[發明專利]超聲空化協同水力空化污水處理器

有效

• 申請號: 201310180758.3
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103232127A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 張宗權;苗潤才;任金蓮;王文成;楊宗立;魯百佐;劉志存
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及超聲耦合文丘里管道處理污水的設備或裝置。

背景技術

超聲空化引起的湍流效應、微擾效應、界面效應和聚能效應所形成的極端物理條件，為強化加快化學反應提供了一種非常有效途徑，隨著近年來環境污染問題的日益突出，功率超聲在污水處理方面的應用，獲得了廣泛和深入的研究。但超聲空化只在聲源附近較小范圍內產生能量集中，空化效應強烈，對各類待處理的對象都有良好的效果．然而，超聲換能器的總能耗中只有5%～10%用于空化，其余90%～95%的能量是以熱能的形式使系統升溫，即超聲空化存在有效反應區域小、能效低的突出的技術問題，使得超聲空化的應用受到極大的限制，其在工業化中遇到很大困難。

水力空化是不同于超聲空化的另一種空化方法，其機理為當液體與固體作相對高速運動，在液體內部出現局部低壓，當壓力降至空化初生壓力時，大量不斷產生又不斷潰滅的空泡。在此過程中產生與超聲空化相同的一系列物理、化學效應。由于其較超聲空化更為簡單有效的空化處理技術，近年來受到相關領域技術人員廣泛關注和研究，已有的研究表明，水力空化對化工過程具有顯著的強化作用，且從能效和規模化方面與超聲空化相比，具有簡便易行、能耗低、效率高、可在較大范圍內形成比較均勻空化強化場等優點。因此水力空化應用于污水受到了廣大學者的高度重視。但水力空化的空化強度明顯較超聲空化小，用于聲化學反應的效率仍然較低。針對這一技術問題，專利申請號為201010574043·2、發明名稱為《水力/超聲耦合空化裝置》的中國發明專利，公開了一種將水力空化與超聲空化相結合用于污水處理的裝置，其特征是：在文丘里管的喉部外側設置超聲換能器，并在文丘里管的喉部設置孔板，以此實現水力/超聲的耦合。但這一技術方案存在有效反應區域小、能耗高的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述水力/超聲耦合空化裝置的缺點，提供一種結構簡單、加工安裝容易、承壓高、效果好、可連續處理大流量污水的超聲空化協同水力空化污水處理器。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：在殼體的左側設置有進水管、右側設置有出水管，殼體的左端設置有左超聲換能器，左超聲換能器的超聲出射端上設置有左變幅桿，殼體的右端設置有右超聲換能器，右超聲換能器的超聲出射端上設置有右變幅桿，整流棒的左端設置在左變幅桿上、右端設置在右變幅桿上，整流棒與殼體內壁之間構成環繞整流棒的文丘里管。

本發明的整流棒的形狀是兩端面為垂直于中心線的平行平面、側面為余弦旋轉曲面的棒狀體或在至少2個圓柱體的兩端分別設置有通過中間圓柱體連為一體的圓臺體，兩端圓柱體外側圓臺體的端部設置有端部圓柱體。

本發明的整流棒側面的余弦旋轉曲面為：

以直角坐標系中的曲線

y=D4-D8cos2πxL---(1)]]>

為母線、x軸為旋轉軸形成的旋轉曲面，整流棒的中心線為x軸，0≤x≤kL，k為整流棒直徑變化周期的個數，k至少為2，y為整流棒的中心線上x對應的整流棒的半徑，D為殼體的內徑，L為整流棒的1個直徑變化周期的長度，2D≤L≤3D。

本發明的每個圓柱體相同方向一端圓臺體的錐角α為60°～90°，另一端圓臺體的錐角β為30°～90°，β≤α，每個圓柱體相同方向一端圓臺體的錐角α相等、軸向長度相等，每個圓柱體相同方向另一端圓臺體的錐角β相等、軸向長度相等，每個圓柱體兩端的兩個圓臺體的最大直徑與最小直徑比為，圓柱體與兩端連為一體的圓臺體的長度之和為殼體內徑D的1.5～2倍。