[實用新型]雙頻超聲化學反應器

無效

• 申請號: 201020299968.6
• 申請日: 2010-08-16
• 公開（公告）號: CN201762139U
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發明（設計）人: 程建萍;唐志國;陳長琦
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本實用新型涉及一種廢水處理裝置，屬于環保設備技術領域，特別是涉及一種雙頻超聲化學反應器。

背景技術

隨著工業化進程的加快，各行業廠礦企業生產過程中排出的污水越來越多，城市水污染日益嚴重。特別是化工、印染行業排放的難降解高濃度有機廢水，成分復雜，有機物濃度高，給處理工藝和設備提出了更高的要求。超聲技術作為一種物理手段和工具，在處理難降解有機污染廢水有著獨特的優勢。超聲降解有機物主要利用聲空化。聲空化是液體中的一種復雜的物理化學現象，液體中的微小泡核在超聲作用下被激化，表現為泡核的振蕩、生長、收縮、最終高速崩潰，崩潰會產生短促的極大高溫、高壓、高強電場。進入空化氣泡中的水蒸氣在高溫和高壓下發生分裂，產生羥基自由基(OH·)、O·、HOO·等強氧化性質；同時，空化泡崩潰產生的沖擊波和射流，使它們擴散到氣液界面和整個溶液中并與有機污染物發生氧化反應，將其氧化分解成其它較簡單的分子，最終生成二氧化碳和水。

現有的文獻報道中，絕大多數是采用單頻超聲輻照的方式，然而，單頻超聲波的傳播波形都是有一系列波峰和波谷，波峰代表聲壓振幅最大，其空化效果也最強，波谷代表聲壓振幅最小，即空化最弱。所以，為了使超聲波在處理液中處處都是空化效果強，就需要有另一頻率超聲波來彌補前一超聲波的波谷，即讓后一頻率超聲波波峰彌補前一超聲波波谷，前一超聲波的波峰彌補后一超聲波的波谷，雙頻復合超聲受到了越來越多的關注。相比于單頻，雙頻復合超聲輻照則能顯著地增加空化事件，減少駐波所造成的死角，提高聲化學產額，其產生的處理效果遠大于單頻產生效果之和。

中國《應用聲學》(2007，26(6)第362-366頁)使用了雙低頻超聲波對模擬染料廢水進行了實驗處理研究，取得了很好的效果，實驗中所使用的反應器是自行組合搭配的，即在HT-50型超聲波清洗機(頻率40kHz，功率50W，超聲波探頭直徑5cm)豎直面上疊加一個H66MC型超聲波發生器(頻率26.5kHz，功率0～250W，超聲波探頭直徑4cm)，進行了簡單的上下自行組合而成，只有兩個不同頻率的超聲發生器，結構形式過于簡單，不能滿足實際廢水處理的連續、長期要求。

申請號200410024548.6的中國實用新型專利申請提出了“雙頻超聲波吹脫廢水中揮發性污染物的方法”，其中，使用的反應器為器皿底部設有兩組不同頻率的超聲波換能器的開口容器，但這也只是在傳統的單一頻率槽式反應器的器皿底部增加了一組高頻率的換能器，亦即從處于同一水平面的開口容器底部向上發射兩股不同頻率的超聲波，考慮的是同向雙頻超聲對廢水處理效果的影響，并未涉及異向雙頻超聲耦合后對廢水處理效果的影響，無法最大化發揮雙頻超聲的廢水處理效果。

實用新型內容

本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種快速、高效的雙頻超聲化學反應器。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：

本實用新型雙頻超聲化學反應器的結構特點是所述反應器采用筒體結構，包括有外筒、內筒、底板、處在內筒中的提升筒和進水管、出水口設置在外筒的側壁上；在所述內筒的上方置有蓋板，蓋板的高度低于出水口的高度；置于筒體外部的兩組超聲換能器分別設置在蓋板和底板上；所述兩組超聲換能器中，一組是由頂部高頻超聲換能器和頂部低頻超聲換能器相互間隔且均勻分布在所述蓋板上；另一組是由底部高頻超聲換能器和底部低頻超聲換能器以垂直相對的位置設置在底板上，并且所述垂直相對是以各頂部高頻超聲換能器一一相對于各底部低頻超聲換能器，以各頂部低頻超聲換能器一一相對于各底部高頻超聲換能器；所述提升筒與內筒形成套筒，提升筒固定設置在底板上，提升筒的高度低于蓋板，以形成位于提升筒頂部的流道；進水管由蓋板的中心插入至提升筒的下部；在提升筒的底部設置曝氣器，內筒與外筒之間的液流孔設置在內筒的下部。

本實用新型雙頻超聲化學反應器的結構特點也在于：

所述兩組超聲換能器在各自所在平面上為單層或多層設置，所述單層或多層設置呈圓環形均勻分布，或以方陣形均勻排列。

所述曝氣器均勻分布在一布風管上，所述布風管通過貫穿底板的風道與外部鼓風設備相連接。

所述布風管是以星形或呈網狀排列。

在以所述外筒和內筒圍成的區域中，頂部為敞口。

與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在：

1、本實用新型在反應器中上下布置的多組合雙頻超聲換能器使反應器內部空間的任一空間點時刻處于超聲傳播的波峰狀態，并增強了反應器內超聲聲場分布均勻性，顯著地增加超聲空化效益。