CN108033513A - 一种微波辐射污水处理反应系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波辐射污水处理反应系统，具体来说：波导管和磁控管组成微波发生器；若干个微波发生器安装在所述微波发生器固定装置上，形成微波发生单元；所述微波发生单元安装在所述微波发生单元固定装置中，形成微波发生模块；所述微波发生模块固定在所述污水处理器下部中，与所述污水处理器上部组成微波发射污水处理单元；所述微波发射污水处理单元固定在所述污水处理反应系统外壳中，同时在所述微波发生单元固定装置、污水处理器上部和污水处理反应系统外壳上开孔并安装所述金属管。利用该系统可以使微波在各个方向与污水首先接触，使微波分布均匀化，显著提高微波能的利用率和延长磁控管的使用寿命。

Description

一种微波辐射污水处理反应系统

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种微波辐射污水处理反应系统。

背景技术

目前，微波辅助污水处理技术已得到科学家的普遍关注，传统的微波发生器是利用磁控管产生微波，通过波导管传导进入微波发生器腔体，但微波在对污水加热的过程中，会被微波发生器腔体四周的金属壁面不断反射，导致微波分布不均；另外部分微波还会被反射回磁控管，在对磁控管产生危害的同时还会导致微波能利用率降低，以上缺陷阻碍了微波辅助污水处理技术的广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波辐射污水处理反应系统，利用该系统可以使微波在各个方向与污水首先接触，使微波分布均匀化，显著提高微波能的利用率和延长磁控管的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种微波辐射污水处理反应系统，所述系统包括波导管、磁控管、微波发生器固定装置、微波发生单元固定装置、污水处理器下部、污水处理器上部、污水处理反应系统外壳和金属管，其中：

所述波导管和磁控管组成微波发生器；

若干个微波发生器安装在所述微波发生器固定装置上，形成微波发生单元；

所述微波发生单元安装在所述微波发生单元固定装置中，形成微波发生模块；

所述微波发生模块固定在所述污水处理器下部中，与所述污水处理器上部组成微波发射污水处理单元；

所述微波发射污水处理单元固定在所述污水处理反应系统外壳中，同时在所述微波发生单元固定装置、污水处理器上部和污水处理反应系统外壳上开孔并安装所述金属管，组成微波辐射污水处理反应系统。

所述微波发生器固定装置为具有6个面的长方体，6n个所述微波发生器分别安装在所述微波发生器固定装置的6个面上，每个面安装n个所述微波发生器；

所述微波发生单元固定装置为具有6个面的外形为长方体的金属壳体，在所述微波发生单元固定装置的每个面上开有n个长方形孔洞，与所述微波发生器固定装置每个面上的n个微波发生器的n个波导管一一对应，所述孔洞尺寸与所述波导管的横截面尺寸相同，所述孔洞位置和开孔方位与相对应的波导管的出口一致，使用云母片在所述微波发生单元固定装置的外壁面对所有孔洞全部遮盖。

所述污水处理器下部和污水处理器上部组成一个内部带有两个互不干扰空间的完整的球形污水处理器；

所述污水处理器的内层球形壳体所围密闭空间用于安装所述微波发生模块，所述污水处理器的内层球形壳体与所述污水处理器的外层球形壳体所围空间用于污水流动和污水处理，污水从所述污水处理器下部的入口进入，从所述污水处理器上部的出口排出。

所述污水处理器下部的入口位于所述污水处理器下部的正下方，与所述污水处理器下部的外层球形壳体相通；

所述污水处理器上部的出口位于所述污水处理器上部的正上方，与所述污水处理器上部的外层球形壳体相通。

所述污水处理器下部的内层球形壳体和所述污水处理器上部的内层球形壳体的内外径相同；

所述污水处理器下部的外层球形壳体和所述污水处理器上部的外层球形壳体的内外径相同。

所述污水处理器下部和所述污水处理器上部分别拥有4根主连接杆和4根次连接杆，所述每根主连接杆由第一连接部分和第二连接部分组成；

所述污水处理器下部的内层球形壳体和外层球形壳体利用所述第一连接部分相连，所述污水处理器上部的内层球形壳体和外层球形壳体利用所述次连接杆相连，利用所述第二连接部分将微波发生模块固定在所述污水处理器下部中。

所述4根主连接杆两两成对，每对主连接杆在一条直线上，4根主连接杆所在的两条直线互相垂直；

所述4根次连接杆两两成对，每对次连接杆在一条直线上，4根次连接杆所在的两条直线互相垂直，且所述第一连接部分和所述次连接杆的形状相同；

当所述污水处理器下部和所述污水处理器上部一起组装成一个完整的球形污水处理器时，一对所述主连接杆和一对所述次连接杆所在直线平行，所述污水处理器下部和所述污水处理器上部的内层球形壳体的边缘重合。

所述微波发生单元固定装置、污水处理器上部和污水处理反应系统外壳上所开孔的几何中心在同一条垂线上，且所开孔的直径与所述金属管的外径相同；

所述金属管为一根直管，该金属管的一端伸入所述微波发生单元固定装置中，且伸入所述微波发生单元固定装置中的金属管的一端横截面与所述微波发生单元固定装置的内壁面在同一平面上；

所述金属管的另一端从所述污水处理反应系统外壳中伸出，从所述污水处理反应系统外壳中伸出的金属管的一端横截面与所述污水处理反应系统外壳的外壁面在同一平面上；

所述金属管与所述微波发生单元固定装置、污水处理器上部和污水处理反应系统外壳上所开孔实现密封。

所述微波发生模块、污水处理器和污水处理反应系统外壳具有相同的几何中心。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，利用上述系统可以使微波在各个方向与污水首先接触，使微波分布均匀化，显著提高微波能的利用率和延长磁控管的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的微波辐射污水处理反应系统的整体示意图；

图2为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图一；

图3为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图二；

图4为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图三；

图5为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图四；

图6为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图五；

图7为本发明实施例所提供污水处理器的示意图；

图8为本发明实施例所提供主连接杆和次连接杆的示意图；

图9为本发明实施例所述微波发生模块固定在污水处理器下部中的安装全视图；

图10为本发明实施例所述微波发生模块固定在污水处理器下部中的安装俯视图；

图11为本发明实施例所述微波发生模块固定在污水处理器下部中的安装正视图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的微波辐射污水处理反应系统的整体示意图，所述系统包括波导管1、磁控管2、微波发生器固定装置3、微波发生单元固定装置4、污水处理器下部5、污水处理器上部6、污水处理反应系统外壳7和金属管8，其中：

如图2所示为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图一，所述波导管1和磁控管2组成微波发生器a；

如图3为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图二，若干个微波发生器a安装在所述微波发生器固定装置3上，形成微波发生单元b；

如图4为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图三，所述微波发生单元b安装在所述微波发生单元固定装置4中，形成微波发生模块c；

如图5为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图四，所述微波发生模块c固定在所述污水处理器下部5中，与所述污水处理器上部6组成微波发射污水处理单元d；

如图6为本发明实施例所述系统各部件安装过程的示意图五，所述微波发射污水处理单元d固定在所述污水处理反应系统外壳7中，同时在所述微波发生单元固定装置4、污水处理器上部6和污水处理反应系统外壳7上开孔并安装所述金属管8，组成微波辐射污水处理反应系统e。

具体实现中，所述微波发生器固定装置3为具有6个面的长方体，6n个所述微波发生器a分别安装在所述微波发生器固定装置3的6个面上，每个面安装n个所述微波发生器a。通过在所述微波发生器固定装置3的6个面上分别安装相同数量的微波发生器，可以使微波辐射均匀。

举例来说，所述微波发生器固定装置3的6个面上分别安装1个所述微波发生器a，相对两个面的所述微波发生器a的波导管1的横截面呈垂直方向安装，每个波导管1的几何中心与各自所在微波发生器固定装置3的面的几何中心的连线垂直于各自所在微波发生器固定装置3的面，所述微波发生器固定装置3为正方体，边长为23cm，所述微波发生单元固定装置4为外形为正方体的金属壳体，内部边长为47cm，壁厚为0.15cm。

另外，所述微波发生单元固定装置4为具有6个面的外形为长方体的金属壳体，在所述微波发生单元固定装置4的每个面上还开有n个长方形孔洞，所述n个长方形孔洞与所述微波发生器固定装置3每个面上的n个微波发生器a的n个磁控管一一对应。所述孔洞尺寸与所述波导管1的横截面尺寸相同，所述孔洞位置和开孔方位与相对应的波导管1的出口一致，使用云母片在所述微波发生单元固定装置4的外壁面对所有孔洞全部遮盖。

利用上述结构，就可以将磁控管置于污水所围的内部空间中，微波从波导管1传出后，100％的微波能首先直接作用于污水，而不会首先被污水处理反应系统外壳金属壁反射，使部分微波被反射回磁控管，造成微波能利用率低、磁控管使用寿命短的现象。

如图7所示为本发明实施例所提供污水处理器的示意图，参考图7：污水处理器下部5和污水处理器上部6组成一个内部带有两个互不干扰空间的完整的球形污水处理器w；所述污水处理器w的内层球形壳体V所围密闭空间用于安装所述微波发生模块c，所述污水处理器w的内层球形壳体V与所述污水处理器w的外层球形壳体VI所围空间用于污水流动和污水处理，污水从所述污水处理器下部5的入口I进入，从所述污水处理器上部6的出口II排出。通过采取该结构，微波发生模块c与污水分别在两个不同的空间中工作和流动，污水不会对磁控管产生损害。举例来说，内层球形壳体V内部直径为91cm，外层球形壳体VI内部壁面和内层球形壳体V外部壁面径向距离为14cm，内层球形壳体V和外层球形壳体VI壁厚均为0.5cm，材质为有机玻璃。

另外，所述污水处理器下部5的入口I位于所述污水处理器下部5的正下方，与所述污水处理器下部5的外层球形壳体VI相通；所述污水处理器上部6的出口II位于所述污水处理器上部6的正上方，与所述污水处理器上部6的外层球形壳体VI相通。通过采取该结构，就可以保证污水在污水处理器中均匀分布和流动。举例来说，入口I和出口II的内部直径均为8cm，壁厚为0.5cm，材质为有机玻璃。

进一步的，所述污水处理器下部5的内层球形壳体V和所述污水处理器上部6的内层球形壳体V的内外径相同；所述污水处理器下部5的外层球形壳体VI和所述污水处理器上部6的外层球形壳体VI的内外径相同。通过采取该结构，保证了污水处理器w的密封性能。

进一步的，所述污水处理器下部5和所述污水处理器上部6分别拥有4根主连接杆III和4根次连接杆IV，如图8所示为本发明实施例所提供主连接杆和次连接杆的示意图，参考图8：所述每根主连接杆III由第一连接部分III-1和第二连接部分III-2组成；所述污水处理器下部5的内层球形壳体V和外层球形壳体VI利用所述第一连接部分III-1相连，所述污水处理器上部6的内层球形壳体V和外层球形壳体VI利用所述次连接杆IV相连，利用所述第二连接部分III-2将微波发生模块c固定在所述污水处理器下部5中，如图9所示为本发明实施例所述微波发生模块固定在污水处理器下部中的安装全视图，图10为安装俯视图，图11为安装正视图，通过采取该结构，使连接杆可承受较大重量。

进一步的，所述4根主连接杆III两两成对，每对主连接杆III在一条直线上，4根主连接杆III所在的两条直线互相垂直；所述4根次连接杆IV两两成对，每对次连接杆IV在一条直线上，4根次连接杆IV所在的两条直线互相垂直，且所述第一连接部分III-1和所述次连接杆IV的形状相同；通过采取该结构，可保证4根连接杆分别承受相同的重量，同时所述内层球形壳体V，所述外层球形壳体VI和所述微波发生模块c可保持稳固的结构。

当所述污水处理器下部5和所述污水处理器上部6一起组装成一个完整的球形污水处理器w时，一对所述主连接杆III和一对所述次连接杆IV所在直线平行，所述污水处理器下部5和所述污水处理器上部6的内层球形壳体V的边缘重合。通过采取该结构，可保证所述污水处理器下部5和所述污水处理器上部6在安装后的相对位置保持不变。

进一步的，所述微波发生单元固定装置4、污水处理器上部6和污水处理反应系统外壳7上所开孔的几何中心在同一条垂线上，且所开孔的直径与所述金属管8的外径相同；

所述金属管8为一根直管，该金属管8的一端伸入所述微波发生单元固定装置4中，且伸入所述微波发生单元固定装置4中的金属管8的一端横截面与所述微波发生单元固定装置4的内壁面在同一平面上；所述金属管8的另一端从所述污水处理反应系统外壳7中伸出，从所述污水处理反应系统外壳7中伸出的金属管8的一端横截面与所述污水处理反应系统外壳7的外壁面在同一平面上；所述金属管8与所述微波发生单元固定装置4、污水处理器上部6和污水处理反应系统外壳7上所开孔实现密封。通过采取该结构，可从该反应系统的外部向微波发生单元固定装置4中通入电线，为磁控管供电，同时可保证所述污水处理器w的两部分互不干扰空间的独立性。举例来说，该金属管8内径可以为2.13cm，壁厚为0.28cm，所述污水处理反应系统外壳7为外形为正方体的金属壳体，内部边长为140cm，壁厚为0.15cm，金属管8外壁与污水出口II外壁最近距离L不小于20cm。

另外，具体实现中，所述微波发生模块c、污水处理器w和污水处理反应系统外壳7具有相同的几何中心，通过采取该结构，可进一步保证微波分布的均匀性。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

上述本实施例所提供的系统可用于各种有机废水的处理，该系统的优点如下：

1)微波发生模块c的6个面均有相同数量的磁控管2发射微波，保证了微波分布的均匀性。

2)将污水处理器w置于微波发生模块c和污水处理反应系统外壳7之间，微波从磁控管发出后，首先接触的是污水处理器w中的污水，而不是金属壁，强化了污水对微波的吸收。

3)即使微波能够穿透污水处理器w，与污水处理反应系统外壳7金属壁面接触并被反射，反射后的微波仍会首先再次接触污水处理器w中的污水，进行二次吸收，大大提高了污水处理过程中微波能的利用率，同时也极大的减少了返回到磁控管2中的微波能，削弱了对磁控管2的危害。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，应用在该污水处理反应系统各个部分的具体结构和尺寸均可以根据需要设置，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，所述系统包括波导管、磁控管、微波发生器固定装置、微波发生单元固定装置、污水处理器下部、污水处理器上部、污水处理反应系统外壳和金属管，其中：

所述波导管和磁控管组成微波发生器；

若干个微波发生器安装在所述微波发生器固定装置上，形成微波发生单元；

所述微波发生单元安装在所述微波发生单元固定装置中，形成微波发生模块；

所述微波发生模块固定在所述污水处理器下部中，与所述污水处理器上部组成微波发射污水处理单元；

所述微波发射污水处理单元固定在所述污水处理反应系统外壳中，同时在所述微波发生单元固定装置、污水处理器上部和污水处理反应系统外壳上开孔并安装所述金属管，组成微波辐射污水处理反应系统。

2.根据权利要求1所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述微波发生器固定装置为具有6个面的长方体，6n个所述微波发生器分别安装在所述微波发生器固定装置的6个面上，每个面安装n个所述微波发生器；

所述微波发生单元固定装置为具有6个面的外形为长方体的金属壳体，在所述微波发生单元固定装置的每个面上开有n个长方形孔洞，与所述微波发生器固定装置每个面上的n个微波发生器的n个波导管一一对应，所述孔洞尺寸与所述波导管的横截面尺寸相同，所述孔洞位置和开孔方位与相对应的波导管的出口一致，使用云母片在所述微波发生单元固定装置的外壁面对所有孔洞全部遮盖。

3.根据权利要求1所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述污水处理器下部和污水处理器上部组成一个内部带有两个互不干扰空间的完整的球形污水处理器；

所述污水处理器的内层球形壳体所围密闭空间用于安装所述微波发生模块，所述污水处理器的内层球形壳体与所述污水处理器的外层球形壳体所围空间用于污水流动和污水处理，污水从所述污水处理器下部的入口进入，从所述污水处理器上部的出口排出。

4.根据权利要求1所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述污水处理器下部的入口位于所述污水处理器下部的正下方，与所述污水处理器下部的外层球形壳体相通；

所述污水处理器上部的出口位于所述污水处理器上部的正上方，与所述污水处理器上部的外层球形壳体相通。

5.根据权利要求1所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述污水处理器下部的内层球形壳体和所述污水处理器上部的内层球形壳体的内外径相同；

所述污水处理器下部的外层球形壳体和所述污水处理器上部的外层球形壳体的内外径相同。

6.根据权利要求1所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述污水处理器下部和所述污水处理器上部分别拥有4根主连接杆和4根次连接杆，所述每根主连接杆由第一连接部分和第二连接部分组成；

所述污水处理器下部的内层球形壳体和外层球形壳体利用所述第一连接部分相连，所述污水处理器上部的内层球形壳体和外层球形壳体利用所述次连接杆相连，利用所述第二连接部分将微波发生模块固定在所述污水处理器下部中。

7.根据权利要求6所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述4根主连接杆两两成对，每对主连接杆在一条直线上，4根主连接杆所在的两条直线互相垂直；

所述4根次连接杆两两成对，每对次连接杆在一条直线上，4根次连接杆所在的两条直线互相垂直，且所述第一连接部分和所述次连接杆的形状相同；

当所述污水处理器下部和所述污水处理器上部一起组装成一个完整的球形污水处理器时，一对所述主连接杆和一对所述次连接杆所在直线平行，所述污水处理器下部和所述污水处理器上部的内层球形壳体的边缘重合。

8.根据权利要求1所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述微波发生单元固定装置、污水处理器上部和污水处理反应系统外壳上所开孔的几何中心在同一条垂线上，且所开孔的直径与所述金属管的外径相同；

所述金属管为一根直管，该金属管的一端伸入所述微波发生单元固定装置中，且伸入所述微波发生单元固定装置中的金属管的一端横截面与所述微波发生单元固定装置的内壁面在同一平面上；

所述金属管的另一端从所述污水处理反应系统外壳中伸出，从所述污水处理反应系统外壳中伸出的金属管的一端横截面与所述污水处理反应系统外壳的外壁面在同一平面上；

所述金属管与所述微波发生单元固定装置、污水处理器上部和污水处理反应系统外壳上所开孔实现密封。

9.根据权利要求3所述微波辐射污水处理反应系统，其特征在于，

所述微波发生模块、污水处理器和污水处理反应系统外壳具有相同的几何中心。