陶瓷膜曝气装置、适用于微纳米曝气的臭氧接触池及曝气方法

1.本发明涉及水处理设备技术领域，具体为一种陶瓷膜曝气装置、适用于微纳米曝气的臭氧接触池及曝气方法。


背景技术：

2.臭氧（o3）具有极强的氧化能力，是水处理领域最常用的氧化剂之一，其与活性炭联用组成的臭氧—生物活性炭深度处理工艺，近年来在我国的饮用水处理厂中得到了广泛应用，同时，臭氧的使用也显著的增加了水处理成本。饮用水厂的臭氧接触池大多采用微孔曝气的方式投加臭氧，微孔曝气产生的气泡为毫米级（平均直径＞5 mm），上升速度较快，传质效率低，故臭氧接触池的设计均较深且多采取二至三段投加以延长接触时间。降低气泡的尺寸能够有效提高臭氧的传质效率，降低臭氧的投加量。直径小于50 μm的气泡被称为微纳米气泡（micro-nano bubble, mnbs），相比于微孔曝气所产生的毫米级气泡，mnbs在水中的停留时间长，比表面积大，传质效率高，可产生更多的活性氧（ros），从而强化臭氧对各类污染物的氧化降解效率。
3.mnbs通常由溶气释气法或分散气体法产生，这两种方式均需要先将气体与水加压混合再进行释放，但溶气泵或高压水泵的使用会显著增加建设成本和运行成本。中空平板陶瓷膜是近年来新兴的一种膜材料，具有极强的化学稳定性以及机械强度，膜上大量的微孔能够对气体进行切割，平均孔径小于100 nm的陶瓷膜能够在合适的压力下能够直接有效的产生mnbs，避免了溶气泵等高能耗设备的使用，能够显著降低臭氧微纳米气泡（o
3-mnbs）的产生成本。
4.同时，常规的臭氧接触池设计并不适合mnbs的曝气方式（传统臭氧接触池结构参见《给水排水设计手册 第3册城镇给水》第二版第12章），常规的臭氧接触池采用钛板曝气头，产生的臭氧气泡为毫米级，上升速度极快，气泡产生后迅速由接触区水面溢出，几乎不会进入反应区。而mnbs上升速度较慢，极易受水流速度的影响，故将o
3-mnbs直接投加至常规臭氧接触池时，o
3-mnbs受流速影响，其运动方向与水流流向相同，无法逆流上升进入接触段，而是直接进入反应段，受水流影响迅速上升，导致微气泡扩散效率下降，难以发挥o
3-mnbs的优势。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中臭氧接触池不适合微纳米气泡曝气，而提供一种适用于臭氧接触池、进行微纳米曝气的陶瓷膜曝气装置、在臭氧接触池进行微纳米曝气的方法，利用mnbs具有较高的内压、较大的比表面积及mnbs坍塌过程中产生的大量羟基自由基的特点，提高臭氧传质效率的同时，提高羟基自由基产率，以强化难降解有机物的氧化效率。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种陶瓷膜曝气装置，与臭氧发生器连通，设置于臭氧接触池中，用于向臭氧接触池中曝气，所述曝气装置包括上底座和下底座，上底座和下底座之间平行间隔设置有多个平板陶瓷膜，平板陶瓷膜和上底座内部都具有进气腔，且平板陶瓷膜和上底座内部的进气腔相通，上底座连接有进气管，进气管连通臭氧发生器与上底座；所述平板陶瓷膜为表面平均孔径小于100 nm的三氧化二铝陶瓷膜。
7.三氧化二铝还能有效提高催化臭氧产生羟基自由基的速率。
8.优选地，多个平板陶瓷膜可拆卸式连接在上底座和下底座之间，方便平板陶瓷膜拆卸下来清洗、更换。
9.优选地，所述曝气装置还包括多个上夹具和下夹具，每个上夹具活动连接在上底座的下底面，每个下夹具活动连接在下底座的上底面，每个平板陶瓷膜上、下端相应卡设在上夹具和下夹具中；其中，上夹具和下夹具整体为长条形平板结构，上夹具下底面具有两个向下凸起的卡头，下夹具上底面具有两个向上凸起的卡头，两个卡头分别位于上夹具和下夹具长度方向的两端，上夹具两个卡头之间的底面开设有长条形的出气孔，且上夹具内部具有与上底座内部进气腔相通的腔体；平板陶瓷膜内部具有空腔，平板陶瓷膜上端开设有进气孔，平板陶瓷膜上端卡接在上夹具的两个卡头之间，且上端与上夹具的下底面密封接触，上夹具的长条形出气孔与平板陶瓷膜的进气孔连通，通过进气孔与上夹具内部及上底座连通。
10.进一步地，上底座和下底座整体为长方体平板结构，具有上、下底面、左、右端面和前、后端面共六个侧面，其中，上底座的左/右端面连接进气管，上底座的下底面、下底座的上底面都间隔连接有多个t字形的导轨，上底座的导轨为上导轨，下底座的导轨为下导轨；上/下导轨的两端端面呈t字形，每个导轨包括一个竖板和一个水平板，竖板固定连接在上/下底座的下/上底面，相邻两个上导轨之间形成一个端面呈t字形的滑槽，相邻两个下导轨之间形成一个端面呈倒t字形的滑槽，上夹具滑动卡设在上导轨形成的滑槽中，下夹具滑动卡设在下导轨形成的滑槽中；上底座的前/后端面向下沿伸、与下底面一起形成用于限制上夹具的限位板，且相邻两个上导轨之间的限位板上都连接有一个气动快速接头母体，气动快速接头母体与上底座的进气腔相通；上夹具的相应一端设置有与气动快速接头母体匹配连接的气动快速接头子体，通过气动快速接头母体与气动快速接头子体的连接，连通上底座、上夹具及平板陶瓷膜；下底座的前/后端面向上沿伸、与上底面一起形成用于限制下夹具的限位板。
11.一种适用于微纳米曝气的臭氧接触池，包括池体和臭氧发生器，池体的两侧分别设置有进水管和出水管，池体上设置有盖板，池体内沿水流方向依次设置有多个处理单元，每个处理单元包括一曝气段和一反应段，水流依次经过曝气段和反应段；曝气段包括两个导流墙和设置在两个导流墙之间的陶瓷膜曝气装置，靠近进水管的处理单元为第一个处理单元，第一个处理单元的第一道导流墙与池体侧壁之间具有间距，形成进水廊道；处理单元的第一道导流墙底端与池体底部连接，在第一道导流墙顶端与盖板之间设有开口一，第二道导流墙顶端与盖板连接，在第二道导流墙底端与池体底部之间设有开口二，陶瓷膜曝气装置设置在第一道导流墙与第二道导流墙之间、并位于靠近导流墙高度方向的中部位置，臭氧发生器产生的臭氧通过管道输送至陶瓷膜曝气装置内部；反应段包括设置在第二道导流墙之后的斜板，斜板位于上一个处理单元的第二道导流墙与下一个处理单元的第一道导
流墙之间。
12.平板陶瓷膜间距均匀地安装在曝气段中部而非底部，产生的o
3-mnbs在合适的流速下随水流向下流动，充分利用接触区的停留时间使进水与o
3-mnbs高效混合。
13.斜板可以大大增加mnbs的上升路径，延长其在反应段中的停留接触时间。
14.优选地，曝气段中部设置的陶瓷膜微纳米曝气组件，可根据设计水量适当增加或减少陶瓷膜微纳米曝气组件的数量。
15.进一步地，在开口二处安装有穿孔花墙，穿孔花墙可以使o
3-mnbs均匀地分布在进水截面上，使其能够在反应段沿池宽方向均匀分布，减轻回流现象。
16.进一步地，陶瓷膜曝气装置，包括上底座和下底座，上底座和下底座之间可拆卸、平行间隔设置有多个平板陶瓷膜，平板陶瓷膜和上底座内部都具有相通的进气腔，上底座连接有进气管，进气管连通臭氧发生器与上底座内部进气腔；所述平板陶瓷膜为表面平均孔径小于100 nm的三氧化二铝陶瓷膜。
17.进一步地，上底座和下底座整体为长方体平板结构，具有上、下底面、左、右端面和前、后端面共六个侧面，其中，上底座的左/右端面连接进气管，上底座的下底面、下底座的上底面都间隔连接有多个t字形的导轨，上底座的导轨为上导轨，下底座的导轨为下导轨；上/下导轨的两端端面呈t字形，每个导轨包括一个竖板和一个水平板，竖板固定连接在上/下底座的下/上底面，相邻两个上导轨之间形成一个端面呈t字形的滑槽，相邻两个下导轨之间形成一个端面呈倒t字形的滑槽；所述陶瓷膜曝气装置还包括多个上夹具和下夹具，上夹具和下夹具整体为长条形平板结构，上夹具下底面具有两个向下凸起的卡头，下夹具上底面具有两个向上凸起的卡头，两个卡头分别位于上夹具和下夹具长度方向的两端，上夹具的两个卡头之间的底面开设有长条形的出气孔，且上夹具内部具有与上底座内部进气腔相通的腔体；上夹具滑动卡设在上导轨形成的滑槽中，下夹具滑动卡设在下导轨形成的滑槽中；平板陶瓷膜内部具有进气腔，平板陶瓷膜上端开设有进气孔，平板陶瓷膜上端卡接在上夹具的两个卡头之间，平板陶瓷膜下端卡接在下夹具的两个卡头之间，且平板陶瓷膜上端与上夹具的下底面密封接触，上夹具的长条形出气孔与平板陶瓷膜的进气孔连通，通过进气孔与上夹具内部及上底座连通；上底座的前/后端面向下沿伸、与下底面一起形成用于限制上夹具的限位板，且相邻两个上导轨之间的限位板上都连接有一个气动快速接头母体，气动快速接头母体与上底座的进气腔相通；上夹具的相应一端设置有与气动快速接头母体匹配连接的气动快速接头子体，通过气动快速接头母体与气动快速接头子体的连接，连通上底座、上夹具及平板陶瓷膜；下底座的前/后端面向上沿伸、与上底面一起形成用于限制夹具的限位板。
18.一种臭氧接触池的曝气方法，包括：控制进入臭氧接触池的水流速度为10mm/s，臭氧发生器产生的臭氧以0.10-0.16 mpa的压力输送至陶瓷膜曝气装置进行曝气。
19.进入臭氧接触池的水流速度控制在10 mm/s，可避免mnbs因自身浮力逸出曝气段而无法进入反应段；通过控制进入臭氧接触池的水流速度、导流墙之间的距离、使穿孔花墙处水流速度不低于15 mm/s，可以保证mnbs可以随水流运动至反应段最右侧斜板，确保反应充分进行。
20.本发明与现有技术相比，具有如下有益效果 ：
本发明所述陶瓷膜曝气装置可以产生微纳米气泡，相比于微孔曝气所产生的毫米级气泡，o
3-mnbs在水中的停留时间长，比表面积大，传质效率高，可产生更多的ros，从而强化臭氧对各类污染物的氧化降解效率。
21.本发明所述的臭氧接触池分段设计曝气段和反应段，使进水与o
3-mnbs高效混合，并在反应段沿斜板、池宽方向均匀分布，有效延长o
3-mnbs在水中的运动路径，增加接触时间。
22.本发明所述的曝气方法结合臭氧压力、进水流速、陶瓷膜孔径，能够产生平均粒径小于50 μm的o
3-mnbs，提升臭氧在水中的传质效率、强化自由基生成的同时避免了溶气泵等高能耗设备的使用，能够显著降低o
3-mnbs的产生成本。
附图说明
23.图1为本发明中适用于进行微纳米曝气的臭氧接触池的剖视图结构。
24.图2为臭氧接触池的平面结构示意图。
25.图3为陶瓷膜曝气装置的整体结构示意图。
26.图4为上夹具的整体结构示意图。
27.图5为上夹具的仰视图结构。
28.图6为上底座的整体结构示意图。
29.图7为上底座的剖视图结构。
30.图8为陶瓷膜的整体结构示意图。
31.图9 为本发明实施例所提供的，使用平均孔径为100 nm的三氧化二铝陶瓷膜在臭氧压力为0.10-0.16 mpa条件下得到的微纳米气泡粒径分布图。
32.图10为本发明实施例所提供的，使用平均孔径为200 nm的三氧化二铝陶瓷膜在臭氧压力为0.10-0.16 mpa条件下得到的微纳米气泡粒径分布图。
33.图11 为本发明在压力为0.14 mpa时，使用100 nm陶瓷膜曝气组件所产生的mnbs的照片。
34.图12 为本发明在压力为0.14 mpa时，使用不同孔径陶瓷模的臭氧传质效率对比。
35.图13为本发明实施例所提供的，使用平均孔径为100 nm的三氧化二铝陶瓷膜在臭氧压力为0.14mpa条件下得到的微纳米气泡粒径分布图。
36.图中的附图标号为：进水管1；盖板2；进水廊道3；曝气段4；陶瓷膜曝气装置；开口二6；斜板7；反应段8；出水廊道9；出水管10；进气管11；上底座12；上夹具13；下夹具14；陶瓷膜15；下底座16；出气孔17；进气腔18；进气孔19；穿孔花墙20；耐压臭氧发生器21；氧气管22；上导轨23；下导轨24；气动快速接头母体25；气动快速接头子体26。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1
38.如图1、2所示，臭氧接触池顶部设有盖板2，臭氧接触池相对两侧壁上分别设置进水管1和出水管10，臭氧接触池内沿水流方向依次设置n（n=1，2，3
……
）个处理单元，每个处理单元包括一曝气段4和一反应段8，处理单元的个数记为n个，臭氧接触池包括n个曝气段4和n个反应段8。
39.如图所示，本实施例在臭氧接触池中设2个处理单元，每个处理单元包括一曝气段4和一反应段8，曝气段包括两个导流墙和设置在两个导流墙之间的陶瓷膜曝气装置5。第一个处理单元的第一道导流墙底端与臭氧接触池底部连接，在第一道导流墙与臭氧接触池盖板之间设有开口一，第二道导流墙顶端与臭氧接触池盖板2连接，在第二道导流墙底端与臭氧接触池底部之间设有开口二6，开口二处安装有穿孔花墙20，第一道导流墙与第二道导流墙之间、靠近池底设置陶瓷膜曝气装置5。臭氧接触池侧壁与第一道导流墙之间形成进水廊道3，最后一道导流墙与臭氧接触池侧壁之间形成出水廊道9，第一个处理单元的第二道导流墙与第二个处理单元的第一道导流墙之间设置斜板7，斜板自水流的上游向下游倾斜向上。
40.本实施例在第二个处理单元的斜板后再设置一道导流墙，最后一道导流墙底端与臭氧接触池底部连接，最后一道导流墙顶端与臭氧接触池盖板之间设有开口三，第一处理单元的第二道导流墙与第二个处理单元的第一道导流墙之间、以及第二处理单元的第二道导流墙与最后一道导流墙之间形成反应段。
41.本实施例在第二个处理单元后再设一道导流墙，保证从第二个处理单元穿孔花墙处过来的水不会很快通过出水管流出，并起到挡水作用，使水能通过斜板倾斜向上，并聚集在两道导流墙之间，最终通过这道导流墙溢流到出水廊道。
42.本发明提供的一种臭氧接触池，水从进水管1流入进水廊道3，并由所述进水廊道3的顶部开口一向下流入第一个处理单元的曝气段4，在曝气段4内，经过陶瓷膜曝气装置5，再通过穿孔花墙20流入反应段8，从反应段8的斜板7向上流动并在此过程中与mnbs反应，水聚集在两个导流墙之间，并通过最后一道导流墙顶端开口溢流入出水廊道9，最后通过出水管10排出。
43.液氧站的液氧经过汽发器和减压至适宜压力后通过氧气管22通入耐压臭氧发生器21，耐压臭氧发生器21产生的臭氧由进气管11输送至陶瓷膜曝气装置5内部，通过平板陶瓷膜15表面进行曝气，形成的臭氧纳米微气泡在浮力和水流的共同作用下通过穿孔花墙，进入反应段内，均匀分布并逐渐上升；随着斜板7向上流动，斜板7改变了o
3-mnbs上升路径，延长了其在反应段8中的停留接触时间；经过第一个反应段8内的水通过溢流进入下一个处理单元并重复。
实施例2
44.如图3、6，陶瓷膜曝气装置5包括上底座12和下底座16，上底座12整体为长方体平板结构，具有上底面、下底面、沿长度方向的左端面、右端面和沿宽度方向的前端面和后端面，其中，左端面连接有进气管11，上底座内部具有进气腔18，进气管11与进气腔相通；下端面间隔连接有多个t字形的上导轨23，上导轨的两端端面呈t字形，每个上导轨包括一个竖板和一个水平板，竖板固定连接在上底座的下端面，相邻两个上导轨之间形成一个端面呈t
字形的滑槽，上夹具13滑动卡设在该t字形的滑槽中；后端面向下沿伸、与下底面一起形成用于限制上夹具的限位板，且相邻两个上导轨之间的限位板上都连接有一个气动快速接头母体25，气动快速接头母体与上底座的进气腔相通。
45.如图4、5，上夹具整体为长条形、具有一定厚度的平板结构，其长度与上导轨23的长度相同，宽度为相邻两个上导轨的竖板之间的间距，上夹具下底面具有两个向下凸起的卡头，两个卡头分别位于上夹具长度方向的两端，两个卡头之间的下底面上开设有长条形的出气孔17，平板陶瓷膜15连接在出气孔上。上夹具的一端设置有与气动快速接头母体匹配连接的气动快速接头子体26，上夹具内部具有腔体，出气孔、气动快速接头子体都与腔体连通。
46.下底座16与上底座12的结构一样，整体为长方体平板结构，具有上底面、下底面、沿长度方向的左端面、右端面和沿宽度方向的前端面和后端面，其中，下底座16的上端面设置有下导轨24，下导轨的结构与上导轨相同，竖板固定连接在下底座的上端面，相邻两个下导轨之间形成一个端面呈倒t字形的滑槽，下夹具14滑动卡设在该倒t字形的滑槽中；下底座16的后端面向上沿伸、与上底面一起形成用于限制下夹具的限位板，与上底座的结构相比，差别仅在于下底座内没有设置进气腔、不连接气动快速接头母体、不连接进气管。
47.下夹具14的结构与上夹具的结构差别仅在于，设置方向相反、下夹具14的内部没有空腔、下夹具端部不连接气动快速接头子体26。
48.如图8，平板陶瓷膜15内部具有空腔，其顶部开设有进气孔19，平板陶瓷膜顶部卡接在上夹具的两个卡头之间，且顶部与上夹具的下底面接触，上夹具的长条形出气孔17与平板陶瓷膜15的进气孔密封连通，通过进气孔与上夹具内部连通，平板陶瓷膜底部卡接在下夹具的两个卡头之间，且底部与上夹具两个卡头之间的上底面接触。
49.如图3、7，上夹具13插入上导轨23之间，下夹具14插入下导轨24之间，使气动快速接头子体26插入气动快速接头母体25。通过耐压臭氧发生器21产生的臭氧以一定的压力由进气管11输送至陶瓷膜曝气装置5的进气腔18内部，通过气动快速接头子体26与气动快速接头母体25进入上夹具13内，再通过上夹具13的出气孔17、平板陶瓷膜15的进气孔19进入与平板陶瓷膜15内，最后通过平板陶瓷膜15的微孔切割形成o
3-mnbs进行曝气。
50.平板陶瓷膜15采用三氧化二铝陶瓷膜，表面平均孔径为100 nm，产生的气泡粒径较小，符合mnbs的特征。
实施例3
51.在实施例2所述的陶瓷膜曝气装置、实施例1所述的臭氧接触池的基础上进行曝气的方法，包括：控制进入臭氧接触池的水流速度为10 mm/s，水通过进水廊道3溢流进入曝气段4内，混有o
3-mnbs的水会以不低于15 mm/s的速度通过穿孔花墙20进入反应段8；控制耐压臭氧发生器21产生的臭氧以0.10-0.16 mpa的压力由进气管11输送至平板陶瓷膜内；平板陶瓷膜采用表面平均孔径为100nm的三氧化二铝陶瓷膜。
52.对比例1本对比例与实施例3的区别仅在于，此处使用表面平均孔径为200nm的三氧化二铝陶瓷膜。
53.将实施例3与对比例1作对比，参见图9、10、13，本发明在0.10-0.16 mpa送气压力
下，使用平均孔径为100 nm三氧化二铝陶瓷膜产生的气泡粒径较平均孔径为200 nm三氧化二铝陶瓷膜产生的气泡粒径小，符合mnbs的特征。其中在0.14 mpa条件下产生mnbs的直径与在0.16 mpa条件下产生mnbs的直径相近，处理效果无明显区别，但采用0.14mpa能耗更低，综合效果最好，d
50
为49.11且粒径小于75 μm的占比高达91.71 %，如图13。说明通过本发明曝气产生o
3-mnbs的方法提高了臭氧的传质效率和混合效果，可以降低臭氧投加量，同时还可以避免溶气泵等高能耗设备的使用，能够显著降低o
3-mnbs的产生成本。
54.参见图11、图12，本发明采用微纳米气泡进行臭氧曝气，相比于微孔曝气所产生的毫米级气泡，mnbs在水中的停留时间长，比表面积大，传质效率高，可产生更多的ros，从而强化臭氧对各类污染物的氧化降解效率。本发明采用100 nm陶瓷膜组件进行臭氧微纳米曝气，克服传统臭氧接触池采用的钛板曝气臭氧利用率低的问题。本发明采用升高曝气位置、设置穿孔花墙、增设斜板的方法改进了臭氧接触池的结构，使其更适合mnbs。这些改进增强了mnbs与水的混合效率，使mnbs在接触池中的分布更加均匀，同时进一步降低了mnbs的上升速度，将臭氧利用率最大化。
55.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种陶瓷膜曝气装置，其特征在于，与臭氧发生器连通，设置于臭氧接触池中，用于向臭氧接触池中曝气，所述曝气装置包括上底座和下底座，上底座和下底座之间平行间隔设置有多个平板陶瓷膜，平板陶瓷膜和上底座内部都具有进气腔，且平板陶瓷膜和上底座内部的进气腔相通，上底座连接有进气管，进气管连通臭氧发生器与上底座；所述平板陶瓷膜为表面平均孔径小于100 nm的三氧化二铝陶瓷膜。2.根据权利要求1所述的陶瓷膜曝气装置，其特征在于，多个平板陶瓷膜可拆卸式连接在上底座和下底座之间。3.根据权利要求2所述的陶瓷膜曝气装置，其特征在于，所述曝气装置还包括多个上夹具和下夹具，每个上夹具活动连接在上底座的下底面，每个下夹具活动连接在下底座的上底面，每个平板陶瓷膜上、下端相应卡设在上夹具和下夹具中；其中，上夹具和下夹具整体为长条形平板结构，上夹具下底面具有两个向下凸起的卡头，下夹具上底面具有两个向上凸起的卡头，两个卡头分别位于上夹具和下夹具长度方向的两端，上夹具两个卡头之间的底面开设有长条形的出气孔，且上夹具内部具有与上底座内部进气腔相通的腔体；平板陶瓷膜内部具有空腔，平板陶瓷膜上端开设有进气孔，平板陶瓷膜上端卡接在上夹具的两个卡头之间，且上端与上夹具的下底面密封接触，上夹具的长条形出气孔与平板陶瓷膜的进气孔连通，通过进气孔与上夹具内部及上底座连通。4.根据权利要求3所述的陶瓷膜曝气装置，其特征在于，上底座和下底座整体为长方体平板结构，具有上、下底面、左、右端面和前、后端面共六个侧面，其中，上底座的左/右端面连接进气管，上底座的下底面、下底座的上底面都间隔连接有多个t字形的导轨，上底座的导轨为上导轨，下底座的导轨为下导轨；上/下导轨的两端端面呈t字形，每个导轨包括一个竖板和一个水平板，竖板固定连接在上/下底座的下/上底面，相邻两个上导轨之间形成一个端面呈t字形的滑槽，相邻两个下导轨之间形成一个端面呈倒t字形的滑槽，上夹具滑动卡设在上导轨形成的滑槽中，下夹具滑动卡设在下导轨形成的滑槽中；上底座的前/后端面向下沿伸、与下底面一起形成用于限制上夹具的限位板，且相邻两个上导轨之间的限位板上都连接有一个气动快速接头母体，气动快速接头母体与上底座的进气腔相通；上夹具的相应一端设置有与气动快速接头母体匹配连接的气动快速接头子体，通过气动快速接头母体与气动快速接头子体的连接，连通上底座、上夹具及平板陶瓷膜；下底座的前/后端面向上沿伸、与上底面一起形成用于限制下夹具的限位板。5.适用于微纳米曝气的臭氧接触池，包括池体和臭氧发生器，池体的两侧分别设置有进水管和出水管，其特征在于，池体上设置有盖板，池体内沿水流方向依次设置有多个处理单元，每个处理单元包括一曝气段和一反应段，水流依次经过曝气段和反应段；曝气段包括两个导流墙和设置在两个导流墙之间的陶瓷膜曝气装置，靠近进水管的处理单元为第一个处理单元，第一个处理单元的第一道导流墙与池体侧壁之间具有间距，形成进水廊道；处理单元的第一道导流墙底端与池体底部连接，在第一道导流墙顶端与盖板之间设有开口一，第二道导流墙顶端与盖板连接，在第二道导流墙底端与池体底部之间设有开口二，陶瓷膜曝气装置设置在第一道导流墙与第二道导流墙之间、并位于靠近导流墙高度方向的中部位置，臭氧发生器产生的臭氧通过管道输送至陶瓷膜曝气装置内部；反应段包括设置在第二道导流墙之后的斜板，斜板位于上一个处理单元的第二道导流墙与下一个处理单元的第一
道导流墙之间。6.根据权利要求5所述的适用于微纳米曝气的臭氧接触池，其特征在于，开口二处安装有穿孔花墙，使微纳米气泡均匀地分布在进水截面上，减轻回流现象。7.根据权利要求5所述的适用于微纳米曝气的臭氧接触池，其特征在于，所述陶瓷膜曝气装置，包括上底座和下底座，上底座和下底座之间可拆卸、平行间隔设置有多个平板陶瓷膜，平板陶瓷膜和上底座内部都具有相通的进气腔，上底座连接有进气管，进气管连通臭氧发生器与上底座内部进气腔；所述平板陶瓷膜为表面平均孔径小于100 nm的三氧化二铝陶瓷膜。8.根据权利要求7所述的适用于微纳米曝气的臭氧接触池，其特征在于，上底座和下底座整体为长方体平板结构，具有上、下底面、左、右端面和前、后端面共六个侧面，其中，上底座的左/右端面连接进气管，上底座的下底面、下底座的上底面都间隔连接有多个t字形的导轨，上底座的导轨为上导轨，下底座的导轨为下导轨；上/下导轨的两端端面呈t字形，每个导轨包括一个竖板和一个水平板，竖板固定连接在上/下底座的下/上底面，相邻两个上导轨之间形成一个端面呈t字形的滑槽，相邻两个下导轨之间形成一个端面呈倒t字形的滑槽；所述陶瓷膜曝气装置还包括多个上夹具和下夹具，上夹具和下夹具整体为长条形平板结构，上夹具下底面具有两个向下凸起的卡头，下夹具上底面具有两个向上凸起的卡头，两个卡头分别位于上夹具和下夹具长度方向的两端，上夹具的两个卡头之间的底面开设有长条形的出气孔，且上夹具内部具有与上底座内部进气腔相通的腔体；上夹具滑动卡设在上导轨形成的滑槽中，下夹具滑动卡设在下导轨形成的滑槽中；平板陶瓷膜内部具有进气腔，平板陶瓷膜上端开设有进气孔，平板陶瓷膜上端卡接在上夹具的两个卡头之间，平板陶瓷膜下端卡接在下夹具的两个卡头之间，且平板陶瓷膜上端与上夹具的下底面密封接触，上夹具的长条形出气孔与平板陶瓷膜的进气孔连通，通过进气孔与上夹具内部及上底座连通；上底座的前/后端面向下沿伸、与下底面一起形成用于限制上夹具的限位板，且相邻两个上导轨之间的限位板上都连接有一个气动快速接头母体，气动快速接头母体与上底座的进气腔相通；上夹具的相应一端设置有与气动快速接头母体匹配连接的气动快速接头子体，通过气动快速接头母体与气动快速接头子体的连接，连通上底座、上夹具及平板陶瓷膜；下底座的前/后端面向上沿伸、与上底面一起形成用于限制夹具的限位板。9.一种基于权利要求5所述臭氧接触池的曝气方法，其特征在于，控制进入臭氧接触池的水流速度为10 mm/s，臭氧发生器产生的臭氧以0.10-0.16 mpa的压力输送至陶瓷膜曝气装置进行曝气。

技术总结
本发明公开了一种陶瓷膜曝气装置、适用于微纳米曝气的臭氧接触池及曝气方法，本发明所述陶瓷膜曝气装置可以产生微纳米气泡，相比于微孔曝气所产生的毫米级气泡，O


技术研发人员：林涛 刘威 颜晓姝 苏近民
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2023.05.20
技术公布日：2023/9/5