一種撞擊流水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液態(tài)流體空化發(fā)生裝置研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用水力聲空化強(qiáng)化降解處理有機(jī)污染物廢水的撞擊流水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器。
技術(shù)背景
[0002]隨著人口的增長(zhǎng)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，污水的排放量與日倶增，水污染問題已對(duì)人類生存和社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了越來(lái)越嚴(yán)重的威脅，防止水體惡化，保護(hù)水資源，已經(jīng)成為人類共同追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)的處理方法在防治水體污染方面已經(jīng)并正在發(fā)揮著重要的作用。但由于廢水量的不斷增加，組成成份的日趨復(fù)雜，對(duì)廢水處理的日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的處理方法在多功能性，高效穩(wěn)定性，和經(jīng)濟(jì)合理性方面難以滿足不斷提高的環(huán)境要求，因此高環(huán)境的要求需要有新的技術(shù)為之配套?？栈鳛橐环N物理方法處理污水技術(shù)，具有高效能，成本低，并具有不產(chǎn)生二次污染，被稱為“綠色水處理”，受到了廣泛的關(guān)注。
[0003]目前研究主要是超聲空化和水力空化，近年來(lái)，對(duì)超聲空化技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)的深人研究發(fā)現(xiàn)其在特種污水處理方面效果明顯。超聲空化雖然空化強(qiáng)度高，但在總能耗中只有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，這使得超聲空化的應(yīng)用受到極大的限制，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。隨著水力空化的深入研究，水力空化在污水處理方面潛力巨大，具有簡(jiǎn)便易行、能耗低、效率高等特點(diǎn)，從能效和規(guī)?；矫姹容^，水力空化技術(shù)比超聲空化技術(shù)更具有優(yōu)勢(shì)。但水力空化處理存在空化強(qiáng)度較低的缺點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)一種具有超聲空化強(qiáng)度高，水力空化能耗低、效率高的水力發(fā)聲空化設(shè)備就顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了能夠有效克服傳統(tǒng)水力空化所存在的關(guān)鍵技術(shù)缺陷，以達(dá)到提高和強(qiáng)化空化處理廢水效果的目的，本發(fā)明提供了一種能夠使流體生成大量自由基，有效提高水力空化降解有機(jī)污染物的能力，并且氣液混合均勻、傳質(zhì)傳熱效果好、操作方便、易于管理、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的撞擊流水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該撞擊流水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器包括外筒以及設(shè)置在外筒內(nèi)腔的導(dǎo)流筒，在外筒的上部開有出水口，在導(dǎo)流筒的下方或者底端兩壁之間設(shè)置有與進(jìn)水管道連通的水力發(fā)聲器，水力發(fā)聲器的進(jìn)水方向與外筒的中心軸垂直；
[0006]所述水力發(fā)聲器由第一固定盤、連接桿、第一噴嘴、第二噴嘴、振動(dòng)桿以及第二固定盤組成，第一固定盤和第二固定盤通過連接桿連接，在第一固定盤和第二固定盤的中心位置分別設(shè)置有收斂型的第一噴嘴和第二噴嘴，第一噴嘴與第二噴嘴的噴口相對(duì)并且其中心軸在同一條直線上，在第一噴嘴的外側(cè)沿著圓周方向設(shè)置有振動(dòng)桿，振動(dòng)桿的另一端與第二固定盤固定并且與第一噴嘴、第二噴嘴的中心軸平行。
[0007]上述第一噴嘴和第二噴嘴的入口直徑D與出口直徑d之間滿足:D/d= 1: 0.4?0.7，第一噴嘴與第二噴嘴之間的間距L= 1.5?4.0mm。
[0008]上述振動(dòng)桿在第一噴嘴、第二噴嘴的外側(cè)同一圓周上均勾分布。
[0009]上述第一噴嘴的外壁距振動(dòng)桿的徑向距離H是0.5?1.5mm。
[0010]上述第一噴嘴和第二噴嘴距離外筒底部的高度為10?20cm。
[0011]本發(fā)明的撞擊流水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器，是利用水流分別從水力發(fā)聲器中相對(duì)設(shè)置的第一噴嘴和第二噴嘴內(nèi)的收斂型通道射出，形成相對(duì)方向的射流，產(chǎn)生沖擊，在撞擊面上產(chǎn)生波動(dòng)壓力，向四周擴(kuò)散，從而對(duì)外側(cè)的振動(dòng)桿產(chǎn)生振動(dòng)，引起振動(dòng)桿振動(dòng)發(fā)聲，作用在周圍水體上產(chǎn)生大量的自由基，與此同時(shí)，在撞擊面上產(chǎn)生大量的微氣泡，產(chǎn)生超聲空化效應(yīng)，微氣泡隨著液體向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)入導(dǎo)流筒，與液體充分混合，增強(qiáng)了氣液間的傳質(zhì)和傳熱效果，而且本發(fā)明大大提高水力空化降解效果，提高水處理能力，空化能耗低，成本較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于安裝和拆卸，適于廢水超聲處理。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為實(shí)施例1的撞擊流水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1中水力發(fā)聲器4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為實(shí)施例2的撞擊流水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]由圖1可知，本實(shí)施例的水力聲空化環(huán)流反應(yīng)器是由外筒1、導(dǎo)流筒2、固定桿3以及水力發(fā)聲器4組成。
[0018]本實(shí)施例的外筒I是直徑為60cm的圓筒結(jié)構(gòu)，在該外筒I的上部側(cè)壁上開有出水口，在外筒I的內(nèi)腔距離外筒I底部45cm的位置通過固定桿3和螺紋緊固件固定安裝有一個(gè)直徑為50cm的導(dǎo)流筒2，該導(dǎo)流筒2的中心軸與外筒I的中心軸重合，導(dǎo)流筒2的下端口距離外筒I底部的高度是20cm，在導(dǎo)流筒2的正下方通過固定桿3水平安裝有水力發(fā)聲器4。
[0019]參見圖2，本實(shí)施例的水力發(fā)聲器4是由第一固定盤4-1、連接桿4-2、第一噴嘴4_3、第二固定盤4-6、第二噴嘴4-5和振動(dòng)桿4-4連接構(gòu)成。其中，第一固定盤4-1和第二固定盤4-6之間通過焊接方式連接的連接桿4-2固定，均采用不銹鋼材質(zhì)，為了保證連接穩(wěn)定，連接桿4-2分布在第一固定盤4-1和第二固定盤4-6的邊沿處并且在同一圓周上均勻分布。在第一固定盤4-1的中心位置加工有中心安裝孔，在中心安裝孔內(nèi)用螺紋方式安裝有與延伸至外筒I外部的進(jìn)水管道連通的第一噴嘴4-3，本實(shí)施例的第一噴嘴4-3的外部是直管結(jié)構(gòu)，內(nèi)部是由錐形管段和直管段連接形成收斂型流道，第一噴嘴4-3的中心軸與外筒I的中心軸垂直，且第一噴嘴4-3的外壁距離外筒I底部的高度是12cm，第一噴嘴4-3內(nèi)部的錐形管段長(zhǎng)度是34mm，進(jìn)水端口的內(nèi)徑D為8mm，出水端口的內(nèi)徑d為4mm，d/D = 0.5，直管段連接在錐形管段的出口端，直管段的內(nèi)徑是4mm，長(zhǎng)度是4mm。在第一固定盤4-11盤面上第一噴嘴4-3的外側(cè)焊接有振動(dòng)桿4-4，振動(dòng)桿4-4是4個(gè)，在第一噴嘴4-3的外側(cè)同一圓周上均勾分布，該振動(dòng)桿4-4的另一端焊接在第二固定盤4-6上且與第一噴嘴4-3的中心軸平行，振動(dòng)桿4-4的直徑是1.5mm，長(zhǎng)度為78mm，必須保證是細(xì)長(zhǎng)桿狀，振動(dòng)桿4-4距第一噴嘴4-3外壁的徑向距離H是Imm0
[0020]在第二固定盤4-6的中心位置加工有中心安裝孔，在中心安裝孔內(nèi)用螺紋方式安裝有與第一噴嘴4-3并列連接在進(jìn)水管道上的第二噴嘴4-5，第二噴嘴4-5與第一噴嘴4-3的噴口相對(duì)且噴口之間的水平間距L是2mm，距離外筒I底部的高度是12cm，第二噴嘴4-5與第一噴嘴4-3關(guān)于導(dǎo)流筒2的中心軸對(duì)稱。本實(shí)施例的第二噴嘴4-5與第一噴嘴4-3的結(jié)構(gòu)相同且進(jìn)水方向相對(duì)，該第二噴嘴4-5的外部也是直管結(jié)構(gòu)，內(nèi)部是由錐形管段和直管段連接形成收斂型流道，錐形管段長(zhǎng)度是34_，進(jìn)水端口的內(nèi)徑0為8_，出水端口的內(nèi)徑(1為4_，d/D= 0.5，直管段連接在錐形管段的出口端，直管段的內(nèi)徑是4_，長(zhǎng)度是4_。
[0021]使用時(shí)，進(jìn)水管的水流分別從第一噴嘴4-3和第二噴嘴4-5的進(jìn)水口進(jìn)入，經(jīng)相對(duì)方向的第一噴嘴4-3和第二噴嘴4-5