專利名稱：電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁場協(xié)同水力空化污水處理
裝直。
背景技術(shù)：
超聲空化引起的湍流效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)和聚能效應(yīng)所形成的極端物理條件，為強化加快化學(xué)反應(yīng)提供了一種非常有效途徑，隨著近年來環(huán)境問題的日益突出，功率超聲在污水處理方面的應(yīng)用，獲得了廣泛和深入的研究。但超聲空化只在聲源附近較小范圍內(nèi)產(chǎn)生能量集中，空化效應(yīng)強烈，對各類待處理的對象都有良好的效果.然而，超聲換能器的總能耗中只有5% —10%用于空化，其余90% — 95%的能量是以熱能的形式使系統(tǒng)升溫，即超聲空化存在有效反應(yīng)區(qū)域空間小、能效低的突出問題，這使得超聲空化的應(yīng)用受到極大的限制，其在工業(yè)化中遇到很大困難。水力空化是不同于超聲空化的另一種空化方法，也是近年來受到相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員廣泛關(guān)注和研究的一種較超聲空化更為簡單有效的空化處理技術(shù)。已有的研究表明，水力空化對化工過程具有 顯著的強化作用，且從能效和規(guī)?；矫媾c超聲空化相比，具有簡便易行、能耗低、效率高、可在較大范圍內(nèi)形成比較均勻空化強化場等優(yōu)點。因此水力空化應(yīng)用于廢水凈化處理，被寄予了厚望。但水力空化的空化強度明顯較超聲空化小，用于聲化學(xué)反應(yīng)的效率仍然較低。水力空化廢水處理技術(shù)裝置，主要有孔板型水力空化裝置和文丘里管式水力空化裝置。采用物理場能協(xié)同提高水力空化裝置的聲化學(xué)反應(yīng)的效率，是目前水力空化技術(shù)研究的熱點問題。中國發(fā)明專利申請“水處理裝置(201010261180.0 ) ”和“物理法滅菌增氧活性水器(200910004010.1)”均采用在文丘里管喉部的外側(cè)設(shè)置磁場，這對水體活化與管壁防垢具有較好的作用，但由于文丘里管形成水力空化的聲化學(xué)反應(yīng)區(qū)域，在文丘里管喉部下游的擴散管段，顯然在文丘里管喉部的外側(cè)設(shè)置磁場對水力空化聲化學(xué)反應(yīng)效率的提高，作用非常有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、加工安裝方便、耐壓高、處理污水效果好、可連續(xù)處理大流量廢水的電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:在殼體內(nèi)左側(cè)設(shè)置有左支架、右側(cè)設(shè)置有右支架，左支架和右支架上設(shè)置有中心線與殼體的中心線相重合的整流棒，殼體外圍設(shè)置電磁線圈。本發(fā)明的整流棒的形狀是兩端面為垂直于中心線的平行平面、側(cè)面為余弦旋轉(zhuǎn)曲面的棒狀體或在至少2個圓柱體的兩端分別設(shè)置有通過中間圓柱體連為一體的圓臺體，兩端圓柱體外側(cè)圓臺體的端部設(shè)置有端部圓柱體。本發(fā)明的電磁線圈至少有3個設(shè)置在殼體外圍整流棒直徑最小的部位所對應(yīng)位置。
本發(fā)明的整流棒側(cè)面的余弦旋轉(zhuǎn)曲面為:以直角坐標(biāo)系中的曲線y = --—(I)
4 8 /.
為母線、X軸為旋轉(zhuǎn)軸形成的旋轉(zhuǎn)曲面，整流棒的中心線為X軸,0彡X彡kL, k為整流棒直徑變化周期的個數(shù)，k至少為2，y為整流棒的中心線上X對應(yīng)的整流棒的半徑，D為殼體的內(nèi)徑，L為整流棒的I個直徑變化周期的長度，2D < L < 3D。本發(fā)明的每個圓柱體相同方向一端圓臺體的錐角α為60° 90° ,另一端圓臺體的錐角β為30° 55° ,每個圓柱體相同方向一端圓臺體的錐角α相等、軸向長度相等，每個圓柱體相同方向另一端圓臺體的錐角β相等、軸向長度相等，每個圓柱體兩端的兩個圓臺體的最大直徑與最小直徑比為3 5，圓柱體與兩端連為一體的圓臺體的長度之和為殼體內(nèi)徑D的1.5 2倍。本發(fā)明的每個圓柱體相同方向一端圓臺體的錐角α最佳為75°，另一端圓臺體的錐角β最佳為45°，每個圓柱體相同方向一端圓臺體的錐角α相等、軸向長度相等，每個圓柱體相同方向另一端圓臺體的錐角β相等、軸向長度相等，每個圓柱體兩端的兩個圓臺體的最大直徑與最小直徑比最佳為4，圓柱體與兩端連為一體的圓臺體的長度之和最佳為殼體內(nèi)徑D的1.8倍。本發(fā)明的左支架為:在輪轂的徑向至少均布設(shè)置有3根輻板。本發(fā)明的右支架的結(jié)構(gòu)與左支架相同，整流棒的左端設(shè)置在左支架的輪轂中心孔內(nèi)、右端設(shè)置在右支架的輪轂中心孔內(nèi)。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過 在殼體內(nèi)設(shè)置軸對稱的整流棒，在整流棒與殼體內(nèi)壁之間構(gòu)成環(huán)繞整流棒的軸對稱的文丘里管道，同時在殼體內(nèi)整流棒最小直徑段(處)的中線所對應(yīng)的殼體外壁上設(shè)置有通電線圈。所產(chǎn)生的有益效果在于:其一，這種新型的文丘里管，與傳統(tǒng)的將不同內(nèi)徑的管道通過變徑管焊接相連構(gòu)成的文丘里管相比，只要改變整流棒直徑變化的特征和參數(shù)，就可構(gòu)成不同變徑比的文丘里管，因此結(jié)構(gòu)簡單、加工容易；其次，由于這種新型的文丘里管沒有連接焊縫，因此其耐壓能力高，更適合作為工作于高壓工況、用于污水處理的文丘里管；其三，直徑呈周期性變化的整流棒與殼體內(nèi)壁之間構(gòu)成的多級串聯(lián)式文丘里管道，用于污水處理，與目前的廣泛研究的多級孔板構(gòu)成的串聯(lián)式水力空化污水處理器相比，安裝方便，污水處理裝置內(nèi)沒有死角，污水處理效率高；其四，通電線圈產(chǎn)生的磁場作用于污染水體和水力空化產(chǎn)生的空化泡的崩滅過程，強化了水力空化產(chǎn)生的.0H等強氧化劑對水體污染物的進攻；同時磁場還能增大空氣在水中的溶解度，降低溶液的表面張力，使水溶液中存在較多、較小的氣泡核，可以作為水力空化效應(yīng)所需的空化核，增強了水力空化的空化作用。磁場與水力空化相協(xié)同使污染物降解率顯著提高。


圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中左支架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中整流棒3的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例2整流棒3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1在圖1、2、3中，本實施例的電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置由殼體1、左支架2、整流棒3、右支架4、電磁線圈5聯(lián)接構(gòu)成。本實施例的殼體I為圓筒形，殼體I的兩端有連為一體的法蘭盤，用于與水管道聯(lián)接，在與水管道相聯(lián)通時，水管道的內(nèi)徑應(yīng)與殼體I的內(nèi)徑相同，在殼體I內(nèi)的左側(cè)用螺紋緊固連接件固定聯(lián)接有左支架2，殼體I內(nèi)的右側(cè)用螺紋緊固連接件固定聯(lián)接有右支架4，整流棒3的左端用螺紋緊固連接件固定聯(lián)接在左支架2上，整流棒3的右端用螺紋緊固連接件固定聯(lián)接在右支架4上，整流棒3的中心線與殼體I的中心線相重合，整流棒3與殼體I內(nèi)壁之間的間隙為水流通道，整流棒3的直徑最大處與殼體I內(nèi)壁之間形成文丘里管的喉部，整流棒3與殼體I內(nèi)壁之間構(gòu)成環(huán)繞整流棒3的兩級串聯(lián)的文丘里管。在殼體I外套裝有3個電磁線圈5，電磁線圈5正好位于整流棒3直徑最小段中間部位所對應(yīng)的位置，電磁線圈5通過導(dǎo)線接電源，電磁線圈5用于產(chǎn)生磁場，磁場作用于污染水體和水力空化產(chǎn)生的空化泡，強化了水力空化產(chǎn)生的.0H等強氧化劑對水體污染物的進攻，增大了空氣在水中的溶解度，降低了溶液的表面張力，使水溶液中存在較多、較小的氣泡核。圖2給出了本實施例左支架2的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，本實施例的左支架2由輪轂2-1、輻板2-2聯(lián)接構(gòu)成。輪轂2-1的中心位置加工有中心孔，中心孔用于安裝整流棒3，在輪轂2-1的圓周外表面徑向均布焊接聯(lián)接有12塊輻板2-2。右支架4的結(jié)構(gòu)與左支架2的結(jié)構(gòu)完全相同。

圖3是圖1中整流棒3的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖3中，本實施例中整流棒3的兩端面為垂直于中心線的平行平面、側(cè)面為余弦旋轉(zhuǎn)曲面，側(cè)面的幾何形狀是:以直角坐標(biāo)系中的曲線
權(quán)利要求
1.一種電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置，在殼體(I)內(nèi)左側(cè)設(shè)置有左支架(2)、右側(cè)設(shè)置有右支架(4)，左支架(2)和右支架(4)上設(shè)置有中心線與殼體(I)的中心線相重合的整流棒(3)，殼體(I)外圍設(shè)置電磁線圈(5)，其特征在于:所述的整流棒(3)的形狀是兩端面為垂直于中心線的平行平面、側(cè)面為余弦旋轉(zhuǎn)曲面的棒狀體或在至少2個圓柱體的兩端分別設(shè)置有通過中間圓柱體(3-4)連為一體的圓臺體(3-3)，兩端圓柱體外側(cè)圓臺體(3-3)的端部設(shè)置有端部圓柱體(3-1);所述的電磁線圈(5)至少有3個設(shè)置在殼體(I)外圍整流棒(3)直徑最小的部位所對應(yīng)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置，其特征在于所述的整流棒(3)側(cè)面的余弦旋轉(zhuǎn)曲面為: 以直角坐標(biāo)系中的曲線D D 2πχ> V =---cos--UJ 4 8 L 為母線、X軸為旋轉(zhuǎn)軸形成的旋轉(zhuǎn)曲面，整流棒(3)的中心線為X軸,0彡X彡kL, k為整流棒(3)直徑變化周期的個數(shù)，k至少為2，y為整流棒3的中心線上X對應(yīng)的整流棒(3)的半徑，(D)為殼體I的內(nèi)徑，L為整流棒(3)的I個直徑變化周期的長度，2D < L < 3D。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置，其特征在于:所述的每個圓柱體相同方向一端圓臺體(3-3)的錐角(α )為60° 90° ,另一端圓臺體(3_3)的錐角(β)為30° 55° ,每個圓柱體相同方向一端圓臺體(3-3)的錐角(α )相等、軸向長度相等，每個圓柱體相同方向另一端圓臺體(3-3)的錐角(β )相等、軸向長度相等，每個圓柱體兩端的兩個圓臺體(3-3)的最大直徑與最小直徑比為3 5，圓柱體與兩端連為一體的圓臺體(3-3)的長度之和為殼體(I)內(nèi)`徑(D)的1.5 2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置，其特征在于所述的每個圓柱體相同方向一端圓臺體(3-3)的錐角(α )為75° ,另一端圓臺體(3-3)的錐角(β )為45°，每個圓柱體相同方向一端圓臺體(3-3)的錐角(α )相等、軸向長度相等，每個圓柱體相同方向另一端圓臺體(3-3)的錐角(β )相等、軸向長度相等，每個圓柱體兩端的兩個圓臺體(3-3)的最大直徑與最小直徑比為4，圓柱體與兩端連為一體的圓臺體(3-3)的長度之和為殼體(I)內(nèi)徑(D)的1.8倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置，其特征在于所述的左支架(2)為:在輪轂(2-1)的徑向至少均布設(shè)置有3根輻板(2-2);所述的右支架(4)的結(jié)構(gòu)與左支架(2)相同，整流棒(3)的左端設(shè)置在左支架(2)的輪轂(2-1)的中心孔內(nèi)、右端設(shè)置在右支架(4)的輪轂(2-1)的中心孔內(nèi)。
全文摘要
一種電磁場協(xié)同水力空化污水處理裝置，在殼體內(nèi)左側(cè)設(shè)置有左支架、右側(cè)設(shè)置有右支架，左支架和右支架上設(shè)置有中心線與殼體的中心線相重合的整流棒，殼體外圍設(shè)置電磁線圈。本發(fā)明的整流棒的形狀是兩端面為垂直于中心線的平行平面、側(cè)面為余弦旋轉(zhuǎn)曲面的棒狀體或在至少2個圓柱體的兩端分別設(shè)置有通過中間圓柱體連為一體的圓臺體，兩端圓柱體外側(cè)圓臺體的端部設(shè)置有端部圓柱體。本發(fā)明的電磁線圈至少有3個設(shè)置在殼體外圍整流棒直徑最小的部位所對應(yīng)位置。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、加工安裝方便、耐壓高、處理污水效果好、可連續(xù)處理大流量廢水等優(yōu)點，可作為污水處理裝置。
文檔編號C02F1/72GK103224271SQ201310180760
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月15日
發(fā)明者張宗權(quán), 苗潤才, 劉志存, 楊宗立, 魯百佐, 王文成 申請人:陜西師范大學(xué)