[發明專利]一種帶有導向體構件的環流反應器

有效

• 申請號: 201511018775.2
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105645510B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 沈壯志;莫潤陽
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司61201
• 代理人: 曹宇飛

技術領域

本發明屬于液態流體空化發生裝置研究技術領域，特別涉及一種利用水力聲空化強化降解處理有機污染物廢水的帶有導向體構件的環流反應器。

背景技術

隨著人口的增長,社會經濟的不斷發展,污水的排放量與日俱增,水污染問題已對人類生存和社會發展構成了越來越嚴重的威脅,防止水體惡化,保護水資源,已經成為人類共同追求的目標。傳統的處理方法在防治水體污染方面已經并正在發揮著重要的作用。但由于廢水量的不斷增加,組成成份的日趨復雜,對廢水處理的日趨嚴格,傳統的處理方法在多功能性,高效穩定性,和經濟合理性方面難以滿足不斷提高的環境要求，因此高環境的要求需要有新的技術為之配套。

氣升式環流反應器以氣體為推動力實現水的循環流動,無需機械攪拌和泵提升,不僅結構簡單,而且能耗低,被廣泛用于生物、化工及環境領域。傳統氣升式環流反應器中，氣泡上升過程中不斷聚并變大，帶來兩個不利影響：1)大氣泡受到的浮力大而曳力小，不能被環流帶到下降段，使下降段、尤其是底部氣含率非常小；2)氣液界面積減小，對傳質不利。

空化作為一種物理方法處理污水技術，具有高效能，成本低，并具有不產生二次污染，被稱為“綠色水處理”，受到了廣泛的關注。而目前研究比較多的主要是超聲空化和水力空化。近年來,對超聲空化技術的化學反應的深人研究發現其在特種污水處理方面效果明顯。

然而，超聲空化雖然空化強度高，但在總能耗中只有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，這使得超聲空化的應用受到極大的限制，難以實現工業化。隨著水力空化進入人們的視野，我們發現水力空化在污水處理方面潛力巨大，具有簡便易行、能耗低、效率高等特點，從能效和規模化方面比較，水力空化技術比超聲空化技術更具有優勢，但水力空化具有空化強度低的缺點，因此設計一種具有超聲空化強度高，水力空化能耗低、效率高的水力聲空化環流設備就顯得尤為重要。

發明內容

為了克服傳統水力空化技術所存在的不足，本發明提供了一種有效防止氣泡聚集、保證氣液混合性能好、超聲空化強度高、處理能力強的帶有導向體構件的環流反應器。

本發明為了實現上述目的所采用的技術方案是：該帶有導向體構件的環流反應器，包括外筒以及設置在外筒內腔的導流筒，在外筒的上部開有出水口，在導流筒的下方或者底端兩壁之間設置有與進水管道連通的空化噴頭，在導流筒內腔設置有導向體，導向體位于空化噴頭的上方且與空化噴頭的噴射端正對；

所述空化噴頭是由第一固定板、第二固定板以及設置在第一固定板、第二固定板之間的連接桿、第一噴嘴、第二噴嘴、振動桿組成，第一固定板和第二固定板通過連接桿連接，在第一固定板和第二固定板的中心位置分別設置有與進水管道連通的第一噴嘴和第二噴嘴，第一噴嘴與第二噴嘴的噴口相對并且其中心軸在同一條直線上，在第一噴嘴的外側沿著圓周方向設置有振動桿，振動桿的另一端與第二固定板固定并且與第一噴嘴、第二噴嘴的中心軸平行。

上述第一噴嘴和第二噴嘴均是收斂型結構，第一噴嘴和第二噴嘴的入口直徑D與出口直徑d之間滿足：D/d＝1:0.4～0.7，第一噴嘴與第二噴嘴之間的間距L為1.5～4.0mm。

上述導向體距離第一噴嘴和第二噴嘴的出水端口的垂直間距是50～100mm，保證氣泡分散效果好。

上述導向體的長半軸與短半軸之間的比值是6:1～12:1。

上述振動桿是沿著第一噴嘴和第二噴嘴的外圍在同一圓周上均勻分布。

上述第一噴嘴和第二噴嘴的外壁與振動桿之間的間距H是0.5～1.5mm。

上述第一噴嘴和第二噴嘴均是由錐形段和直管段組成，其錐形段的長度是32～38mm，直管段的長度是2～5mm。

上述第一噴嘴和第二噴嘴的外壁距離外筒底部的最小高度是10cm。