CN109796061A - 一种高效去除藻类孢子的水力空化器 - Google Patents

Abstract

一种高效去除藻类孢子的水力空化器，包括定子、转轴和空化盘，定子内部形成空化腔，转轴安装在定子中且一端伸出定子，该伸出端与转动机构连接，空化盘固定设置在转轴上并处于空化腔中，空化腔内壁和空化盘外壁上均分布有盲孔，定子上设置有进水管和出水管。采用上述空化器的藻类孢子处理系统，包括依次连接的第一单吸泵、搅拌器、第二单吸泵和沉降池，第一单吸泵、搅拌器、第二单吸泵、所述水力空化器和沉降池。本发明通过转动的方式对含藻水体进行空化处理，在定子空化腔和空化盘的周面均设有盲孔，以增加产生空化泡的数量，机械结构简单，对藻类孢子的处理效果好、效率高，不使用其他化学试剂，因此不会造成环境污染。

Description

一种高效去除藻类孢子的水力空化器

技术领域

本发明涉及一种用于去除藻类孢子的水力空化器，属于藻类去除技术领域。

背景技术

源自水库的水体自身的净化能力欠佳，当氮、磷等营养元素进入后就很难排出，因此受到了藻类的污染，随着藻类的不断繁殖，对居民饮用水的安全造成了很大的影响。因此如何快速高效地去除水体中的藻类孢子是亟待解决的问题。

水力空化现象有三种效应：机械效应、热效应和化学效应。空化泡溃灭形成强大冲击波，这种机械效应可以摧毁藻类的细胞壁。水力空化泡的局部热点非常高，可以导致细胞的热失活，而且还可以产生羟自由基，具有很强的氧化作用，可以去除藻类胞内及胞外分泌物。正因为水力空化有这三种效应，因此可以达到对藻类孢子处理的目的，如中国专利文献CN103787526A公开的一种利用微气泡水力空化强化混凝去除蓝藻的方法，将藻液放入空化发生器中，基于水力空化的机械效应、热效应和化学效应，实现对水质的净化，然后再通过混凝过程，提高藻类的处理效率。

但是上述去除蓝藻的方法采用通用的微气泡水力空化发生装置，主要通过水泵和微气泡喷头产生空化泡，空化泡产生的数量及效率较低，有待进一步提高。

因此，亟需一种通过结构的合理布置，使得以最小的成本产生最多的空化泡，通过利用其机械效应、热效应和化学效应，实行对藻类孢子的高效处理的装置。

发明内容

本发明针对现有利用水力空化去除藻类孢子方面存在的不足，提供了一种空化效果好、能够高效去除藻类孢子的水力空化器。

本发明的高效去除藻类孢子的水力空化器，采用以下技术方案：

该水力空化器，包括定子、转轴和空化盘，定子内部形成空化腔，转轴安装在定子中且一端伸出定子，该伸出端与转动机构连接，空化盘固定设置在转轴上并处于空化腔中，空化腔内壁和空化盘外壁上均分布有盲孔，定子上设置有进水管和出水管，定子的出水管设置在定子的轴向外侧。

所述定子上的进水管设置在定子的上端和下端。

所述定子的轴向外侧设置有出水端盖，出水管设置在该出水端盖，定子外侧面上在该出水端盖内设置有出水孔。

所述转动机构包括增速器和电机，转轴通过联轴器与增速器连接，增速器与电机连接。

所述空化盘的直径为400mm，厚度为70～100mm。

所述盲孔的直径为30mm，深度为30mm～60mm。

所述空化盘上的盲孔数量为12～20个。

所述空化腔内壁和空化盘外壁的间隙为4mm～8mm。

所述转轴的转速为2800r/min～3600r/min。

采用上述空化器的藻类孢子处理系统，除了包括本发明的水力空化器以外，还包括有第一单吸泵、搅拌器、第二单吸泵和沉降池，第一单吸泵、搅拌器、第二单吸泵、所述水力空化器和沉降池依次连接。受藻类孢子污染的水体经过第一单吸泵输入搅拌器中对藻类孢子进行搅拌，成为均匀的藻液，再由第二单吸泵输入到本发明的水力空化器中进行处理。处理后在沉降池中使用助凝剂，使水中的微生物凝素成团，加速其沉淀去除。

本发明通过转动的方式对含藻水体进行空化处理，在定子空化腔和空化盘的周面均设有盲孔，以增加产生空化泡的数量，机械结构简单，对藻类孢子的处理效果好、效率高，不使用其他化学试剂，因此不会造成环境污染。

附图说明

图1是本发明高效处理藻类孢子的水力空化器结构示意图。

图2是本发明中定子的端面结构示意图。

图3是本发明中空化盘的端面结构示意图。

图4是本发明中藻类孢子处理系统的结构原理示意图。

图中：1.出水端盖，2.角接触球轴承，3.出水管，4.轴承端盖，5.支撑盖，6.机械密封，7.定子，8.转轴，9.定子端盖，10.支撑盖，11.机械密封，12.角接触球轴承，13.轴承端盖，14.联轴器，15.增速器，16.电机，17.空化盘，18.出水孔，19.第一进水管，20.第二进水管，21.盲孔，22.进水管道，23.单吸泵，24.搅拌器，25.单吸泵，26.水力空化器，27.沉降池，28.出水管道。

具体实施方式

本发明的高效处理藻类孢子的水力空化处理器，如图1所示，包括定子7、转轴8和空化盘17，定子7内设置有密闭的空化腔，转轴8通过轴承安装在定子中，空化盘17与转轴8为一体结构并处于空化腔中。为便于加工，定子7的一端通过螺钉连接有端盖9，定子7与端盖9之间设置有密封垫圈，定子7及其端盖9组成密闭的空化腔。

定子7的两端分别通过螺钉连接支撑盖5和支撑盖10，支撑盖5和支撑盖10内分别安装有角接触球轴承2和角接触球轴承12，两个轴承分别通过轴承端盖4和轴承端盖13实现轴向定位。转轴8通过角接触球轴承2和角接触球轴承12安装在定子7中，并且一端伸出端盖9，该伸出端通过联轴器14与增速器15连接，增速器15与电动机16连接，电动机16通过增速器15带动转轴8转动，转轴的转速为2800r/min～3600r/min。转轴8与定子7端面之间设置有处于轴承支撑盖4和轴承支撑盖13内的机械密封6和机械密封11，实现密封，可以将水隔离开。

如图2所示，定子7的上端和下端分别设置有第一进水管19和第二进水管20，定子7的轴向外侧(图中的左侧)设置有多个出水孔18，这些出水孔18处于固定在定子7上的出水端盖1内，出水端盖1上设置有轴向的出水管3。

定子7的空化腔内壁与空化盘17的外壁之间的间隙为4mm～8mm。如图3所示，空化盘17的外壁上(整个外围)设置有盲孔21，盲孔21的数量为12～20个，盲孔21的直径为30mm，深度为30mm～60mm，排列方式参见图3。定子7的空化腔内壁上也分布有盲孔，以增加产生空化泡的数量。空化盘17的直径为400mm，空化盘17的厚度为70～100mm。这些参数是根据藻类孢子的特点经过大量实验获得的，达到了去除效率、效果和成本的最佳匹配。

通过增速器15达到可以产生空化泡的转速。通过转子的转动对水的剪切作用达到可以产生空化泡的作用，实现对藻类孢子的高效处理。

采用本发明上述空化器的藻类孢子处理系统如图4所示，除了包括本发明的水力空化器26以外，还包括有第一单吸泵23、搅拌器24、第二单吸泵25和沉降池27。第一单吸泵23、搅拌器24、第二单吸泵25、水力空化器26和沉降池27依次连接。第一单吸泵23与受藻类孢子污染水质的进水管道22连接，沉降池27的进水口连接水力空化器26的出水管3，沉降池27的出水口连接出水管道28。第二单吸泵25与水力空化器26的第一进水管19和第二进水管20连接。

受藻类孢子污染的水体经过第一单吸泵23输入搅拌器24中，搅拌器24主要是对藻类孢子进行搅拌，使其成为均匀的藻液，然后通过第二单吸泵25压入到本发明的水力空化器26中，通过机械的旋转的作用产生空化泡，通过空化泡从产生到溃灭过程中释放的能量，达到对水体中藻类孢子的高效处理。沉降池27主要使用助凝剂，比如HCA-1阳离子净水剂杀藻，可以将水力空化器26中为未杀灭的少量的藻类去除，使水中的微生物凝素成团，加速其沉淀去除。

Claims (10)

1.一种高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：包括定子、转轴和空化盘，定子内部形成空化腔，转轴安装在定子中且一端伸出定子，该伸出端与转动机构连接，空化盘固定设置在转轴上并处于空化腔中，空化腔内壁和空化盘外壁上均分布有盲孔，定子上设置有进水管和出水管，出水管设置在定子的轴向外侧。

2.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述定子上的进水管设置在定子的上端和下端。

3.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述定子的轴向外侧设置有出水端盖，出水管设置在该出水端盖，定子外侧面上在该出水端盖内设置有出水孔。

4.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述转动机构包括增速器和电机，转轴通过联轴器与增速器连接，增速器与电机连接。

5.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述空化盘的直径为400mm，厚度为70～100mm。

6.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述盲孔的直径为30mm，深度为30mm～60mm。

7.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述空化盘上的盲孔数量为12～20个。

8.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述空化腔内壁和空化盘外壁的间隙为4mm～8mm。

9.根据权利要求1所述的高效去除藻类孢子的水力空化器，其特征是：所述转轴的转速为2800r/min～3600r/min。

10.一种藻类孢子处理系统，包括权利要求1-9所述水力空化器，还包括有第一单吸泵、搅拌器、第二单吸泵和沉降池，第一单吸泵、搅拌器、第二单吸泵、所述水力空化器和沉降池依次连接。