[發(fā)明專(zhuān)利]一種微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210471036.9
• 申請(qǐng)日: 2012-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102976452B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勤;李福寶;王德喜;吳昊;李良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/461
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/461;C02F1/463;C02F1/72;C02F1/52
• 代理公司: 沈陽(yáng)智龍專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種空化撞擊流反應(yīng)器，特別是涉及一種用于微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，屬于物理、化學(xué)工藝設(shè)備，適用于微電解法處理高濃度有機(jī)廢水，也適用于其他物理、化學(xué)反應(yīng)。

背景技術(shù)

?微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝。?它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。當(dāng)系統(tǒng)通水后，設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。在處理過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)?[H]?、?Fe^2?+、?Fe^3?+、羥基自由基等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的?Fe^2?+?進(jìn)一步氧化成?Fe^3?+?，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附?-?絮凝活性，特別是在加堿調(diào)?pH?值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機(jī)大分子。其工作原理基于電化學(xué)、氧化?-?還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對(duì)廢水進(jìn)行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低?COD?和色度，提高廢水的可生化性，同時(shí)可對(duì)氨氮的脫除具有很好的效果。

傳統(tǒng)上微電解工藝所采用的微電解材料一般為鐵粉和炭顆粒，使用的過(guò)程中很容易鈍化、板結(jié)，這導(dǎo)致了頻繁地更換微電解材料，不但工作量大成本高還影響廢水的處理效果和效率。另外，傳統(tǒng)微電解材料表面積太小也使得廢水處理需要很長(zhǎng)的時(shí)間，增加了噸水投資成本，這都嚴(yán)重影響了微電解工藝的利用和推廣。

空化射流是利用流體動(dòng)力學(xué)特性人為地從噴嘴射出的射流內(nèi)誘發(fā)空化。空泡潰滅時(shí)將在空泡周?chē)臉O小空間內(nèi)出現(xiàn)熱點(diǎn)(Hot?spot)，產(chǎn)生瞬時(shí)的高溫(約5200?K)和高壓?(50?MPa以上)，并能形成強(qiáng)烈的沖擊波和速度高達(dá)100?m/s以上的微射流(Microjet)，并伴有碰撞、剪切、拉伸、擠壓，這樣的極端條件為在一般條件下難以實(shí)現(xiàn)或不可能實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)提供了一種非常特殊的物理環(huán)境，并將引發(fā)復(fù)雜的化學(xué)效應(yīng)，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：直接熱分解、自由基氧化和超臨界水氧化。有研究表明，利用空化水射流能降解垃圾滲濾液中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難生化降解的有機(jī)物，顯著提高滲濾液的可生化性，改善水質(zhì)。為了進(jìn)一步提高降解率，一些學(xué)者將空化射流與其他技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn)，如Amey?A.?等采用水力空化和Fenton進(jìn)行了對(duì)硝基酚降解實(shí)驗(yàn)，降解率在60-80%。盧義玉等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，空化水射流結(jié)合雙氧水處理苯酚是有效的，苯酚去除率可達(dá)99.85%；空化和Fenton的聯(lián)合工藝存在協(xié)同效應(yīng)，即空化射流結(jié)合Fenton氧化降解硝基苯效率高于單獨(dú)空化和Fenton降解效率之和，且硝基苯去除率可達(dá)95.06％。利用空化射流處理有機(jī)廢水的研究雖然取得了一些成果，但存在能耗大、降解率低、循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題；因此找到一種可以強(qiáng)化空化效應(yīng)、提高自由基產(chǎn)量，并使產(chǎn)生的自由基迅速與污染物混合，進(jìn)而提高降解率、降低能耗、縮短處理時(shí)間的高效技術(shù)與空化射流技術(shù)聯(lián)用，是將空化射流處理有機(jī)廢水工業(yè)化的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

?發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，解決鈍化、板結(jié)等問(wèn)題，同時(shí)提高廢水處理效率，提供一種新型高效的空化撞擊流反應(yīng)器。

技術(shù)方案：本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)施的：

一種微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，包括有筒體（8），電機(jī)，與電機(jī)相連并穿入到筒體的軸，及筒體上設(shè)置的出氣口、加料口、出液口、余料口；其特征在于：筒體兩端形狀為向外的錐形封頭，內(nèi)側(cè)設(shè)有向內(nèi)的分布錐；在筒體內(nèi)設(shè)置有外螺旋推進(jìn)器和內(nèi)螺旋加速器，外螺旋推進(jìn)器和內(nèi)螺旋加速器分別設(shè)置在軸上，且推進(jìn)方向相反；筒體內(nèi)還設(shè)有加速導(dǎo)流筒，且加速導(dǎo)流筒設(shè)置在內(nèi)螺旋加速器的外面。

筒體內(nèi)的外螺旋推進(jìn)器、內(nèi)螺旋加速器和加速導(dǎo)流筒分別為一對(duì)，且相對(duì)設(shè)置。

筒體內(nèi)的外螺旋推進(jìn)器、內(nèi)螺旋加速器和加速導(dǎo)流筒為多組，且相對(duì)設(shè)置。

加速導(dǎo)流筒為雙層同軸圓筒結(jié)構(gòu)，兩圓筒端部環(huán)隙由環(huán)板焊接固定、密封；外層筒壁連接空氣入口，內(nèi)層筒壁上在靠近流體出口側(cè)的半段鉆有與流體流動(dòng)方向成一定角度的斜向空氣射流孔。

筒體頂部設(shè)有氣室，氣室頂部設(shè)出氣口，側(cè)面設(shè)加料口。