一种异形套管混响超声场连续式污水处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种异形套管混响超声场连续式污水处理装置，包括相互连接的配液槽和空气压缩机，其特征在于还包括蛇行冷却管、离心泵和两个超声反应器，所述超声反应器包括外反应室和内反应室，内反应室为管状且位于外反应室中，外反应室设有若干超声波换能器，内反应室出口与外反应室入口相连，两个超声反应器各自的内反应室入口分别通过一阀门与离心泵的输出管道相连，离心泵的输入口与配液槽出液口相连，两个超声反应器的外反应室出口均与配液槽的进液口相连。本发明专利技术具有多频率混响超声场，功率可调范围大，声场能量密度较大且均匀，能量利用率高，且可以实现连续式超声场污水处理。

Special shaped casing reverberation ultrasonic field continuous type sewage treatment device

The invention provides a casing shaped reverberation ultrasonic field continuous sewage treatment device, including connected with tank and air compressor, which comprises a serpentine cooling pipe, centrifugal pump and two ultrasonic reactor, the ultrasonic reactor comprises an outer reaction chamber and within the reaction chamber within the reaction chamber for tubular and is located outside the reaction chamber, the outer reaction chamber is provided with a plurality of ultrasonic transducer, and the outer outlet in the reaction chamber of the reaction chamber entrance is connected to the entrance to the room of reaction in the two ultrasonic reactor respectively through a valve and output pipeline centrifugal pump, centrifugal pump inlet and outlet is connected with the tank, two ultrasonic reactor outside the reaction chamber and the outlet liquid inlet is connected with liquid. The invention has the multi frequency reverberation ultrasonic field, the power adjustable range is large, the sound field energy density is large and even, and the energy utilization rate is high, and the continuous ultrasonic field sewage treatment can be realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污水超声处理
，尤其涉及一种异形套管混响超声场连续式污水处 理装置。
技术介绍
超声波是指频率比人耳所能听到的频率范围更高(即〉16 20KHz)的弹性波。超声波 作为一种高频机械波，具有波长较短，能量集中的特点，并且其操作简单，对设备要求低， 又绿色环保，可用来处理工业废水中高毒性、难降解的有机污染物。常用超声波在液体中的波长为0.015 cm 7.5 cm (对应频率为10MHz 20KHz)要远 大于分子的尺度，所以声化学反应不是来自声波与物质分子的直接相互作用，而是主要源 于空化作用。由于超声波频率高，功率大，引起液体的疏密变化快、差别大，使液体时而 受拉，时而受压。受拉时，液体内产生几乎真空的小空穴，受压时，上述空穴发生崩溃， 并在空穴崩溃处压强急增大至几百个大气压，同时产生极大的局部高温及放电现象，这就 是超声波空化效应。空化作用使气泡爆裂处的压力超过500个大气压，温度在5000K以上， 并伴随产生具有强化学活性的'OH和*H自由基。在这种特殊物理环境下， 一些常温常压 下难以发生的反应可以得到实现。超声波污水处理的应用研究己在世界各国引起了高度重视，覆盖领域涉及生物化学、 分析化学、电化学、光化学、立体化学及环境化学等方面。各种各样的超声污水处理设备 应然而生，但在能源的利用率、处理的效率以及处理的连续性方面现有的设备很难达到工 业应用的需求，因此目前急需综合考虑这些因素设计一种新的超声波污水处理设备。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的是现有技术中超声波污水处理装置且大多是频率单一、能量利用 率低，且间歇操作，处理能力小等问题，提供一种异形套管混响超声场连续式污水处理装 置，该装置是一种具有多频率混响超声场，功率可调范围大，声场能量密度较大且均匀， 能量利用率高的连续式超声场污水处理装置。本专利技术通过如下技术方案实现。一种异形套管混响超声场连续式污水处理装置，包括相互连接的配液槽和空气压縮 机，该装置还包括蛇行冷却管、离心泵和两个超声反应器，所述超声反应器)包括外反应室 和内反应室，外反应室设有若干超声波换能器，内反应室出口与外反应室入口相连，两个 超声反应器各自的内反应室入口分别通过一阀门与离心泵的输出管道相连，离心泵的输入 口与配液槽出液口相连，两个超声反应器的外反应室出口均与配液槽的进液口相连。上述异形套管混响超声场连续式污水处理装置中，其特征在于所述阀门与内反应室入 口之间的管道上还设有转子流量计；所述配液槽中还设有温度计；所述配液槽内设置了蛇 行冷却管。上述异形套管混响超声场连续式污水处理装置中，超声反应器的外反应室外形为正八 面体，内反应室为圆形内管，圆形内管的中间段位于正八面体内，圆形内管的上端为内反 应室出口，下端为内反应室入口。上述处理装置中，外反应室入口位于所述正八面体下端的侧壁上，外反应室出口位于 所述正八面体上端的侧壁上。所述正八面体的每一侧面均设置有共五个超声波换能器。上述处理装置中，所述八面体正面相对的两个侧面上的换能器频率相同。上述处理装置中，所述两个超声反应器的其中一个超声反应器上有四种不同频率的换 能器，该四种不同频率分别为20KHz、 30KHz、 40 KHz禾卩50 KHz，且四种不同频率的换 能器按顺时针方向依次安装在该超声反应器的外反应室的八个侧面上。上述处理装置中，所述两个超声反应器的另一个超声反应器上有四种不同频率的换能 器，该四种不同频率分别为60KHz、 80KHz、 100 KHz和120 KHz，且四种不同频率的换 能器按顺时针方向依次安装在该超声反应器的外反应室的八个侧面上。 与现有技术相比，本专利技术创造具有如下优点和效果-(1) 本专利技术的异形套管混响超声场连续式污水处理装置，构成超声波换能器组的超声 波换能器既可以直接采用市售的现有产品，也可以采用另行设计的产品。超声波换能器的 工作频率可以根据客户的要求选定，如15KHz、 20KHz、 25KHz、 30KHz、 60KHz、 lOOKHz 或200KHz等。在使用本专利技术的污水装置时，利用连接电缆将超声波换能器组中的各超声 波换能器与外设的超声波电源相连接，这样可以通过控制电流来选择开启不同的换能器， 本装置中的超声波换能器可以单一组开启，也能任意多组同时开启，进行多频混响超声场 污水处理。而且能通过调节电流控制声功率，本设备最大电功率为8000W，无极可调，可 以根据实验的需要，选择不同的电功率进行作用；(2) 本污水处理装置的反应器呈正八面体，每一面都布置一组共5个换能器，通过测 量反应室内各个位置的声强分布大小证明八面体设计的反应室能使得超声波在反应器内的 声场范围更宽，分布更均匀，且能有效减少反应室内的空化"死区域"，起到了增强超声波 作用的效果；(3) 本专利技术的异形套管混响超声场连续式污水处理装置采用多频率的操作方式，这种 操作方式能使得污水处理装置处理对象的多元化，且通过实验发现采用多频操作方式对污 水进行处理时其对污水的降解率要大于各单频率作用的代数和；(4) 本污水处理装置的反应器采取了套管式的几何结构，污水需经过内管才流入外反 应室，在这个过程中达到了冷却外反应室和二次空化的效果，配合配液槽内布置的蛇形冷 凝管，能有效控制处理过程中污水的温度，提高污水处理的效率；(5) 本污水处理装置采用连续式循环操作，进行操作时存放在配液槽中的污水首先通 过离心泵流入超声反应器，并通过安装在离心泵与反应器之间的阀门和转子流量计起到控 制和检测流体流量的作用，最后污水经过超声反应器处理后又流回配液槽并依次循环，采用连续式循环操作能满足大批量污水处理的需求。 附图说明图I为本专利技术装置在实施方式中的结构及处理流程示意图。 图2为具体实施方式中超声反应器的反应室外观图。 图3为图2所示反应室的俯视图。 图4为图2所示反应室的纵向剖面图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。本实施方式中异形套管混响超声场连续式污水处理装置的结构组成如图1所示整套系统主要由配液槽l-l、空气压縮机l-2、温度计l-3、蛇行冷却管l-4、离心泵l-5、阀门 1-6、转子流量计1-7和超声反应器1-8八个部分和连接管道组成。整套装置采用连续式循 环操作，进行操作时事先存放在配液槽中的污水首先通过离心泵流入超声反应器，并通过 安装在离心泵与反应器之间的阀门和转子流量计起到控制和检测流体流量的作用，最后污 水经过超声反应器处理后又流回配液槽并依次循环。本反应装置在配液槽内设置了蛇管冷却管，通过通冷却水来控制配液槽中污水的温度。本反应装置中配液槽与空气压縮机相连，在进行超声辐射前，可以通入压縮空气或其 他气体，增加反应液体中的空化核数量，提高声化学产额，促进处理的效率；本异形套管混响超声场连续式污水处理装置中具有2个超声反应器，每个反应器又可 分为内、外反应室两部分，外反应室特征是呈正八面体柱，内反应室为圆形内管(如图2 所示)。反应器每一面均设置有一组共五个超声波换能器2-1，因此每一个反应器上装有8 组共40个换能器，每组换能器均能单独工作，也可以任意多个开启，其中正面相对的两组 换能器频率相同，即每个反应器上布置有4种频率的换能器。20KHz， 3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异形套管混响超声场连续式污水处理装置，包括相互连接的配液槽（１－１）和空气压缩机（１－２），其特征在于还包括蛇行冷却管（１－４）、离心泵（１－５）和两个超声反应器（１－８），所述超声反应器（１－８）包括外反应室和内反应室，内反应室为管状且位于外反应室中，外反应室设有若干超声波换能器，内反应室出口（２－３）与外反应室入口（２－４）相连，两个超声反应器（１－８）各自的内反应室入口（２－２）分别通过一阀门与离心泵（１－５）的输出管道相连，离心泵（１－５）的输入口与配液槽（１－１）出液口相连，两个超声反应器（１－８）的外反应室出口（２－５）均与配液槽（１－１）的进液口相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹华生，姜美美，林岗，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]