[發(fā)明專利]一種光超聲流化態(tài)礦化反應(yīng)設(shè)備

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• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108178405A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣遂安
• 申請（專利權(quán)）人: 四川安達(dá)爾環(huán)保工程有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 成都知集市專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51236
• 代理人: 王慶海

本發(fā)明提出了一種光超聲流化態(tài)礦化反應(yīng)設(shè)備，包括反應(yīng)器殼體，反應(yīng)器殼體上還設(shè)有超聲發(fā)生器、紫外光源和進(jìn)氣閥，反應(yīng)器殼體內(nèi)部設(shè)有二氧化鈦顆粒和過濾膜，反應(yīng)器殼體的殼壁上設(shè)有若干第一通孔，反應(yīng)器殼體內(nèi)壁上設(shè)有將第一通孔覆蓋在其內(nèi)部的隔離罩，隔離罩和反應(yīng)器殼體內(nèi)壁密封連接，超聲發(fā)生器連接有底座，底座上相對超聲發(fā)生器的另一端設(shè)有超聲換能裝置，底座與第一通孔螺紋連接，超聲換能裝置位于隔離罩內(nèi)。本發(fā)明相比于現(xiàn)有的同類設(shè)備，其超聲發(fā)生器的超聲換能裝置位于反應(yīng)器殼體內(nèi)部，更大限度地將超聲波傳遞到反應(yīng)器殼體內(nèi)的污水中，能量損失大大減少，進(jìn)而礦化反應(yīng)更加充分，污水處理的效果也更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種光超聲流化態(tài)礦化反應(yīng)設(shè)備。

背景技術(shù)

目前水資源日益枯竭，水污染越來越嚴(yán)重，環(huán)保工作者一直在努力探索高效的污水處理技術(shù)，超聲波技術(shù)、紫外光技術(shù)在污水處理領(lǐng)域各自得到良好的應(yīng)用，為了獲得更好的污水處理效果，膜過濾技術(shù)和高級氧化技術(shù)結(jié)合效果良好，也已廣泛應(yīng)用于水處理工藝和裝置中。

超聲降解有機(jī)污染物，并非聲場與反應(yīng)物分子直接作用，而是源于超聲的聲空化效應(yīng)。空化作用是一種物理現(xiàn)象，伴隨著空化現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生許多的物理和化學(xué)效應(yīng)，當(dāng)液體處于聲場中時(shí)，壓力波形成的聲振動(dòng)使聲波處于密集相和稀疏相的交替循環(huán)，在密集相時(shí)，超聲波對液體分子擠壓，改變了介質(zhì)原來的密度，使其增大；而在稀疏相位時(shí)，使液體分子稀疏，進(jìn)一步離散，介質(zhì)的密度減小。當(dāng)用足夠大振幅的超聲波作用于液體介質(zhì)時(shí)，在負(fù)壓相(即稀疏相)內(nèi)，液體分子間的平均距離會(huì)超過使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離，液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷裂，形成微泡，微泡進(jìn)一步長大成為空化氣泡。這些氣泡一方面可以重新溶解于液體介質(zhì)之中，也可能上浮并消失；另一方面，隨著聲場的變化而繼續(xù)長大，直到負(fù)壓達(dá)到最大值，在緊接著的壓縮過程中，這些空化氣泡被壓縮，其體形縮小，有的甚至完全消失，當(dāng)脫出共振相位時(shí)，空化氣泡就不再穩(wěn)定，這時(shí)空化氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)已不能支撐其自身大小，即開始潰崩或消失，這一過程稱為空化作用。

空化泡迅速崩潰過程中，瞬間能產(chǎn)生5000K的高溫、50MPa高壓，持續(xù)數(shù)微秒后，熱點(diǎn)隨之冷卻，并伴隨有強(qiáng)烈的沖擊波和達(dá)100m/s速度的微射流。這些條件足以使有機(jī)物在空化氣泡內(nèi)發(fā)生化學(xué)鍵斷裂、水相燃燒、高溫分解或自由基反應(yīng)，為有機(jī)物的降解創(chuàng)造了一個(gè)極端的物理環(huán)境。

目前也有應(yīng)用超聲波技術(shù)和紫外光技術(shù)對污水進(jìn)行凈化處理的設(shè)備，但是現(xiàn)有設(shè)備中，超聲波發(fā)生器和超聲波換能裝置都設(shè)置在反應(yīng)器殼體的外部，通過金屬傳遞板進(jìn)行超聲波的傳輸，但此種方式，超聲波傳遞過程中的損耗很大，超聲波的利用率低，增大了能源的消耗，并且采用的紫外光照射方式也為外部照射，同樣會(huì)由于透明玻璃的反射、折射等作用而影響利用率，在達(dá)到反應(yīng)效果的同時(shí)，卻浪費(fèi)了大量的能源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對上述提出的現(xiàn)有設(shè)備中，超聲波發(fā)生器和超聲波換能裝置都設(shè)置在反應(yīng)器殼體的外部，通過金屬傳遞板進(jìn)行超聲波的傳輸，超聲波傳遞過程中的損耗很大，超聲波的利用率低，增大了能源的消耗，并且采用的紫外光照射方式也為外部照射，同樣會(huì)由于透明玻璃的反射、折射等作用而影響利用率，在達(dá)到反應(yīng)效果的同時(shí)，卻浪費(fèi)了大量的能源的問題，本發(fā)明提供一種光超聲流化態(tài)礦化反應(yīng)設(shè)備。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種光超聲流化態(tài)礦化反應(yīng)設(shè)備，包括反應(yīng)器殼體，反應(yīng)器殼體上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述反應(yīng)器殼體上還設(shè)有超聲發(fā)生器、紫外光源和進(jìn)氣閥，反應(yīng)器殼體內(nèi)部設(shè)有二氧化鈦顆粒和過濾膜，所述反應(yīng)器殼體的殼壁上設(shè)有若干第一通孔，反應(yīng)器殼體內(nèi)壁上設(shè)有將第一通孔覆蓋在其內(nèi)部的隔離罩，隔離罩和反應(yīng)器殼體內(nèi)壁密封連接，所述超聲發(fā)生器連接有底座，底座上相對超聲發(fā)生器的另一端設(shè)有超聲換能裝置，底座與第一通孔螺紋連接，超聲換能裝置位于隔離罩內(nèi)，超聲發(fā)生器位于反應(yīng)器殼體外部，所述底座為絕緣殼體。

本光超聲礦化反應(yīng)設(shè)備的工作原理為：