CN101786691A - 一种在线宽频超声波污水处理装置 - Google Patents

一种在线宽频超声波污水处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101786691A
CN101786691A CN 201010129830 CN201010129830A CN101786691A CN 101786691 A CN101786691 A CN 101786691A CN 201010129830 CN201010129830 CN 201010129830 CN 201010129830 A CN201010129830 A CN 201010129830A CN 101786691 A CN101786691 A CN 101786691A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactor
frequency
ultrasonic wave
sewage treatment
frequency converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010129830
Other languages
English (en)
Other versions
CN101786691B (zh
Inventor
闫正
李庆
杨敬伟
孙宏丽
闫其年
刘志强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baoding Ding Chen Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Hebei University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University filed Critical Hebei University
Priority to CN2010101298306A priority Critical patent/CN101786691B/zh
Publication of CN101786691A publication Critical patent/CN101786691A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101786691B publication Critical patent/CN101786691B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

一种在线宽频超声波污水处理装置，属于污水处理设备技术领域，目的是提供一种改进的、效果更好的超声波污水处理装置，其技术方案是：它由反应器，沉降罐，变频管组成，变频管安装在反应器中，在变频管中部外圆周与反应器内壁之间安装有干涉板，干涉板上均布衍射圆孔，变频管的下端安装射流喷嘴，射流喷嘴通与喷射器、高压水泵连接，反应器的底部为平面反射板，平面反射板上安装高频换能器和低频换能器，沉降罐环绕安装在反应器的圆周，反应器的下部和中部分别有回流口和溢流口与沉降罐连通，沉降罐的上部有出水口。本发明具有超声波频带宽、振幅加大、空化效应进一步加强、污水雾化后与臭氧及空气反应更充分、适应范围广、高效且经济实用的优点。

Description

一种在线宽频超声波污水处理装置
技术领域
本发明涉及一种在线宽频超声波与臭氧协同处理污水的装置，属于污水处理设备技术领域。
背景技术
近年来，随着声化学的兴起，功率超声作为污水处理的一种新兴手段已经得到了应用，其降解条件温和，降解速率快，适用范围广，尤其是对工业废水中的有机物的降解非常显著，对有机物的处理更直接，且没有二次污染。
超声波对有机污水的降解作用，主要源于其声空化效应。即在较大的声强作用下，在声波负压相内，空化泡迅速扩大，随之在声波正压相作用下，被迅速压缩至崩溃，空化泡崩溃时，形成局部热点，其温度Tmax可达5000K以上。压力达50MPa持续数微秒以后，热点随之冷却，并有强大的冲击波产生；声空化反应时空化泡崩溃的瞬间产生的高温高压还可以使H2O分解为H·和·OH自由基。在这极端条件下污水产生裂解反应等，从而使难降解高分子有机物转化为小分子的有机物或相应的无机物。通常易于挥发的有机物主要发生热解反应，极类似燃烧化学反应，使其彻底降解；不宜或难挥发的有机物主要发生自由基反应。超声降解的机理主要是热解反应和氧化反应两种类型。
近年来，将超声波应用于污水处理技术已经有了一些专利和文献报道，一致认为单一的超声波方法和单一的超声波频率处理效果不理想。因此基于超声波与其它方法协同处理或采用多频超声波处理污水的方案已经屡见不鲜，如超声-臭氧处理，超声-磁场处理等方法以及中国专利200710067464.4公开的“综合运用混频超声与臭氧处理污水的方法”。由于污水的种类繁多，污水的成分以及污染物的浓度随时受到生产、环境条件的变化而变化，确定一个或几个最佳频率点很困难，而超声波的频率还取决于换能器几何结构。因此，有针对性选择最佳频率不切合实际，或为了增加频率点，会造成换能器的种类、数量多、成本过高而难以实现产业化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种频带宽、适应范围广、高效且经济实用的超声波污水处理装置。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种在线宽频超声波污水处理装置，它由反应器，沉降罐，变频管组成，变频管安装在反应器中并高出反应器中污水的液面，变频管的轴线与反应器的轴线重合，在变频管中部外圆周与反应器内壁之间安装有干涉板，干涉板上均布衍射圆孔，变频管的下端安装一个射流喷嘴，射流喷嘴通过进液管与反应器外部的喷射器连接，喷射器与高压水泵连接，反应器的底部为平面反射板，平面反射板上安装高频换能器和低频换能器，沉降罐环绕安装在反应器的圆周，反应器的下部和中部分别有回流口和溢流口与沉降罐连通，沉降罐的上部有出水口。
上述在线宽频超声波污水处理装置，所述的反应器的上端为半球形封头，半球形封头内安装圆锥形导流罩，同时在半球形封头上安装排气阀，反应器的下端为聚焦罩，聚焦罩与底部的平面反射板相连接。
上述在线宽频超声波污水处理装置，所述安装在平面反射板上的高频换能器和低频换能器的个数为2-4个，超声波频率范围为2MHZ-20KHZ。
上述在线宽频超声波污水处理装置，所述变频管的内径大于低频换能器波长λ；反应器的内径为低频换能器波长λ/2的整数倍；干涉板上的衍射圆孔孔径小于最高频率波长λ，圆孔中心间距为λ/4。
采用这种结构的在线宽频超声波污水处理装置，可以使超声波频率改变，具有一定的频带宽度和连续性；同时超声波在反应器内相互干涉，使超声波振幅加大，空化效应进一步加强，空化面更加均匀；本发明还可以使污水雾化后与臭氧、空气反应更加充分，达到更好的曝气效果；污水经过反复处理，反应更加充分，去污效果更好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A向视图。
图中标记如下：1、聚焦罩2、回流口3、反应器4、沉降罐5、溢流口6、出水口7、半球形封头8、圆锥形导流罩9、排气阀10、变频管11、干涉板12、射流喷嘴13、喷射器14、平面反射板15、低频换能器16、高频换能器
具体实施方式
图中显示，本发明由反应器3，沉降罐4，变频管10组成。
反应器3为圆柱形，它的的上端为半球形封头7，半球形封头7内安装圆锥形导流罩8，同时在半球形封头7上安装排气阀9。反应器3的下部安装有干涉板11，干涉板11上均布衍射圆孔。反应器3的下端为聚焦罩1，聚焦罩1与底部的平面反射板14相连接，平面反射板14上安装高频换能器16和低频换能器15。
在圆柱形反应器3内部设置一根射流变频管10，变频管10穿过干涉板11，变频管10的轴线与反应器3的轴线重合。变频管3的下端安装一个射流喷嘴12，射流喷嘴12与反应器3外部的喷射器13通过进液管连接，喷射器13与高压水泵连接。
沉降罐4环绕安装在反应器3的圆周，反应器3的下部和中部分别有回流口2和溢流口5与沉降罐4连通，沉降罐4的上部有出水口6。
安装在平面反射板14上的高频换能器16和低频换能器15的个数为2-4个，超声波频率范围为2MHZ-20KHZ。
变频管10的内径大于低频换能器15波长λ；反应器3的内径为低频换能器15波长λ/2的整数倍；干涉板11上的衍射圆孔孔径小于最高频率波长λ，圆孔中心间距为λ/4。
本发明的工作过程如下：
用高压水泵把污水打入喷射器13，喷射器13吸入臭氧后，气液混合的液体经射流喷嘴12射入变频管10中，其射流速度可达每秒数百米。污水流经变频管10的同时也受超声波的辐射作用，根据多普勒效应的原理，变频管10中的污水，在声场中流动时速度由快变慢，所受到的超声波频率也由高到低，实现均匀变频处理污水。
污水从变频管10喷射出时具有很高的动能，当污水撞击圆锥型导流罩8，使得污水雾化，液滴越小与臭氧、空气的反应越充分，曝气效果越好，处理效率越高。
射流喷嘴12射出的高速水流，使变频管10下口形成一个局部负压区，造成反应器3、沉降罐4中的污水回流，完成了对污水的反复处理过程；同时也起到了良好的搅拌作用，使得反应更加充分。
在干涉板11之下的区域，距离高频换能器、低频换能器较近，污水在这个区域处理的效果最好。在反应器3的中上部，超声波能量由下向上、由中心向外递减，由于干涉板11上衍射圆孔的衍射作用，使反应器3中上部的超声波发生干涉，不但振幅变大，有利于空化效应进一步加强，而且还使得空化面更加均匀。
经过反应器3处理后，液体从溢流口5流入沉降罐4中，经过沉降，上层清液从出水口6流出，下层浊液由回流口2返回反应器3中继续处理。
1、本发明应用“多普勒效应”原理：在反应器超声场内，通过变频管中水流速的变化，使污水中的超声波频率发生变化。而且具有一定的频带宽度和连续性。
2、本发明利用机械波的干涉原理，在反应器中设置干涉板。通过两个以上圆孔的衍射，实现了超声波在反应器内相互干涉，其目的是使超声波振幅加大，空化效应进一步加强，空化面更加均匀。
3、本发明在反应器中设置一曝气空间，利用高速水流射出变频管后撞击圆锥型导流罩的动能，使得污水雾化，与臭氧、空气更充分的反应，达到更好的曝气效果。
4、本发明中的变频管高出反应器中污水的液面，造成超声波辐射压力对液体表面的干扰，利用超声波混响场声能密度增大的特点，强化空化效果。
5、本发明中的射流喷嘴射出的高速水流，使变频管下口形成一个局部负压区，造成反应器、沉降罐中的污水回流，完成了对污水的反复处理过程；同时也起到了良好的搅拌作用，使得反应更加充分。
上述描述仅作为本发明一种超声波污水处理装置可实施的技术方案提出，不作为对其结构本身的单一限制条件。

Claims (4)

1.一种在线宽频超声波污水处理装置，其特征在于：它由反应器(3)、沉降罐(4)、变频管(10)组成，变频管(10)安装在反应器(3)中b并高出反应器中污水的液面，变频管(10)的轴线与反应器(3)的轴线重合，在变频管(10)中部外圆周与反应器(3)内壁之间安装有干涉板(11)，干涉板(11)上均布衍射圆孔，变频管(10)的下端安装一个射流喷嘴(12)，射流喷嘴(12)通过进液管与反应器(3)外部的喷射器(13)连接，喷射器(13)与高压水泵连接，反应器(3)的底部为平面反射板(14)，平面反射板(14)上安装高频换能器(16)和低频换能器(15)，沉降罐(4)环绕安装在反应器(3)的圆周，反应器(3)的下部和中部分别有回流口(2)和溢流口(5)与沉降罐(4)连通，沉降罐(4)的上部有出水口(6)。
2.根据权利要求1所述的在线宽频超声波污水处理装置，其特征在于：所述的反应器(3)的上端为半球形封头(7)，半球形封头(7)内安装圆锥形导流罩(8)，同时在半球形封头(7)上安装排气阀(9)，反应器(3)的下端为聚焦罩(1)，聚焦罩(1)与底部的平面反射板(14)相连接。
3.根据权利要求2所述的在线宽频超声波污水处理装置，其特征在于：所述安装在平面反射板(14)上的高频换能器(16)和低频换能器(15)的个数为2-4个，超声波频率范围为2MHZ-20KHZ。
4.根据权利要求3所述的在线宽频超声波污水处理装置，其特征在于：所述变频管(10)的内径大于低频换能器(15)波长λ；反应器(3)的内径为低频换能器(15)波长λ/2的整数倍；干涉板(11)上的衍射圆孔孔径小于最高频率的波长λ，圆孔中心间距为λ/4。
CN2010101298306A 2010-03-23 2010-03-23 一种在线宽频超声波污水处理装置 Expired - Fee Related CN101786691B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101298306A CN101786691B (zh) 2010-03-23 2010-03-23 一种在线宽频超声波污水处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101298306A CN101786691B (zh) 2010-03-23 2010-03-23 一种在线宽频超声波污水处理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101786691A true CN101786691A (zh) 2010-07-28
CN101786691B CN101786691B (zh) 2011-08-31

Family

ID=42530092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101298306A Expired - Fee Related CN101786691B (zh) 2010-03-23 2010-03-23 一种在线宽频超声波污水处理装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101786691B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101956417A (zh) * 2010-08-11 2011-01-26 国家海洋局第二海洋研究所 一种用于海岛的泡沫封堵式微生物分解水循环环保厕所
CN102020335A (zh) * 2010-10-25 2011-04-20 李浩铭 一种超声波污水处理装置
CN102557231A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 合肥工业大学 气升式声化学反应器
CN104556266A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 陕西师范大学 一种强化水力空化处理装置
CN104722106A (zh) * 2015-03-25 2015-06-24 陕西师范大学 一种细微颗粒的超声分离装置
CN105125060A (zh) * 2015-09-01 2015-12-09 上海海事大学 超声波快速循环加热系统及加热方法
CN105198035A (zh) * 2015-08-13 2015-12-30 河海大学常州校区 变频功率超声调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器
CN105984916A (zh) * 2015-02-10 2016-10-05 沈智奇 高压多频多向超声波污水净化器
CN106145472A (zh) * 2015-04-15 2016-11-23 无锡市润源环保设备有限公司 一种电厂脱硫废水的超声雾化处理系统
CN108675516A (zh) * 2018-04-26 2018-10-19 云南龙帜环境工程有限公司 一种医院废水处理系统
CN108675544A (zh) * 2018-04-26 2018-10-19 云南龙帜环境工程有限公司 一种中药提取废水处理系统
CN109287466A (zh) * 2018-09-25 2019-02-01 泰安圣牛生物科技有限公司 一种浮动苗床脉动充氧装置
CN110237794A (zh) * 2019-07-15 2019-09-17 戚律 超声强化射流式反应器
CN116216908A (zh) * 2023-05-08 2023-06-06 鄂尔多斯市永胜污水处理有限公司 一种超声催化氧化装置
CN117682608A (zh) * 2023-12-28 2024-03-12 无锡蓝天电子股份有限公司 一种用于船舶压载水的穿孔挡板式超声波处理设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2418124Y (zh) * 2000-04-24 2001-02-07 桑玉元 大功率可变频超声波处理有机废水的气振装置
CN1343182A (zh) * 1999-03-15 2002-04-03 生物爱克思株式会社 含有机物的废水的处理方法和装置
JP2004202322A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Jfe Engineering Kk 超音波処理方法および装置
CN201232037Y (zh) * 2008-05-06 2009-05-06 河海大学常州校区 利用功率超声处理有机废水的频率效应研究装置
CN201648053U (zh) * 2010-03-23 2010-11-24 河北大学 一种在线宽频超声波污水处理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1343182A (zh) * 1999-03-15 2002-04-03 生物爱克思株式会社 含有机物的废水的处理方法和装置
CN2418124Y (zh) * 2000-04-24 2001-02-07 桑玉元 大功率可变频超声波处理有机废水的气振装置
JP2004202322A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Jfe Engineering Kk 超音波処理方法および装置
CN201232037Y (zh) * 2008-05-06 2009-05-06 河海大学常州校区 利用功率超声处理有机废水的频率效应研究装置
CN201648053U (zh) * 2010-03-23 2010-11-24 河北大学 一种在线宽频超声波污水处理装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101956417A (zh) * 2010-08-11 2011-01-26 国家海洋局第二海洋研究所 一种用于海岛的泡沫封堵式微生物分解水循环环保厕所
CN102020335A (zh) * 2010-10-25 2011-04-20 李浩铭 一种超声波污水处理装置
CN102557231A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 合肥工业大学 气升式声化学反应器
CN104556266B (zh) * 2014-12-31 2016-04-06 陕西师范大学 一种强化水力空化处理装置
CN104556266A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 陕西师范大学 一种强化水力空化处理装置
CN105984916A (zh) * 2015-02-10 2016-10-05 沈智奇 高压多频多向超声波污水净化器
CN104722106A (zh) * 2015-03-25 2015-06-24 陕西师范大学 一种细微颗粒的超声分离装置
CN104722106B (zh) * 2015-03-25 2016-04-06 陕西师范大学 一种细微颗粒的超声分离装置
CN106145472A (zh) * 2015-04-15 2016-11-23 无锡市润源环保设备有限公司 一种电厂脱硫废水的超声雾化处理系统
CN105198035A (zh) * 2015-08-13 2015-12-30 河海大学常州校区 变频功率超声调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器
CN105125060A (zh) * 2015-09-01 2015-12-09 上海海事大学 超声波快速循环加热系统及加热方法
CN108675516A (zh) * 2018-04-26 2018-10-19 云南龙帜环境工程有限公司 一种医院废水处理系统
CN108675544A (zh) * 2018-04-26 2018-10-19 云南龙帜环境工程有限公司 一种中药提取废水处理系统
CN109287466A (zh) * 2018-09-25 2019-02-01 泰安圣牛生物科技有限公司 一种浮动苗床脉动充氧装置
CN109287466B (zh) * 2018-09-25 2020-12-25 泰安圣牛生物科技有限公司 一种浮动苗床脉动充氧装置
CN110237794A (zh) * 2019-07-15 2019-09-17 戚律 超声强化射流式反应器
CN110237794B (zh) * 2019-07-15 2024-01-26 戚律 超声强化射流式反应器
CN116216908A (zh) * 2023-05-08 2023-06-06 鄂尔多斯市永胜污水处理有限公司 一种超声催化氧化装置
CN117682608A (zh) * 2023-12-28 2024-03-12 无锡蓝天电子股份有限公司 一种用于船舶压载水的穿孔挡板式超声波处理设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN101786691B (zh) 2011-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101786691B (zh) 一种在线宽频超声波污水处理装置
CN102059070B (zh) 水力/超声耦合空化装置
CN202864986U (zh) 一种基于空化效应的有机废水处理装置
CN102531146B (zh) 一种组合式水力空化降解废水有机物装置
CN109824173B (zh) 一种有机废水三级水力空化处理系统
CN106745489A (zh) 一种水力空化污水处理设备
CN201648053U (zh) 一种在线宽频超声波污水处理装置
CN106517412A (zh) 一种强剪切式中心射流空化发生器
CN201990565U (zh) 一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置
CN104211242A (zh) 一种超声波气浮一体化水处理设备及其处理工艺
CN210048555U (zh) 一种多级旋切破碎式微纳米气泡发生装置
CN106669584B (zh) 一种强剪切式环形射流空化发生器
CN201729738U (zh) 具有超声射流在线清洗装置的膜生物反应器
CN201762139U (zh) 双频超声化学反应器
CN206318739U (zh) 一种强剪切式中心射流空化发生器
CN101935087B (zh) 双频超声化学反应器
CN104724771A (zh) 一种水力空化技术强化污水除污效率的空化器
CN105948376A (zh) 一种污水深度处理装置
CN204342460U (zh) 一种水力空化技术强化污水除污效率的空化器
CN201952308U (zh) 一种液体空化污水处理机
CN201880527U (zh) 水力/超声耦合空化装置
CN102217453B (zh) 带振荡腔的射流式注肥装置
CN201959799U (zh) 一种强化气液传质的气体导入装置
CN108706682A (zh) 一种低噪音多频超声化学反应器及应用
CN212663299U (zh) 一种农药生产用搅拌装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: BAODING DINGCHEN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLO

Free format text: FORMER OWNER: HEBEI UNIVERSITY

Effective date: 20141022

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 071002 BAODING, HEBEI PROVINCE TO: 071000 BAODING, HEBEI PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20141022

Address after: 071000, Hebei, Baoding two ring road 5699, University Science Park, No. 7 Building (south section), four, 401-20

Patentee after: Baoding Ding Chen Environmental Protection Technology Co., Ltd.

Address before: 071002 East Road, Hebei, Baoding No. 54

Patentee before: Hebei University

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110831

Termination date: 20170323