CN204369609U - 一种稳恒功率超声波污水深度处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种稳恒功率超声波污水深度处理装置，包括：超声波电源控制柜、超声波换能器和罐体；超声波电源控制柜含若干路超声波电源，并通过特种超声电缆与超声波换能器一一对应相连接，通过时间控制的方式实现超声波换能器功率输出的稳恒化，确保污水处理的持续有效性；所述超声波换能器按设计要求安装排列在罐体中，确保超声波在罐体中的均衡有效分布。本实用新型既可以利用超声波的单独作用来对污染物进行降解，又可以利用超声波与紫外线、氧化剂、电化学、生物处理等的联合作用来对污染物进行降解；处理污水中毒性高、难降解的有机污染物，且降解速度快。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，尤其涉及一种稳恒功率超声波污水深度处理装置。
背景技术
随着工业的发展和人口的增多，水污染成为一个越来越严重的全球性问题，每天排放的大量废水若不经过有效处理，会对环境造成严重的污染。污水分成城市生活污水和工业废水两大类，工业废水主要来源于石油、造纸、印染、制药、机械、电镀等行业。污水、尤其是工业废水中含有悬浮物、焦油、氰、氟化物、酚类、卤代烃类、芳香族化合物、碳水化合物、醇类等有毒、难降解的物质。采用传统的处理技术很难对这些难降解物质进行有效、经济的降解，因此，研究污染废水的有机污染物的降解方法和技术已引起国际国内的极力关注。
利用超声技术降解水中的化学污染物(尤其是难降解的有机污染物)是近几年来发展起来的一种新型污水处理技术，它具有去除效率高、反应时间短、设施简单、无污染等特点。超声波不仅可以改善反应条件，加快反应速度和提高反应产率；更重要的是，它集高级氧化、热解、超临界氧化等技术于一体，能使一些难以进行的化学反应得以实现，以处理废水中毒性高、难降解的有机污染物，且降解速度快，能将水体中有害有机物转变成CO2、H2O、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物，因而在处理传统技术工艺难降解的有机污染物方面具有显著的优越性。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种稳恒功率超声波污水深度处理装置，旨在解决传统的处理废水的方法存在的降解速度慢，去除效率低，成本高的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种稳恒功率超声波污水深度处理装置，该稳恒功率超声波污水深度处理装置包括：超声波电源控制柜、超声波换能器、超声波电缆；超声波电源控制柜通过超声波电缆连接超声波换能器。
进一步，该稳恒功率超声波污水深度处理装置还包括：罐体、污水进口、污水出口、检修口、取样口、排污口；
超声波换能器安装在罐体的两侧，污水进口、检修口、污水出口依次安装在罐体的上方，取样口、排污口安装在罐体的下方。
进一步，超声波换能器安装在罐体的单侧。
进一步，罐体采用碳钢或不锈钢材质。
进一步，采用的超声波频率20KHz～50KHz。
进一步，采用的超声波声强声强≥10w/cm2；超声波处理时间为30～120min。
进一步，污水处理量为5000m3/d，超声波处理时间为10min，则罐体容积设计为V＝35m3。
本实用新型提供的稳恒功率超声波污水深度处理装置，包括：超声波电源控制柜、超声波换能器和罐体；超声波电源控制柜含若干路超声波电源，并通过特种超声电缆与超声波换能器一一对应相连接，通过时间控制的方式实现超声波换能器功率输出的稳恒化，确保污水处理的持续有效性；所述超声波换能器按设计要求安装排列在罐体中，确保超声波在罐体中的均衡有效分布。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1.超声波是一种高频机械波，具有波长较短、能量集中的特点，利用超声技术降解水中的化学污染物(尤其是难降解的有机污染物)是近几年来发展起来的一种新型污水处理技术，它具有去除效率高、反应时间短、设施简单、无污染等特点。超声波不仅可以改善反应条件，加快反应速度和提高反应产率；更重要的是，它集高级氧化、热解、超临界氧化等技术于一体，能使一些难以进行的化学反应得以实现，以处理废水中毒性高、难降解的有机污染物，且降解速度快、能将水体中有害有机物转变成CO2、H2O、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物，因而在处理传统技术工艺难降解的有机污染物方面具有显著的优越性。
2.与国内已有的超声波污水处理技术相比，本实用新型由于采用了时控技术，可以使需要的超声波功率一直保持在稳定的状态，而不存在衰减，以确保污水深度处理的持续有效；同时，可以保证超声波换能器的工作故障率大大降低，保证污水处理的连续正常进行。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的稳恒功率超声波污水深度处理装置结构示意图；
图中：1、超声波电源控制柜；2、超声波换能器；3、超声波电缆；4、罐体；5、污水进口；6、污水出口；7、检修口；8、取样口；9、排污口。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面结合附图及具体实施例对本实用新型的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本实用新型实施例的稳恒功率超声波污水深度处理装置主要包括：超声波电源控制柜1、超声波换能器2、超声波电缆3、罐体4、污水进口5、污水出口6、检修口7、取样口8、排污口9；
超声波电源控制柜1通过超声波电缆3连接超声波换能器2，超声波换能器2安装在罐体4的两侧(根据需要也可以单侧安装)，污水进口5、检修口7、污水出口6依次安装在罐体4的上方，取样口8、排污口9安装在罐体4的下方。
采用的超声波频率根据所要深度处理的污染物种类的不同而选择，最常用的超声波频率为20～50KHz。
采用的超声波声强和超声波处理时间根据所要深度处理的污染物种类的不同，并结合超声波频率、污水中的溶解气体、污水体系的压力与温度、pH值、污染物浓度、催化剂、是否与其它技术的协同等因素，进行设计。超声波声强以让待处理污水充分空化来进行设计，一般设计声强≥10w/cm2；超声波处理时间范围以5～30min最为常见，但对少数污水中的有机物，需要取得较好降解效果的超声波处理时间需要超过这个范围，为30～120min。
罐体容积根据污水处理量和超声波处理时间进行计算设计。如污水处理量为5000m3/d，超声波处理时间为10min，则罐体容积设计为V＝35(m3)。
本发明的具体案例：
某油田污水中含有多种有机物、悬浮物与硫化物等，采用了本发明的装置，装置主体由超声波(紫外线)电源控制柜1个、罐体1个(14m3)、超声波换能器4支、紫外线发射管1支等四部分组成。紫外线发射管安装在罐体中央，与罐体横向平行；超声波换能器平行安装在罐体两端，上下各两支。设计超声波频率23±1KHz，超声波处理时间为10min，日处理污水2000m3。装置通过超声波降解与紫外线杀菌的联合作用，使腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、悬浮物等指标达到油田注水水质标准。
本实用新型的工作原理：
包括超声波电源控制柜、超声波换能器和罐体；所述超声波电源控制柜含若干路超声波电源，并通过特种超声电缆与超声波换能器一一对应相连接，通过时间控制的方式实现换能器功率输出的稳恒化，确保污水处理的持续有效性；所述超声波换能器按设计要求安装排列在罐体中，确保超声波在罐体中的均衡有效分布；本实用新型根据污水中所含污染物的不同和处理所期望达到的指标，来选择具体的处理工艺，既可以利用超声波的单独作用来对污染物进行降解，又可以利用超声波与其它技术(紫外线、氧化剂、电化学、生物处理等)的联合作用来对污染物进行降解；本实用新型利用超声波的高频振动作用产生的空化效应，能使一些难以进行的化学反应得以实现，以处理污水中毒性高、难降解的有机污染物，且降解速度快，因而在处理传统技术工艺难降解的有机污染物方面具有显著的优越性，对于实现污水污染物的无害化、避免二次污染的影响均具有重要的意义。
为保证污水处理的持续有效性，装置是通过时间控制的方式来实现换能器功率输出的稳恒化。
罐体的容积大小与污水处理量、超声波处理时间有关。
含有不同污染物的污水需要不同的超声波频率、声强及超声波处理时间，同时，污水中的溶解气体、污水体系的压力与温度、pH值、污染物浓度、以及催化剂等因素也对超声波频率、声强及超声波处理时间产生影响。
参见图1，一种稳恒功率超声波污水深度处理装置，其特征在于：包括超声波电源控制柜1、超声波换能器2和罐体4；所述超声波电源控制柜1含若干路超声波电源，并通过特种超声电缆3与超声波换能器2一一对应相连接，通过时间控制的方式实现换能器功率输出的稳恒化，确保破乳脱水或降粘的持续有效性。
超声波换能器2按设计要求安装排列在罐体4中，确保超声波在罐体4中的均衡有效分布。
罐体4的制造材料(普通碳钢或不锈钢)和压力等级根据现场工况条件，由专业的设计和生产单位进行设计生产。罐体按换能器排列布置需要进行留由换能器安装孔，并留有污水进口5、污水出口6、检修口7、取样口8和排污口9。
本实用新型采用的超声波频率根据所要深度处理的污染物种类的不同而选择。
本实用新型采用的超声波声强和超声波处理时间根据所要深度处理的污染物种类的不同，并结合超声波频率、污水中的溶解气体、污水体系的压力与温度、pH值、污染物浓度、催化剂、是否与其它技术的协同等因素，进行设计。
所述本实用新型的罐体容积根据污水处理量和超声波处理时间进行计算设计。
超声波污水深度处理的机理是：1)超声波对污水中的有机物的降解并非来自声波与有机物分子的直接作用，而是空化作用产生的局部高温、高压打开结合力强的化学键。当足够强度的超声波通过液体时，存于液体中的微小气泡(空化核)在声波负压半周期迅速增大，在相继而来的声波正压周期中又绝热压缩而崩溃，崩溃瞬间产生极短暂的强压力脉冲，形成局部热点，其温度可达5000K，压力超过50MPa，与水界面处温度可达2000K；持续几微秒后，该热点随之冷却，并伴有强烈的冲击波，为有机物的降解创造的一个极端的物理环境。空化作用产生的局部高温、高压一方面可以对水中污染物直接产生热解作用，另一方面在高温高压环境下产生氧化电位很高的羟基自由基，这些自由基具有很强的氧化性，化学性质活泼，可在空化气泡周围界面或在气泡界面区重新组合，也可与气泡中的挥发性溶质反应，甚至在溶液中与可溶性溶质反应，形成最终产物，从而使常规条件下难处理的污染物得到降解。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种稳恒功率超声波污水深度处理装置，其特征在于，该稳恒功率超声波污水深度处理装置包括：超声波电源控制柜、超声波换能器、超声波电缆；超声波电源控制柜通过超声波电缆连接超声波换能器。
2.如权利要求1所述的稳恒功率超声波污水深度处理装置，其特征在于，该稳恒功率超声波污水深度处理装置还包括：罐体、污水进口、污水出口、检修口、取样口、排污口；
超声波换能器安装在罐体的两侧，污水进口、检修口、污水出口依次安装在罐体的上方，取样口、排污口安装在罐体的下方。
3.如权利要求2所述的稳恒功率超声波污水深度处理装置，其特征在于，超声波换能器安装在罐体的单侧。
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