CN206142976U - 超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及水处理技术领域，公开了一种超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，包括反应器和设置于所述反应器内的至少一紫外灯管、至少一超声波换能器、换热装置以及温度传感器；所述反应器还设有进水口、出水口以及芬顿药剂的加药管道。借此，本实用新型能够减少水中的悬浮物及有机物粒子的聚集，增大了光波在水中的穿透距离，提高的反应效率，同时节省了氧化剂的费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及一种超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置。
背景技术
现阶段常用的高级氧化法主要是芬顿氧化法，即利用亚铁离子与双氧水作用，产生强氧化自由基，处理有机物。但是由于传统的芬顿氧化反应设备较简单，对温度没有控制，造成反应不均匀，双氧水的反应速度不受控，易出现爆出事故，降解效率较差。
现阶段的紫外光氧化工艺由于光辐射受水温、水质、寿命因素影响，水质较差或大批量使用时效果较不稳定，灯管受温度影响使用寿命较短，处理较浓的废水时需要配合氧化剂使用，利用分解产生的羟基自由基诱发氧化反应，使有机物得到降解，但由于反应温度不稳定易引起氧化剂双氧水分解不均匀，无效分解较多，氧化效果不理想，药剂浪费较多。
在芬顿系统中引入紫外光虽然可以提高有机物的降解，但是由于紫外光在废水中透射距离短，管壁容易被污染，以及受温度波动辐射强度影响较大的缺点，造成该应用对氧化剂的利用效率还不够高，有机物的降解处理深度不够，而单一的紫外光处理又存在利用效率低，装置较复杂，维修维护成本高的问题，故需要一种使用便捷，故障率低，处理效率高的废水处理技术。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，能够减少水中的悬浮物及有机物粒子的聚集，增大了光波在水中的穿透距离，提高的反应效率，同时节省了氧化剂的费用。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种超声波联合紫外光芬顿降解废水 的处理装置，包括反应器和设置于所述反应器内的至少一紫外灯管、至少一超声波换能器、换热装置以及温度传感器；所述反应器还设有进水口、出水口以及芬顿药剂的加药管道。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述紫外灯管为直线型灯管且设于所述反应器的内中部。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述超声波换能器设置在所述反应器的内底部和/或内侧壁处。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述超声波换能器的发声面朝向所述紫外灯管。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述超声波换能器为可调控超声波换能器。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述超声波换能器和/或所述超声波换能器连接至所述反应器外部的线路采用防水材料制成。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述紫外灯管内部设有汞齐灯和/或无极灯。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述温度传感器与所述换热装置连接，且所述温度传感器控制所述换热装置工作。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述换热装置为换热导管，所述换热导管的内部为循环冷水系统。
根据本实用新型所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，所述反应器呈开式或闭式腔体结构。
本实用新型的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置包括反应器和设置于所述反应器内的至少一紫外灯管、至少一超声波换能器、换热装置以及温度传感器；所述反应器还设有进水口、出水口以及芬顿药剂的加药管道。借此，本实用新型能够减少水中的悬浮物及有机物粒子的聚集，增大了光波在水中的穿透距离，提高的反应效率，同时节省了氧化剂的费用。
附图说明
图1为本实用新型优选实施例的所述超声波联合紫外光芬顿降解废水的处 理装置的示意图。
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，以下结合附图及实施例，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。
如图1示出本实用新型的优选实施例的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，包括反应器1和设置于反应器1内的至少一紫外灯管3、至少一超声波换能器2、换热装置6以及温度传感器8；所述反应器1还设有进水口4、出水口5以及芬顿药剂的加药管道7。所述反应器1呈开式或闭式腔体结构，可以为开式或闭式方形或圆形槽状或管状结构。所述反应器1用于容置废水以将其净化处理，所述芬顿药剂从加药管道7加入到反应器1内，废水从进水口4进入到反应器1内，通过紫外灯管3、超声波换能器2、芬顿体系复合氧化分解；并通过温度传感器8检测温度，产生的热量被反应器内换热装置6带走，保持反应温度恒定，处理过后的水，通过出水口5流出。
在常温和常压条件下，利用超声波的空化效应产生的一系列高压、高热和光电等物理效应，将废水中的有机物和污染物直接热解或使大颗粒污染物粉碎，另外，由于超声波的空化作用会引起进入空化泡的水蒸气发生分解和链式反应，产生羟基自由基，而羟基自由基进而发生氧化反应，使有机物进一步得到氧化降解。本装置中同时引入紫外灯及芬顿反应，利用紫外光在特定波长的强氧化性特点，激发更多的羟基自由基的产生，结合芬顿反应中催化剂中羟基自由基的引入，将废水中的有机污染物高效分解成二氧化碳和水等无害成分。同时，超声波打碎水中颗粒物、胶体，紫外光透射能力也得到增强，增加了辐射效果。本实用新型改善了各自缺陷的同时，降低药剂消耗量，增加了有机物降解效果。
该装置通过在反应器1中，引入超声波和紫外光芬顿联合机制，提高体系的催化效果。通过超声波的空化效应及机械效应，对水体进行了搅拌的同时，将污染物及大分子物质粉碎，降低污染物在灯管表面沉积，也实现灯管的自清洁。因为超声波的反应效果和水温的情况有关，温度越高，空化效率受到抑制，所以我们使用温度传感器8实时检测，并通过换热装置6使水温保持恒定，保证超声波和紫外光在一定范围的温度恒定，避免温度波动对反应条件的影响。
优选的是，所述紫外灯管3为直线型灯管且设于反应器1的内中部，本实施例包括有三根平行的紫外灯管3，每根灯的壁间距在15公分以内的外径(视水中杂质多少的情况)管道的内径随着上述灯的根数变化造成的灯外径的变化而相应改变。反应器1在工作时，紫外灯管3浸泡在废水中，所述紫外灯管3优选为防水材料制成，当紫外灯管3浸泡在废水中时，废水采用缓慢流过的形式或短暂停留一定时间，这种情况下由于污水中悬浮物及有机物粒子基本无序分布，只有靠近紫外灯管3的水可以得到辐射处理，远离紫外灯管3的处理效果较差，光波的穿透能力受到较大影响。而且，悬浮物和有机物由于灯管工作的热量增高后，会融化黏附在灯管外壁，很难去除，直接造成紫外辐射强度效率降低。
因此本实用新型采用所述超声波换能器2设置在反应器1的内底部和/或内侧壁处；本实施例将所述超声波换能器2设置在反应器1的内底部，并且所述超声波换能器2的发声面朝向紫外灯管3；具体是，多个超声波换能器2的换能端头(当然也可以是换能板)平行地安装在反应器1的内底部并且朝向紫外灯管3，便于超声波更好地作用于紫外灯管3，其利用震荡效果形成搅拌，减少水中的悬浮物及有机物粒子的聚集，使有机物无法在紫外灯管3的表面上粘附，增大了光波在水中的穿透距离，提高的反应效率，同时，超声波空化作用产生的羟基自由基也形成了有机物的氧化效果，节省了氧化剂的费用。
更好的是，所述超声波换能器2为可调控超声波换能器，即超声波的频率及功率参数可调控设置，以应对不同程度的废水时能够提供不同的超声波频率及功率进行工作，再结合紫外光辐射时间和药剂的配比工艺，可以处理不同类型及浓度的工业废水。
所述超声波换能器2和/或超声波换能器2连接至反应器1外部的线路采用防水材料制成。所述紫外灯管3内部设有汞齐灯和/或无极灯。可以是高、中、低压紫外灯。
所述温度传感器8与换热装置6连接，且所述温度传感器8控制换热装置6工作。所述换热装置6为换热导管，所述换热导管的内部为循环冷水系统；可以是螺旋型或者直线型换热导管。因为紫外灯的工作温度在50至70度之间辐射效率较稳定，而超声波空化效应受温度变化影响也会波动。恒温是保证污水稳定降解氧化的重要因素之一，水温持续上升将造成辐射效率降低，紫外灯的 寿命缩短，超声波空化难度增加，水温较低也不利于反应的启动，所以本装置设有换热装置6，换热装置为独立结构，放置在反应器1的内部；所以水温的精确稳定非常重要，故通过反应器1的内部设置的温度传感器8检测温度，并调整换热导管内的循环冷水流量，将反应管道内的热量换出，水温控制在50～70度之间。即反应器1内的温度升高到一定程度，则增加换热导管内的冷水流量，将反应器1内的热量通过换热导管部分转移到导管内的冷水中且带出反应器1的外部，以保持反应器1的内部温度平衡。
与现有技术相比，本实用新型能弥补超声波、紫外光和芬顿反应各自的技术缺陷，在工艺互补的同时增加复合氧化工业废水的效果。同时由于本装置采用了控制反应温度方法控制反应进程及效率，稳定了复合氧化的效率及紫外装置的使用寿命。实现高浓度难降解有机废水的高效降解。
通过超声波和紫外光的声化学、光化学反应，并联合芬顿体系催化氧化药剂，使工业废水的氧化降解效率实现了1+1大于2的效果。
通过调节超声波的频率和功率，调整空化效应发生的时机和强度，可以针对性处理不同的工业废水，实用便利性大大提高。
通过超声波震荡的机械搅拌作用，将药剂均匀化分布的同时，使水体均质化，并可以清洁灯管表面的污染。
通过对紫外灯发热及水温度的实时控制，保证超声波、紫外灯的工作温度及反应温度在稳定范围以内，增效的同时延长灯的使用寿命。
综上所述，本实用新型的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置包括反应器和设置于所述反应器内的至少一紫外灯管、至少一超声波换能器、换热装置以及温度传感器；所述反应器还设有进水口、出水口以及芬顿药剂的加药管道。借此，本实用新型能够减少水中的悬浮物及有机物粒子的聚集，增大了光波在水中的穿透距离，提高的反应效率，同时节省了氧化剂的费用。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，包括反应器和设置于所述反应器内的至少一紫外灯管、至少一超声波换能器、换热装置以及温度传感器；所述反应器还设有进水口、出水口以及芬顿药剂的加药管道。
2.根据权利要求1所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述紫外灯管为直线型灯管且设于所述反应器的内中部。
3.根据权利要求2所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述超声波换能器设置在所述反应器的内底部和/或内侧壁处。
4.根据权利要求3所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述超声波换能器的发声面朝向所述紫外灯管。
5.根据权利要求1所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述超声波换能器为可调控超声波换能器。
6.根据权利要求1所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述超声波换能器和/或所述超声波换能器连接至所述反应器外部的线路采用防水材料制成。
7.根据权利要求1所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述紫外灯管内部设有汞齐灯和/或无极灯。
8.根据权利要求1所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述温度传感器与所述换热装置连接，且所述温度传感器控制所述换热装置工作。
9.根据权利要求8所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述换热装置为换热导管，所述换热导管的内部为循环冷水系统。
10.根据权利要求1～9任一项所述的超声波联合紫外光芬顿降解废水的处理装置，其特征在于，所述反应器呈开式或闭式腔体结构。
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