一種微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)具體指一種用于微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，包括圓筒形外殼、主軸、一對(duì)外螺旋推進(jìn)器、一對(duì)內(nèi)螺旋加速器、一對(duì)加速導(dǎo)流筒。廢水、鐵粉和碳粉、空氣在反應(yīng)器內(nèi)形成氣、液、固三相射流，兩股相向流動(dòng)的流體撞擊形成空化撞擊影響區(qū)，該區(qū)域內(nèi)曝氣充分，產(chǎn)生大量氣泡，且高度湍動(dòng)，氣泡撞擊破碎促進(jìn)空化發(fā)生，宏觀和微觀混合加強(qiáng)，壓力波動(dòng)劇烈，為有機(jī)物降解提供了極佳環(huán)境，大大提高廢水降解效率。本發(fā)明專利技術(shù)解決了傳統(tǒng)微電解工藝易產(chǎn)生板結(jié)、鈍化等問題，因此不必頻繁地更換微電解材料，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和噸水投資成本，縮短廢水處理時(shí)間，提高廢水的處理效果和效率避免二次污染。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器
本專利技術(shù)涉及一種空化撞擊流反應(yīng)器，特別是涉及一種用于微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，屬于物理、化學(xué)工藝設(shè)備，適用于微電解法處理高濃度有機(jī)廢水，也適用于其他物理、化學(xué)反應(yīng)。
技術(shù)介紹
微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝。它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。當(dāng)系統(tǒng)通水后，設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。在處理過程中產(chǎn)生的新生態(tài)[H]、Fe2+、Fe3+、羥基自由基等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2+進(jìn)一步氧化成Fe3+，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附-絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機(jī)大分子。其工作原理基于電化學(xué)、氧化-還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對(duì)廢水進(jìn)行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度，提高廢水的可生化性，同時(shí)可對(duì)氨氮的脫除具有很好的效果。傳統(tǒng)上微電解工藝所采用的微電解材料一般為鐵粉和炭顆粒，使用的過程中很容易鈍化、板結(jié)，這導(dǎo)致了頻繁地更換微電解材料，不但工作量大成本高還影響廢水的處理效果和效率。另外，傳統(tǒng)微電解材料表面積太小也使得廢水處理需要很長的時(shí)間，增加了噸水投資成本，這都嚴(yán)重影響了微電解工藝的利用和推廣?？栈淞魇抢昧黧w動(dòng)力學(xué)特性人為地從噴嘴射出的射流內(nèi)誘發(fā)空化?？张轁鐣r(shí)將在空泡周圍的極小空間內(nèi)出現(xiàn)熱點(diǎn)(Hotspot)，產(chǎn)生瞬時(shí)的高溫(約5200K)和高壓(50MPa以上)，并能形成強(qiáng)烈的沖擊波和速度高達(dá)100m/s以上的微射流(Microjet)，并伴有碰撞、剪切、拉伸、擠壓，這樣的極端條件為在一般條件下難以實(shí)現(xiàn)或不可能實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)提供了一種非常特殊的物理環(huán)境，并將引發(fā)復(fù)雜的化學(xué)效應(yīng)，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：直接熱分解、自由基氧化和超臨界水氧化。有研究表明，利用空化水射流能降解垃圾滲濾液中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難生化降解的有機(jī)物，顯著提高滲濾液的可生化性，改善水質(zhì)。為了進(jìn)一步提高降解率，一些學(xué)者將空化射流與其他技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn)，如AmeyA.等采用水力空化和Fenton進(jìn)行了對(duì)硝基酚降解實(shí)驗(yàn)，降解率在60-80%。盧義玉等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，空化水射流結(jié)合雙氧水處理苯酚是有效的，苯酚去除率可達(dá)99.85%；空化和Fenton的聯(lián)合工藝存在協(xié)同效應(yīng)，即空化射流結(jié)合Fenton氧化降解硝基苯效率高于單獨(dú)空化和Fenton降解效率之和，且硝基苯去除率可達(dá)95.06％。利用空化射流處理有機(jī)廢水的研究雖然取得了一些成果，但存在能耗大、降解率低、循環(huán)時(shí)間較長等問題；因此找到一種可以強(qiáng)化空化效應(yīng)、提高自由基產(chǎn)量，并使產(chǎn)生的自由基迅速與污染物混合，進(jìn)而提高降解率、降低能耗、縮短處理時(shí)間的高效技術(shù)與空化射流技術(shù)聯(lián)用，是將空化射流處理有機(jī)廢水工業(yè)化的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，解決鈍化、板結(jié)等問題，同時(shí)提高廢水處理效率，提供一種新型高效的空化撞擊流反應(yīng)器。技術(shù)方案：本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)施的：一種微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，包括有筒體（8），電機(jī)，與電機(jī)相連并穿入到筒體的軸，及筒體上設(shè)置的出氣口、加料口、出液口、余料口；其特征在于：筒體兩端形狀為向外的錐形封頭，內(nèi)側(cè)設(shè)有向內(nèi)的分布錐；在筒體內(nèi)設(shè)置有外螺旋推進(jìn)器和內(nèi)螺旋加速器，外螺旋推進(jìn)器和內(nèi)螺旋加速器分別設(shè)置在軸上，且推進(jìn)方向相反；筒體內(nèi)還設(shè)有加速導(dǎo)流筒，且加速導(dǎo)流筒設(shè)置在內(nèi)螺旋加速器的外面。筒體內(nèi)的外螺旋推進(jìn)器、內(nèi)螺旋加速器和加速導(dǎo)流筒分別為一對(duì)，且相對(duì)設(shè)置。筒體內(nèi)的外螺旋推進(jìn)器、內(nèi)螺旋加速器和加速導(dǎo)流筒為多組，且相對(duì)設(shè)置。加速導(dǎo)流筒為雙層同軸圓筒結(jié)構(gòu)，兩圓筒端部環(huán)隙由環(huán)板焊接固定、密封；外層筒壁連接空氣入口，內(nèi)層筒壁上在靠近流體出口側(cè)的半段鉆有與流體流動(dòng)方向成一定角度的斜向空氣射流孔。筒體頂部設(shè)有氣室，氣室頂部設(shè)出氣口，側(cè)面設(shè)加料口。軸由固定在分布錐上的軸承支撐。優(yōu)點(diǎn)及效果：本專利技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）避免了傳統(tǒng)微電解工藝的板結(jié)現(xiàn)象。（2）不會(huì)形成鐵、碳隔離層，產(chǎn)生鈍化，使微電解不能繼續(xù)進(jìn)行而失去作用，因此不必頻繁地更換微電解材料。（3）縮短廢水處理時(shí)間，降低噸水投資成本。（4）提高廢水的處理效果和效率。（5）無二次污染。附圖說明：圖1為本專利技術(shù)的原理示意圖；圖2為加速導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明：1-電機(jī)，2-軸，3-廢液入口，4-支撐板，5-氣室，6-出氣口（進(jìn)入微生物池），7-加料口，8-筒體，9-法蘭，10-軸承，11-加速導(dǎo)流筒，12-內(nèi)螺旋加速器，13-空氣入口，14-出液口，15-余料口，16-外螺旋推進(jìn)器，17-分布錐，18-錐形封頭，19-空氣射流孔。具體實(shí)施方式：下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步描述：一種用于微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，包括有筒體8，電機(jī)1，與電機(jī)1相連并穿入到筒體1的軸2，及筒體8上設(shè)置的出氣口6、鐵粉、碳粉的加料口7、出液口14、余料口15，出氣口6連接微生物池；其特征在于：筒體8兩端形狀為向外的錐形封頭18，內(nèi)側(cè)設(shè)有向內(nèi)的分布錐17；在筒體8內(nèi)設(shè)置有外螺旋推進(jìn)器16和內(nèi)螺旋加速器12，外螺旋推進(jìn)器16和內(nèi)螺旋加速器12分別設(shè)置在軸2上，且推進(jìn)方向相反；筒體8內(nèi)還設(shè)有加速導(dǎo)流筒11，且加速導(dǎo)流筒11設(shè)置在內(nèi)螺旋加速器12的外面。外螺旋推進(jìn)器16、內(nèi)螺旋加速器12和加速導(dǎo)流筒11為一組設(shè)置，加速導(dǎo)流筒11為圓筒形結(jié)構(gòu)，外螺旋推進(jìn)器16、內(nèi)螺旋加速器12和加速導(dǎo)流筒11與錐形封頭18和分布錐17的作用，也能產(chǎn)生撞擊流，可以達(dá)到本專利技術(shù)的目的。最佳實(shí)施例如圖1中所示，包括圓筒形反應(yīng)器外殼（筒體8）、軸2、一對(duì)外螺旋推進(jìn)器16、一對(duì)內(nèi)螺旋加速器12、一對(duì)加速導(dǎo)流筒11。反應(yīng)器外殼在筒體8上面中間位置連有氣室5，氣室頂部設(shè)出氣口6、側(cè)面設(shè)加料口7；圓筒頂部設(shè)廢液入口3、底部中間位置設(shè)余料口15，側(cè)面偏下位置設(shè)出液口14；圓筒兩端有錐形封頭18并與圓筒采用法蘭9連接，錐形封頭18內(nèi)側(cè)有分布錐17。軸2由固定在分布錐17上的軸承10支撐。外螺旋推進(jìn)器16對(duì)稱安裝在筒體8內(nèi)靠近兩端封頭18內(nèi)側(cè)。內(nèi)螺旋加速器12對(duì)稱安裝在外螺旋推進(jìn)器16內(nèi)側(cè)。加速導(dǎo)流筒11安裝在內(nèi)螺旋加速器12外面，并由支撐板4和空氣入口13接管固定在圓筒形外殼8上。加速導(dǎo)流筒11如圖2中所示，為雙層同軸圓筒結(jié)構(gòu)，兩圓筒端部環(huán)隙由環(huán)板焊接固定、密封；內(nèi)層圓筒壁上在靠近流體出口側(cè)的半段鉆有與流體流動(dòng)方向一致的成一定角度的斜向空氣射流孔19，角度為與垂直方向成45～80°。本專利技術(shù)還可以制備大型的反應(yīng)器，即：筒體8內(nèi)的外螺旋推進(jìn)器16、內(nèi)螺旋加速器12和加速導(dǎo)流筒11為多組，且相對(duì)設(shè)置。廢水由入口3注入反應(yīng)器；鐵粉和碳粉由位于氣室壁上的加料口7加入；空氣斜向進(jìn)入加速導(dǎo)流筒1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，包括有筒體（8），電機(jī)（1），與電機(jī)（1）相連并穿入到筒體（1）的軸（2），及筒體（8）上設(shè)置的出氣口（6）、加料口（7）、出液口（14）、余料口（15）；其特征在于：筒體（8）兩端形狀為向外的錐形封頭（18），內(nèi)側(cè)設(shè)有向內(nèi)的分布錐（17）；在筒體（8）內(nèi)設(shè)置有外螺旋推進(jìn)器（16）和內(nèi)螺旋加速器（12），外螺旋推進(jìn)器（16）和內(nèi)螺旋加速器（12）分別設(shè)置在軸（2）上，且推進(jìn)方向相反；筒體（8）內(nèi)還設(shè)有加速導(dǎo)流筒（11），且加速導(dǎo)流筒（11）設(shè)置在內(nèi)螺旋加速器（12）的外面。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，包括有筒體（8），電機(jī)（1），與電機(jī)（1）相連并穿入到筒體（8）的軸（2），及筒體（8）上設(shè)置的出氣口（6）、加料口（7）、出液口（14）、余料口（15）；其特征在于：筒體（8）兩端形狀為向外的錐形封頭（18），內(nèi)側(cè)設(shè)有向內(nèi)的分布錐（17）；在筒體（8）內(nèi)設(shè)置有外螺旋推進(jìn)器（16）和內(nèi)螺旋加速器（12），外螺旋推進(jìn)器（16）和內(nèi)螺旋加速器（12）分別設(shè)置在軸（2）上，且推進(jìn)方向相反；筒體（8）內(nèi)還設(shè)有加速導(dǎo)流筒（11），且加速導(dǎo)流筒（11）設(shè)置在內(nèi)螺旋加速器（12）的外面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電解法處理高濃度有機(jī)廢水的空化撞擊流反應(yīng)器，其特征在于：筒體（8）內(nèi)的外螺旋推進(jìn)器...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李勤，李福寶，王德喜，吳昊，李良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沈陽工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：