協(xié)同強(qiáng)化處理后的污水經(jīng)內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口流回氧化接觸塔，經(jīng)氧化接觸塔再次進(jìn)入臭氧電磁催化氧化污水處理裝置，循環(huán)往復(fù)數(shù)次后，處理后的水從污水出口排出。

優(yōu)選地，所述臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)還包括氧化穩(wěn)定池，氧化穩(wěn)定池的入水口與氧化接觸塔出水口連通。

優(yōu)選地，所述臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)還包括尾氣凈化裝置，排出的尾氣進(jìn)入尾氣凈化裝置進(jìn)行處理。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型提供了一種臭氧電磁催化氧化污水處理技術(shù)方案，所述臭氧電磁催化氧化污水處理技術(shù)方案特別適用于煉油廢水的處理。與傳統(tǒng)的臭氧催化氧化技術(shù)相比，該技術(shù)增加了電磁催化系統(tǒng)，通過(guò)電磁場(chǎng)切變作用改變污水中水分子、有機(jī)污染物分子、離子氛的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)臭氧的轉(zhuǎn)換和處理效能，在提高臭氧與有機(jī)污染物反應(yīng)速率的同時(shí)，可激發(fā)臭氧產(chǎn)生更多的羥基自由基。本實(shí)用新型所述臭氧電磁催化氧化污水處理技術(shù)能有效替代傳統(tǒng)催化劑和超聲波的使用，或者能夠放大傳統(tǒng)催化劑的催化效應(yīng)，顯著提高臭氧氧化效率，有效去除污水中的難降解有機(jī)污染物，同時(shí)避免催化劑和系統(tǒng)不穩(wěn)定性所帶來(lái)的不良影響。本實(shí)用新型所述臭氧電磁催化氧化污水處理技術(shù)可大幅度降低臭氧的投加量，顯著降低工程投資和運(yùn)行成本，具有高效節(jié)能、建設(shè)費(fèi)用和成本較低、反應(yīng)條件溫和、不會(huì)產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所述臭氧電磁催化氧化污水處理裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型提供的電磁脈沖發(fā)生器的一種可實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、臭氧電磁催化氧化污水處理裝置；2、臭氧發(fā)生器；3、氧化接觸塔；4、止回閥；5、截止閥；6、原水進(jìn)水；7、臭氧入口；8、原水入口；9、內(nèi)循環(huán)水出水口；10、臭氧電磁催化氧化污水處理裝置的進(jìn)液口；11、臭氧電磁催化氧化污水處理裝置的出液口；12、內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口；13、氧化接觸塔出水口；14、尾氣；15、氧化穩(wěn)定池的入水口；16、氧化穩(wěn)定池；17、氧化穩(wěn)定池出水口；101、電磁脈沖發(fā)生器；102、電磁換能器；103、水泵；1021流體金屬管；1022、電線繞組線圈；1023、電線繞組線圈；1011、外部連接端口；1012、可編程微處理器；1013、脈沖頻率調(diào)制電路；1014、脈沖放大電路；1015、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；1016、脈沖強(qiáng)度調(diào)節(jié)電路；1017、第一電線繞組線圈；1018、第二電線繞組線圈。

具體實(shí)施方式

為更好的說(shuō)明本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖1，是本實(shí)用新型提供的臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體地，所述臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)主體包括臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1、臭氧發(fā)生器2和氧化接觸塔3。

氧化接觸塔3上設(shè)有允許待處理原水進(jìn)入其內(nèi)的原水入口8和允許氧化處理后的污水從其內(nèi)流出的氧化接觸塔出水口13；

氧化接觸塔3上還設(shè)有臭氧入口7，臭氧發(fā)生器2的臭氧發(fā)射口與所述臭氧入口7連通，臭氧發(fā)生器2產(chǎn)生的臭氧經(jīng)臭氧入口7進(jìn)入氧化接觸塔3內(nèi)；

氧化接觸塔3上還設(shè)有內(nèi)循環(huán)水出水口9和內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口12，內(nèi)循環(huán)水出水口9與臭氧電磁催化氧化污水處理裝置的進(jìn)液口10連通，內(nèi)循環(huán)水出水口9允許污水從氧化接觸塔3流入臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1；內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口12與臭氧電磁催化氧化污水處理裝置的出液口11連通，內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口12允許臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1處理后的污水流入氧化接觸塔3內(nèi)。氧化接觸塔3優(yōu)選為承壓式氧化接觸塔。

優(yōu)選地，原水入口8、和內(nèi)循環(huán)水出水口9設(shè)置于氧化接觸塔3的下部，臭氧入口7、氧化接觸塔出水口13和內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口12設(shè)置于氧化接觸塔3的上部，氧化接觸塔出水口13的位置高于內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口12的位置。

待處理原水從原水入口8進(jìn)入氧化接觸塔3，富含臭氧的氣體從臭氧入口7進(jìn)入氧化接觸塔3，富含臭氧的氣體下行與待處理原水接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)，氧化接觸塔內(nèi)溶解了臭氧的污水經(jīng)過(guò)內(nèi)循環(huán)水出水口9進(jìn)入臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1，經(jīng)臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1協(xié)同強(qiáng)化處理后的污水經(jīng)內(nèi)循環(huán)水進(jìn)水口12流回氧化接觸塔3，經(jīng)氧化接觸塔3再次進(jìn)入臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1，循環(huán)往復(fù)數(shù)次后，氧化處理后的水從氧化接觸塔出水 口13排出。

進(jìn)一步地，臭氧發(fā)生器2的臭氧發(fā)射口與氧化接觸塔3的臭氧入口之間設(shè)有止回閥4，氧化接觸塔3上的污水入口前端設(shè)有截止閥5。

污水6經(jīng)過(guò)截止閥5進(jìn)入氧化接觸塔3，臭氧發(fā)生器2中的富含臭氧的氣體經(jīng)過(guò)止回閥4進(jìn)入氧化接觸塔3，富含臭氧的氣體與污水在氧化接觸塔3中發(fā)生部分氧化反應(yīng)，并有少量臭氧溶解于污水中，溶解了臭氧的污水從氧化接觸塔3的下部流出，進(jìn)入臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1，經(jīng)過(guò)磁化處理，激發(fā)臭氧產(chǎn)生大量的羥基自由基，同時(shí)改變了污水中水分子、有機(jī)污染物分子、離子氛的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，使從臭氧電磁催化氧化污水處理裝置1流出的磁化處理的污水，在進(jìn)入氧化接觸塔3后，被臭氧的催化氧化效率大大地提高了，處理后的水從氧化接觸塔3從氧化接觸塔出水口13流出，氧化產(chǎn)生的尾氣從氧化接觸塔3的頂部排出。

優(yōu)選地，臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)還設(shè)置尾氣凈化裝置，氧化產(chǎn)生的尾氣從氧化接觸塔3的頂部排出后可以進(jìn)入尾氣凈化裝置進(jìn)行尾氣處理。

優(yōu)選地，本實(shí)施例提供的臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)還可設(shè)置氧化穩(wěn)定池16，氧化穩(wěn)定池的入水口15與氧化接觸塔3的污水出口連通。經(jīng)氧化穩(wěn)定池16處理后的水水從氧化穩(wěn)定池出水口17排出。進(jìn)一步地，所述氧化穩(wěn)定池16上安裝有尾氣凈化裝置，氧化產(chǎn)生的尾氣14經(jīng)尾氣凈化裝置排出。

實(shí)施例2

參見(jiàn)圖2，是本實(shí)用新型提供的臭氧電磁催化氧化污水處理裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)施例提供的臭氧電磁催化氧化污水處理裝置，包括：電磁脈沖發(fā)生器101和電磁換能器102。

所述電磁脈沖發(fā)生器101，用于產(chǎn)生模擬變頻直流脈沖信號(hào)，將所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)輸送至所述電磁換能器102上。

所述電磁換能器102，用于根據(jù)所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)的頻率變化，產(chǎn)生變頻直流脈沖電磁場(chǎng)，通過(guò)所述變頻直流脈沖電磁場(chǎng)對(duì)流經(jīng)所述電磁換能器102中的溶解了臭氧的污水進(jìn)行處理，以將污水中的水分子團(tuán)切割成短分子鏈并提高臭氧在污水中產(chǎn)生的羥基自由基的含量。

在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)的振蕩頻率包括中低頻頻段和超聲頻段，中低頻段可以加劇水的紊流，影響水分子及離子間的各種作用力，使其活躍度增強(qiáng)；超聲頻段可在處理器腔體內(nèi)產(chǎn)生超聲波及空化效應(yīng)，空化泡破裂可釋放出巨大的能量，產(chǎn)生局部高溫高壓，使得高分子有機(jī)物化學(xué)鍵斷裂、分解，產(chǎn)生大量自由基。另一方面，超聲波機(jī)械剪切作用可將含臭氧的氣泡粉碎成微氣泡，提高臭氧與水的接觸面積，同時(shí)增加水的混合程度和紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，從而提高臭氧的傳質(zhì)速率，增加液相中臭氧的濃度。

優(yōu)選地，所述變頻直流脈沖電磁場(chǎng)的低頻頻率范圍可為1Hz～1KHz；變頻直流脈沖電磁場(chǎng)的中頻頻率范圍可為1KHz～12KHz；變頻直流脈沖電磁場(chǎng)的高頻頻率范圍可為12KHz～60KHz，從而可以利用頻率可變的電磁場(chǎng)對(duì)流體處理中的不同物質(zhì)進(jìn)行處理。

優(yōu)選地，所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)的振蕩頻率與污水中的水分子頻率相同。通過(guò)控制產(chǎn)生與水分子相同或近似的頻率的脈沖信號(hào)，利用頻率共振原理對(duì)水分子產(chǎn)生擾流，增加了水的紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，使得臭氧傳質(zhì)速率常數(shù)增大。

進(jìn)一步地，所述電磁換能器102，包括流體金屬管1021和電線繞組線圈(1022和1023)；電線繞組線圈(1022和1023)分別纏繞于所述流體金屬管1021上；所述流體金屬管1021設(shè)有流體金屬管壁(圖中未標(biāo)出)和金屬管道內(nèi)部腔體(圖中未標(biāo)出)；所述電線繞組線圈(1022和1023)，用于根據(jù)所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)的頻率變化，產(chǎn)生電磁感應(yīng)獲得電磁能；通過(guò)所述電磁能直接作用于所述流體金屬管壁(圖中未標(biāo)出)與所述流體金屬管1021中的溶解了臭氧的污水之間。

進(jìn)一步地，所述電線繞組線圈(1022和1023)，還用于通過(guò)所述模擬變頻 直流脈沖信號(hào)作用在所述電線繞組線圈(1022和1023)處發(fā)生電聲轉(zhuǎn)換，獲得超聲波頻段的聲能。當(dāng)電磁場(chǎng)頻率范圍超出20KHz時(shí)，電線繞組線圈即可產(chǎn)生超聲波，即獲得類超聲波頻段的聲能。超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，在水處理過(guò)程中，可以通過(guò)超聲波殺死微生物體，從而實(shí)現(xiàn)殺菌等目的。同時(shí)超聲部分的頻率可以在局部管道腔體產(chǎn)生空化與微氣泡作用?？栈萜屏芽舍尫懦鼍薮蟮哪芰?，產(chǎn)生局部高溫高壓，使得高分子有機(jī)物化學(xué)鍵斷裂、分解，產(chǎn)生大量自由基。另一方面，超聲波機(jī)械剪切作用可將含臭氧的氣泡粉碎成微氣泡，提高臭氧與水的接觸面積，同時(shí)增加水的混合程度和紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，從而提高臭氧的傳質(zhì)速率，增加液相中臭氧的濃度。

具體實(shí)施時(shí)，第一電線繞組線圈1022和第二電線繞組線圈1023形成共鳴線圈，能在流體金屬管壁(圖中未標(biāo)出)與金屬管道內(nèi)部腔體(圖中未標(biāo)出)中的流體之間構(gòu)成變頻直流脈沖電磁場(chǎng)的實(shí)際作用區(qū)域，電磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁力線與金屬管道內(nèi)部腔體1212中的流體垂直切割，可將水分子團(tuán)打散，形成小分子鏈。水分子團(tuán)的氫鍵作用被破壞，產(chǎn)生微量羥基自由基，提高水體氧化性能。

優(yōu)選地，所述第一電線繞組線圈1022和第二電線繞組線圈1023的纏繞匣數(shù)相同，纏繞方向相同。類超聲波頻段變頻直流脈沖信號(hào)通過(guò)所述第一電線繞組線圈1022和第二電線繞組線圈1023時(shí)轉(zhuǎn)換為電磁波和超聲波，由于第一電線繞組線圈1022和第二電線繞組線圈1023纏繞的匣數(shù)相同且纏繞方向相同，因而產(chǎn)生互感作用，大大加強(qiáng)了電磁波和超聲波的轉(zhuǎn)換效率。

進(jìn)一步地，第一電線繞組線圈1022和第二電線繞組線圈1023為帶有絕緣層的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線的導(dǎo)體截面面積優(yōu)選為1～6mm²。

需要說(shuō)明的是，第一電線繞組線圈1022和第二電線繞組線圈1023所產(chǎn)生的電磁波輻射到流體金屬管1021時(shí)，所述流體金屬管1021必須能被電磁場(chǎng)穿過(guò)，因而所述流體金屬管1021必須為鐵管等能被磁化的金屬管。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例提供的臭氧催化氧化污水處理裝置還包括水泵103，水泵的作用是將溶解了臭氧的污水泵入流體金屬管1021。水泵優(yōu)選為高速循環(huán)水泵。溶解了臭氧的污水在流體金屬管1021中的流速優(yōu)選為2～2.5m s^-1。

具體地，臭氧電磁催化氧化污水處理裝置，對(duì)污水起到以下作用：

1)電磁場(chǎng)作用：

電磁場(chǎng)與一定流速的流體形成磁力線切割，可將流體中的水分子團(tuán)打散，形成小分子鏈，改變了污水中水分子、有機(jī)污染物分子和離子氛的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以促進(jìn)提高臭氧在污水中產(chǎn)生·OH(即羥基自由基)的數(shù)量，使原有氧化效率得到進(jìn)一步提高。

2)頻率作用：

中低頻率部分可通過(guò)與管道的協(xié)振與水流產(chǎn)生共振效應(yīng)，使流體的擾流效應(yīng)加大。增加了水的紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，使得臭氧傳質(zhì)速率常數(shù)增大，從而使得臭氧與有機(jī)物充分接觸反應(yīng)，提高氧化去除能力。

超聲部分的頻率可以在局部管道腔體產(chǎn)生空化與微氣泡作用，管道中流體在電磁輻射超聲波段作用下產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，形成空化效應(yīng)?？栈萜屏芽舍尫懦鼍薮蟮哪芰?，產(chǎn)生局部高溫高壓，使得高分子有機(jī)物化學(xué)鍵斷裂、分解，產(chǎn)生大量自由基。另一方面，超聲波機(jī)械剪切作用可將含臭氧的氣泡粉碎成微氣泡，提高臭氧與水的接觸面積，同時(shí)增加水的混合程度和紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，從而提高臭氧的傳質(zhì)速率，增加液相中臭氧的濃度。

實(shí)施例3

參看圖3，是本實(shí)用新型提供的電磁脈沖發(fā)生器的一種可實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施時(shí)，在所述的污水處理裝置1中，優(yōu)選地，所述電磁脈沖發(fā)生器101包括：

外部連接端口1011，用于獲取外部輸入的變頻直流脈沖信息；

可編程微處理器1012，用于根據(jù)所述變頻直流脈沖信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程，產(chǎn)生PWM變頻調(diào)制信號(hào)；根據(jù)所述變頻直流脈沖信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程，產(chǎn)生PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)變頻調(diào)制信號(hào)。本實(shí)施例中將該變頻調(diào)制信號(hào)優(yōu)選為PWM波，其原因主要為可以利用PWM波靈活可變的占空比來(lái) 控制次級(jí)電路的啟動(dòng)與關(guān)閉，從而產(chǎn)生頻率即時(shí)變化的脈沖信號(hào)。用戶可以通過(guò)改變PWM波的占空比實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)模擬變頻直流脈沖信號(hào)的頻率調(diào)制；

脈沖頻率調(diào)制電路1013，用于根據(jù)所述PWM變頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻率調(diào)制，產(chǎn)生數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)；

脈沖放大電路1014，用于對(duì)所述數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)節(jié)；在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)的幅值和功率較小，為適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)合，需要進(jìn)一步對(duì)所述數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)節(jié)，相應(yīng)地改變了數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)的功率；經(jīng)過(guò)放大調(diào)節(jié)后的數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生模擬變頻直流脈沖信號(hào)，用戶即可利用一定頻率的模擬變頻直流脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)各流體技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用；

數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1015，用于將放大調(diào)節(jié)后的數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得所述模擬變頻直流脈沖信號(hào)。在水處理技術(shù)領(lǐng)域中，由于需要將脈沖信號(hào)應(yīng)用至電磁場(chǎng)的電感元件中以產(chǎn)生變頻電磁場(chǎng)，因此需要獲取模擬的變頻直流脈沖信號(hào)而非數(shù)字的變頻直流脈沖信號(hào)。模擬變頻直流脈沖信號(hào)可以直接作用于電磁換能器；根據(jù)模擬變頻直流脈沖信號(hào)的頻率變化，所述電磁換能器根據(jù)電磁感應(yīng)原理即可產(chǎn)生變頻直流脈沖電磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)所述變頻直流脈沖電磁場(chǎng)對(duì)流經(jīng)所述電磁換能器中的流體進(jìn)行相應(yīng)的處理。

電磁脈沖發(fā)生器101還包括脈沖強(qiáng)度調(diào)節(jié)電路1016，用于對(duì)變頻直流脈沖的電壓信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述脈沖強(qiáng)度調(diào)節(jié)電路1016輸出的脈沖信號(hào)強(qiáng)度范圍為12V～96V。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例提供的脈沖強(qiáng)度調(diào)節(jié)電路1016可以根據(jù)用戶需求產(chǎn)生不限于上述強(qiáng)度范圍的其他脈沖信號(hào)，如0.5V～0.6V、1V～2V、或9.5V～10V等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)脈沖信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例不僅可以通過(guò)脈沖放大電路1015進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，還可以通過(guò)脈沖強(qiáng)度調(diào)節(jié)電路1016實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁脈沖信號(hào)的電壓強(qiáng)度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)在極低功率(如100瓦左右)下低碳環(huán)保的全功能、長(zhǎng)效流體處理。

在本實(shí)施例中，電磁脈沖發(fā)生器101所產(chǎn)生的模擬變頻直流脈沖信號(hào)最終將經(jīng)過(guò)脈沖輸出端(圖中未標(biāo)出)傳遞至電磁換能器102上。

具體實(shí)施時(shí)，在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，外部連接端口1011、可編程微處理器1012、脈沖頻率調(diào)制電路1013和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1015均為數(shù)字電路而集成在一個(gè)數(shù)字電路板上；脈沖放大電路1014作為模擬電路而獨(dú)立集成。其優(yōu)點(diǎn)包括：一方面，可以避免模擬電路中的脈沖放大電路與數(shù)字電路中的各種元件產(chǎn)出相互干擾，從而影響所述變頻直流脈沖除垢器的性能；另一方面，還可以避免數(shù)字變頻直流脈沖信號(hào)與模擬變頻直流脈沖信號(hào)之間的相互干擾。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，所述的污水處理裝置還包括供電裝置(圖中未示出)，用于對(duì)電磁脈沖發(fā)生器101進(jìn)行供電。在本實(shí)施例中，由于電磁脈沖發(fā)生器101內(nèi)部可同時(shí)存在數(shù)字電路和模擬電路，因此，供電裝置同樣需要獨(dú)立設(shè)計(jì)有數(shù)字電源和模擬電源，以便于對(duì)上述數(shù)字電路和模擬電路進(jìn)行獨(dú)立供電。其中，所述數(shù)字電源，用于對(duì)數(shù)字電路(包括：所述可編程微處理器、所述脈沖頻率調(diào)制電路和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路)進(jìn)行供電；所述模擬電源，用于對(duì)模擬電路(主要包括所述脈沖放大電路)進(jìn)行供電。具體地，供電裝置可以為標(biāo)準(zhǔn)220V交流電源。

實(shí)施例4

表1為本實(shí)用新型所述臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的臭氧催化氧化污水處理的系統(tǒng)的對(duì)比。

表1臭氧電磁催化氧化污水處理的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的臭氧催化氧化污水處理的系統(tǒng)的對(duì)比

本實(shí)用新型提供了一種臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)，所述臭氧電磁催化氧化污水處理系統(tǒng)特別適用于煉油廢水的處理。與傳統(tǒng)的臭氧催化氧化技術(shù)相比，該技術(shù)增加了電磁催化系統(tǒng)，通過(guò)電磁場(chǎng)切變作用改變污水中水分子、有機(jī)污染物分子、離子氛的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)臭氧的轉(zhuǎn)換和處理效能，在提高臭氧與有機(jī)污染物反應(yīng)速率的同時(shí)，可激發(fā)臭氧產(chǎn)生更多的羥基自由基。本實(shí)用新型所述臭氧電磁催化氧化污水處理技術(shù)能有效替代傳統(tǒng)催化劑和超聲波的使用，或者能夠放大傳統(tǒng)催化劑的催化效應(yīng)，顯著提高臭氧氧化效率，有效去除污水中的難降解有機(jī)污染物，同時(shí)避免催化劑和系統(tǒng)不穩(wěn)定性所帶來(lái)的不良影響。本實(shí)用新型所述臭氧電磁催化氧化污水處理技術(shù)可大幅度降低臭氧的投加量，顯著降低工程投資和運(yùn)行成本，具有高效節(jié)能、建設(shè)費(fèi)用和成本較低、反應(yīng)條件溫和、不會(huì)產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

最后所應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。