CN110304677A - 一种空化射流的污水处理装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空化射流的污水处理装置，包括污水池、蓄水池、水力空化器、水泵和控制系统；所述污水池的上部设置有安装座以及设置于内部的若干个容纳腔室，若干个容纳腔室通过管道分别与所述蓄水池连接；所述安装座上设置有电机、导向块、导向轴、导向轴安装座；所述导向轴安装座设置于所述安装座的一侧，所述电机设置于在所述安装座的另一侧，所述导向轴的一端与所述电机连接，所述导向轴的另一端与所述导向轴安装座连接，所述导向块设置于所述导向轴上并通过电机带动其在所述导向轨上的移动；本发明控制系统控制所述电机驱动导向块在导向轴上移动，从而带动水力空化器作用于整个污水池区域。

Description

一种空化射流的污水处理装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及污水处理装置技术领域，具体涉及一种空化射流的污水处理装置及其控制方法。

背景技术

空化射流是一种在射流中自然产生空化气泡的连续射流，空泡或采用空气或采用淹没方式产生，采用多种方法在流体中形成一个压力低于当地蒸汽压力的区域，这样也就激发了空化核的生长(流体中的气泡)，这些气泡被卷入射流进一步生长，直到它们接近被清洗或切割的表面由于受阻滞而引起破裂。在破裂过程中，产生非常高的压力和微射流，靶面应力高于大多数材料的抗拉强度。虽然单独的空泡破裂造成的破坏程度较小，但持续渐增的此类现象使得材料的失效延展扩大。

空化射流用于污水处理时，空化射流的效应主要源自于空化泡溃灭形成的高温高压环境。在空化射流过程中会产生大量的空化泡，这些空化泡会在极端的时间内溃灭，并在其内部产生高达几千甚至上万K的高温，并且形成极高的压力。由于温度和压力极高，且这一过程是在微秒量级内进行，它所释放出的能量足以导致的高分子分解、化学键断裂和自由基生成，从而起到破坏污染物分子成分的作用。同时这些高能量还会打开水分子中的O-H键，使得水分子直接裂解为-H和-OH自由基，这些自由基又可进一步生成HO和H202。这些具有强氧化性自由基十分有利于高分子化学反应、其他自由基氧化反应以及有机污染物降解。

现有的污水处理存在着空化手段单一，主要依靠喷嘴的位置实现一片区域的空化处理，极大的限制了污水池的清洗效果且使用过程不方便移动的问题。

发明内容

本发明的目的在于一方面提供空化处理效果好且方便移动的一种空化射流的污水处理装置。

为完成上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空化射流的污水处理装置，包括污水池、蓄水池、水力空化器、水泵和控制系统；所述污水池的上部设置有安装座以及设置于内部的若干个容纳腔室，若干个容纳腔室通过隔板隔开，若干个容纳腔室通过管道分别与所述蓄水池连接；所述安装座上设置有电机、导向块、导向轴、导向轴安装座；所述导向轴安装座设置于所述安装座的一侧，所述电机设置于在所述安装座的另一侧，所述导向轴的一端与所述电机连接，所述导向轴的另一端与所述导向轴安装座连接，所述导向块设置于所述导向轴上并通过电机带动其在所述导向轨上的移动；所述水力空化器和水泵通过导向块设置于所述安装座上，所述水泵一端通过管路一与所述污水池连接，所述水泵的另一端通过管路二与所述水力空化器连接，所述管路一和管路二上均设置有电磁阀；所述容纳腔室内设置有水质检测传感器；所述控制系统分别与所述水泵、电机、电磁阀和水质检测传感器电连接。

作为上述方案的进一步改进，所述水力空化器连接设置有伸缩悬挂台，所述伸缩悬挂台包括伸缩外管、伸缩内管；所述伸缩外管与所述导向块连接，所述伸缩内管的底部设置有伸缩悬挂台安装座，所述伸缩悬挂台安装座与所述水力空化器连接。

作为上述方案的进一步改进，所述伸缩内管嵌入所述伸缩外管内并在其上下移动。

作为上述方案的进一步改进，所述伸缩外管和伸缩内管上均设置有通孔，所述通孔内设置有固定销。

作为上述方案的进一步改进，所述伸缩内管上设置有把手。

作为上述方案的进一步改进，所述水力空化器包括进水入口、流体射流收缩管路、连接短管、流体射流扩展管路和孔板；所述进水入口的一端与所述管路二连接，所述进水入口的另一端与所述流体射流收缩管路连接，所述连接短管的一端与所述流体射流收缩管路连接，连接短管的另一端与所述流体射流扩展管路连接；所述孔板设置于所述水力空化器的尾端。

作为上述方案的进一步改进，所述孔板上设置有若干个出水口。

作为上述方案的进一步改进，所述流体射流收缩管路上设置有旋流器。

为实现上述目的，本发明另一方面提供一种方便移动且出口腔能使水射流能量集中的空化效应的污水处理装置使用方法。

为完成上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空化射流的污水处理装置控制方法。

一种空化射流的污水处理装置控制方法，包括，S1:水质检测传感器检测污水池内的容纳腔室水体情况，并生成水体质量信号发送至控制系统，控制系统接收水质检测传感器发送的水体质量，并与预设值比较；

S2:管路一放置在污水池的容纳腔室内，控制系统控制水泵和电磁阀的开启，污水通过管路一进入水泵，水泵内的污水通过管路二进入到水力空化器内，经过进水入口的污水经流体射流收缩管路形成射流，产生空化效应；通过连接管路进入流体射流扩展管路提升流速，并通过孔板的限流作用再次发生空化；

S3:水质检测传感器检测到水体质量合格时，通过污水池上设置的排水口进入到蓄水池内；控制系统控制电机驱动导向块沿所述导向轴在导轨上移动，导向块带动水泵和水力空化器移动至下一个容纳腔室内，并对下一个容纳腔室进行污水处理；

S4:完成污水处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的水力空化器和水泵设置于导向块上，所述控制系统控制所述电机驱动导向块在导向轴上移动，从而带动水力空化器作用于整个污水池区域；由于本发明的水力空化器发生强烈的空化效应，产生瞬间高温、高压和强烈冲击波，可将污水池内的水体中的有机物氧化降解、微生物杀灭，并排出至污水池内。

本发明通过增加对污水池内水体的空化处理次数，提高空化处理效果。

附图说明

图1所示为本发明的结构示意图；

图2所示为本发明的安装座结构示意图；

图3所示为本发明的伸缩悬挂台结构示意图；

图4所示为本发明的水力空化器结构示意图；

图5所示为本发明的孔板结构示意图；

图6所示为本发明的水泵与污水池和空化器连接结构示意图；

图7所示为本发明的污水池与蓄水池连接结构示意图。

图8所示为本发明的控制系统连接结构示意图。

附图中：1是污水池、2是蓄水池、3是水力空化器、4是水泵、5是控制系统、6是安装座、7是容纳腔室、8是电磁阀、9是水质检测传感器、10是伸缩悬挂台、31是进水入口、32是流体射流收缩管路、33是连接短管、34是流体射流扩展管路、35是孔板、36是旋流器、41是管路一、42是管路二、61是电机、62是导向块、63是导向轴、64是导向轴安装座、65是导向轨、101是伸缩外管、102是伸缩内管、103是通孔、104是伸缩悬挂台安装座、105是把手、106是固定销。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-8所示，一种空化射流的污水处理装置，包括污水池1、蓄水池2、水力空化器3、水泵4和控制系统5；所述污水池1的上部设置有安装座6以及设置于污水池内部的若干个容纳腔室7，若干个容纳腔室7通过隔板隔开，且互不相通，若干个容纳腔室7通过管道分别与所述蓄水池2连接；所述安装座6上设置有电机61、导向块62、导向轴63、导向轴安装座64和导向轨65；所述导向轴安装座64设置于所述安装座6的一侧，所述电机61设置于在所述安装座6的另一侧且位于所述污水池1的外部，所述导向轴63的一端与所述电机61连接，所述导向轴63的另一端与所述导向轴安装座64连接，所述导向块62设置于所述导向轴63上并通过电机61带动其在所述导向轨65上的移动；所述水力空化器3和水泵4通过导向块62设置于所述安装座6上，所述水泵4一端通过管路一41与所述污水池1连接，所述水泵4的另一端通过管路二42与所述水力空化器3连接，所述管路一和管路二上均设置有电磁阀8；所述容纳腔室7内设置有水质检测传感器9；所述控制系统5分别与所述水泵4、电机61、电磁阀8和水质检测传感器9电连接。在本实施例中，所述控制系统用于控制电机61、水泵4和电磁阀8的开启或关闭；所述水质检测传感器9检测污水池的水体情况并反馈至所述控制系统5；在使用时，所述水质检测传感器9检测容纳腔室7的水体情况，并生成水体质量信号发送至所述控制系统5，所述控制系统5接收所述水质检测传感器9发送的水体质量，并与提前预设值比较，当所述污水池1的水体质量需要清理时，管路一放置在污水池1的一个容纳腔室7内，所述控制系统5控制所述水泵4和电磁阀8的开启，污水通过管路一进入水泵4，水泵4内的污水通过管路二进入到所述水力空化器3内，水力空化器3发生强烈的空化效应，产生瞬间高温、高压和强烈冲击波，可将污水池1内的水体中的有机物氧化降解、微生物杀灭，当所述水质检测传感器9检测到水体质量合格时，通过污水池1上设置的排水口进入到蓄水池2内，完成一个容纳腔室的清理；当需要移动位置时，所述控制系统5控制所述电机61驱动导向块62在导向轴63上移动，所述导向块62移动至下一个容纳腔室7内，并对下一个容纳腔室7进行污水处理，重复上述使用步骤，直至完成整个污水池的水体清理。

如图4所示，所述水力空化器3连接设置有伸缩悬挂台10，所述伸缩悬挂台10包括伸缩外管101、伸缩内管102；所述伸缩外管101与所述导向块62连接，所述伸缩内管102的底部设置有伸缩悬挂台安装座104，所述伸缩悬挂台安装座104与所述水力空化器3连接，所述伸缩内管102嵌入所述伸缩外管101内并在其上下移动，其中所述伸缩外管101和伸缩内管102均为中空结构，在使用时，所述管路二嵌入其内部且有余留部分，通过上下调整所述伸缩外管101改变水力空化器3的位置，保证水力空化器3的喷头固定在蓄水池2水面深度0.5米以下。

为便于伸缩悬挂台10的调整，所述伸缩外管101和伸缩内管102上均设置有通孔103，所述通孔103内设置有固定销；在使用时，需要调整伸缩悬挂台10位置时，将伸缩内管102向下拉，当伸缩内管102移动至合适位置时，所述通孔103内插入固定销106，将所述伸缩外管101和伸缩内管102实现位置调节，所述固定销上的外周设置有密封圈，防止污水进入伸缩悬挂台10内腐蚀管道。其中为方便伸缩内管102的移动，所述伸缩内管102上设置有把手105，所述伸缩外管101的直径大于所述伸缩内管102的直径。

所述水力空化器3包括进水入口31、流体射流收缩管路32、连接短管33、流体射流扩展管路34和孔板35；所述进水入口31的一端与所述管路二连接，所述进水入口31的另一端与所述流体射流收缩管路32连接，所述连接短管33的一端与所述流体射流收缩管路32连接，连接短管33的另一端与所述流体射流扩展管路34连接；所述孔板35设置于所述水力空化器3的尾端；其中，所述孔板35上设置有若干个出水口。在使用时，通过进水入口31的污水经流体射流收缩管路32形成射流，流体的流速提高，压强减小，产生空化效应；然后通过连接管路33进入流体射流扩展管路34提升流速，并通过孔板35的限流作用再次发生空化；经过上述多形式的空化作用，产生高温、高压、高湍流以及高射流的极端条件，将废水中常规难以降解的有机污染物无害化降解。

在上述实施例中，所述流体射流收缩管路32上设置有旋流器36，通过旋流器36高速旋转产生的剪切力作用发生空化作用，进一步强化废水的空化效果。

本发明还提供一种空化射流的污水处理装置控制方法，包括，S1:水质检测传感器检测污水池内的容纳腔室水体情况，并生成水体质量信号发送至控制系统，控制系统接收水质检测传感器发送的水体质量，并与预设值比较；

S2:管路一放置在污水池的容纳腔室内，控制系统控制水泵和电磁阀的开启，污水通过管路一进入水泵，水泵内的污水通过管路二进入到水力空化器内，经过进水入口的污水经流体射流收缩管路形成射流，产生空化效应；通过连接管路进入流体射流扩展管路提升流速，并通过孔板的限流作用再次发生空化；

S3:水质检测传感器检测到水体质量合格时，通过污水池上设置的排水口进入到蓄水池内；控制系统控制电机驱动导向块沿所述导向轴在导轨上移动，导向块带动水泵和水力空化器移动至下一个容纳腔室内，并对下一个容纳腔室进行污水处理。

S4:完成空化射流的污水处理。

本发明的水力空化器设置与导向块上，所述控制系统控制所述电机驱动导向块在导向轴上移动，从而作用于整个污水池区域；由于本发明的水力空化器发生强烈的空化效应，产生瞬间高温、高压和强烈冲击波，可将污水池内的水体中的有机物氧化降解、微生物杀灭，并排出至污水池内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空化射流的污水处理装置，其特征在于，包括污水池(1)、蓄水池(2)、水力空化器(3)、水泵(4)和控制系统(5)；所述污水池(1)的上部设置有安装座(6)以及设置于内部的若干个容纳腔室(7)，若干个容纳腔室(7)通过隔板隔开，若干个容纳腔室(7)通过管道分别与所述蓄水池(2)连接；所述安装座(6)上设置有电机(61)、导向块(62)、导向轴(63)、导向轴安装座(64)和导向轨(65)；所述导向轴安装座(64)设置于所述安装座(6)的一侧，所述电机(61)设置于在所述安装座(6)的另一侧，所述导向轴(63)的一端与所述电机(61)连接，所述导向轴(63)的另一端与所述导向轴安装座(64)连接，所述导向块(62)设置于所述导向轴(63)上并通过电机(61)带动其在所述导向轨(65)上的移动；所述水力空化器(3)和水泵(4)通过导向块(62)设置于所述安装座(6)上，所述水泵(4)一端通过管路一与所述污水池(1)连接，所述水泵(4)的另一端通过管路二与所述水力空化器(3)连接，所述管路一和管路二上均设置有电磁阀(8)；所述容纳腔室(7)设置有水质检测传感器(9)；所述控制系统(5)分别与所述水泵(4)、电机(61)、电磁阀(8)和水质检测传感器(9)电连接。

2.根据权利要求1所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述水力空化器(2)连接设置有伸缩悬挂台(10)，所述伸缩悬挂台(10)包括伸缩外管(101)、伸缩内管(102)；所述伸缩外管(101)与所述导向块(62)连接，所述伸缩内管(102)的底部设置有伸缩悬挂台安装座(104)，所述伸缩悬挂台安装座(104)与所述水力空化器(3)连接。

3.根据权利要求2所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述伸缩内管(102)嵌入所述伸缩外管(101)内并在其上下移动。

4.根据权利要求3所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述伸缩外管(101)和伸缩内管(102)均为中空结构。

5.根据权利要求4所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述伸缩外管(101)和伸缩内管(102)上均设置有通孔(103)，所述通孔(103)内设置有固定销。

6.根据权利要求5所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述伸缩内管(102)上设置有把手(105)。

7.根据权利要求1所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述水力空化器(3)包括进水入口(31)、流体射流收缩管路(31)、连接短管(33)、流体射流扩展管路(34)和孔板(35)；所述进水入口(31)的一端与所述管路二连接，所述进水入口(31)的另一端与所述流体射流收缩管路(32)连接，所述连接短管(33)的一端与所述流体射流收缩管路(32)连接，连接短管(33)的另一端与所述流体射流扩展管路(34)连接；所述孔板(35)设置于所述水力空化器(3)的尾端。

8.根据权利要求1所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述孔板(35)上设置有若干个出水口。

9.根据权利要求7所述的空化射流的污水处理装置，其特征在于，所述流体射流收缩管路(32)上设置有旋流器(36)。

10.一种空化射流的污水处理装置控制方法，其特征在于，

S1:水质检测传感器检测污水池内的容纳腔室水体情况，并生成水体质量信号发送至控制系统，控制系统接收水质检测传感器发送的水体质量，并与预设值比较；

S2:管路一放置在污水池的容纳腔室内，控制系统控制水泵和电磁阀的开启，污水通过管路一进入水泵，水泵内的污水通过管路二进入到水力空化器内，经过进水入口的污水经流体射流收缩管路形成射流，产生空化效应；通过连接管路进入流体射流扩展管路提升流速，并通过孔板的限流作用再次发生空化；

S3:水质检测传感器检测到水体质量合格时，通过污水池上设置的排水口进入到蓄水池内；控制系统控制电机驱动导向块沿所述导向轴在导轨上移动，导向块带动水泵和水力空化器移动至下一个容纳腔室内，并对下一个容纳腔室进行污水处理；

S4:完成污水处理。