[发明专利]一种撞击流水力声空化环流反应器

说明书

技术领域

本发明属于液态流体空化发生装置研究技术领域，尤其涉及一种利用水力声 空化强化降解处理有机污染物废水的撞击流水力声空化环流反应器。

技术背景

随着人口的增长,社会经济的不断发展,污水的排放量与日俱增,水污染问 题已对人类生存和社会发展构成了越来越严重的威胁,防止水体恶化,保护水资 源,已经成为人类共同追求的目标。传统的处理方法在防治水体污染方面已经并 正在发挥着重要的作用。但由于废水量的不断增加,组成成份的日趋复杂,对废 水处理的日趋严格,传统的处理方法在多功能性,高效稳定性,和经济合理性方 面难以满足不断提高的环境要求，因此高环境的要求需要有新的技术为之配套。 空化作为一种物理方法处理污水技术，具有高效能，成本低，并具有不产生二次 污染，被称为“绿色水处理”，受到了广泛的关注。

目前研究主要是超声空化和水力空化，近年来,对超声空化技术的化学反应 的深人研究发现其在特种污水处理方面效果明显。超声空化虽然空化强度高，但 在总能耗中只有5％～10％用于空化，其余90％～95％的能量是以热能的形式使系统 升温，这使得超声空化的应用受到极大的限制，难以实现工业化。随着水力空化 的深入研究，水力空化在污水处理方面潜力巨大，具有简便易行、能耗低、效率 高等特点，从能效和规模化方面比较，水力空化技术比超声空化技术更具有优势。 但水力空化处理存在空化强度较低的缺点，因此设计一种具有超声空化强度高， 水力空化能耗低、效率高的水力发声空化设备就显得尤为重要。

发明内容

为了能够有效克服传统水力空化所存在的关键技术缺陷，以达到提高和强化 空化处理废水效果的目的，本发明提供了一种能够使流体生成大量自由基，有效 提高水力空化降解有机污染物的能力，并且气液混合均匀、传质传热效果好、操 作方便、易于管理、成本低、结构简单的撞击流水力声空化环流反应器。

本发明所采用的技术方案是：该撞击流水力声空化环流反应器包括外筒以及 设置在外筒内腔的导流筒，在外筒的上部开有出水口，在导流筒的下方或者底端 两壁之间设置有与进水管道连通的水力发声器，水力发声器的进水方向与外筒的 中心轴垂直；

所述水力发声器由第一固定盘、连接杆、第一喷嘴、第二喷嘴、振动杆以及 第二固定盘组成，第一固定盘和第二固定盘通过连接杆连接，在第一固定盘和第 二固定盘的中心位置分别设置有收敛型的第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴与第二 喷嘴的喷口相对并且其中心轴在同一条直线上，在第一喷嘴的外侧沿着圆周方向 设置有振动杆，振动杆的另一端与第二固定盘固定并且与第一喷嘴、第二喷嘴的 中心轴平行。

上述第一喷嘴和第二喷嘴的入口直径D与出口直径d之间满足：D/d＝1:0.4～0.7， 第一喷嘴与第二喷嘴之间的间距L＝1.5～4.0mm。

上述振动杆在第一喷嘴、第二喷嘴的外侧同一圆周上均匀分布。

上述第一喷嘴的外壁距振动杆的径向距离H是0.5～1.5mm。

上述第一喷嘴和第二喷嘴距离外筒底部的高度为10～20cm。

本发明的撞击流水力声空化环流反应器，是利用水流分别从水力发声器中相 对设置的第一喷嘴和第二喷嘴内的收敛型通道射出，形成相对方向的射流，产生 冲击，在撞击面上产生波动压力，向四周扩散，从而对外侧的振动杆产生振动， 引起振动杆振动发声，作用在周围水体上产生大量的自由基，与此同时，在撞击 面上产生大量的微气泡，产生超声空化效应，微气泡随着液体向上运动进入导流 筒，与液体充分混合，增强了气液间的传质和传热效果，而且本发明大大提高水 力空化降解效果，提高水处理能力，空化能耗低，成本较低，结构简单，操作方 便，易于安装和拆卸，适于废水超声处理。

附图说明

图1为实施例1的撞击流水力声空化环流反应器的结构示意图。

图2为图1中水力发声器4的结构示意图。

图3为实施例2的撞击流水力声空化环流反应器的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。

实施例1

由图1可知，本实施例的水力声空化环流反应器是由外筒1、导流筒2、固定 杆3以及水力发声器4组成。