[发明专利]一种适用于污水处理的新型激光空化装置及方法

说明书

本发明涉及一种适用于污水处理的新型激光空化装置及方法置，包括YAG激光器、全反镜、凹透镜、凸透镜、激光控制器、激光光源开关、底座支架、照明闪光灯、高速摄像机、计算机、可拆卸工作台、高精度三维移动平台和空化仓。本发明利用激光空化技术，高效降解废水和强化材料表面性能，装卸方便，操作简单，具有较高的使用价值与推广前景。

技术领域

本发明属于水污染降解技术和材料强化领域,特指一种适用于污水处理的新型激光空化装置及方法。

背景技术

激光空化是指激光聚集于水下，击穿水形成等离子体，激光聚焦区压力急剧上升并对外膨胀，从而导致泡内压力急剧下降形成空泡，空泡溃灭的瞬间可以释放出大量的能量，导致局部高温高压等环境会产生大量的自由基与有机物反应，有机物降解甚至矿化。

目前，利用将激光空化原理来降解污水以实现污水处理的方法正在逐步发展，激光空化相对于水力空化，具有可操作性，降解更充分等优点。当前的装置是一种利用激光空化技术降解污水的新型装置，改装置可以满足多种需求，方便高效。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适用于污水处理的新型激光空化装置及方法，能够实现激光空化降解污水。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种适用于污水处理的新型激光空化装置,包括YAG激光器、全反镜、凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜，所述YAG激光器、全反镜、凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜光路连接在一起，所述第二凸透镜的下方设置有空化仓，所述空化仓固定在可拆卸工作台上，所述可拆卸工作台安装在高精度三维移动平台上，所述空化仓的一侧设置有照明闪光灯，另外一侧设置有高速摄像机。

上述方案中，所述高精度三维移动平台包括Z轴移动丝杠、X轴移动丝杆和Y轴移动丝杠，所述可拆卸工作台固定在所述Z轴移动丝杠上。

上述方案中，所述空化仓底部放置有黑色橡胶圈。

上述方案中，所述YAG激光器固定在底座支架上，所述底座支架的侧面安装有激光控制器，所述YAG激光器与所述激光控制器连接，所述照明闪光灯位于所述底座支架的内部。

上述方案中，所述Z轴移动丝杠、所述X轴移动丝杆、所述Y轴移动丝杠、所述照明闪光灯、所述高速摄像机、所述激光控制器均与计算机连接。

上述方案中，所述全反镜、所述凹透镜、所述第一凸透镜和所述第二凸透镜均固定在固定支架上。

本发明还提供了一种适用于污水处理的新型激光空化方法，包括如下步骤：S1：打开计算机、激光控制器和激光光源开关，对激光光束进行对焦，确定焦点位置所在并暂时关闭激光控制器和激光光源开关；S2：将空化仓固定于可拆卸工作台上，空化仓内装有实验使用材料，调整高精度三维移动平台使激光束聚焦的焦点落于空化仓正中央；S3：打开高速摄像机和照明闪光灯，然后打开激光激光控制器和激光光源开关；S4：通过高速摄像机和照明闪光灯组成的成像系统拍摄的激光诱导空泡脉动和溃灭过程，对冲击波、水射流的影像进行搜集，根据所得参数进行调节设备，达到最佳效果；S5：利用紫外分光光度计来检测污水的吸光度，从而得出降解率，根据降解率来判断是否完成对污水的净化处理。

本发明的有益效果：(1)本发明采用的一种适用于污水处理的新型激光空化装置及方法，利用激光空化技术，高效降解废水。(2)装置结构完善，使用灵活且效果显著，具有较高的使用价值与推广前景。(3)该装置装有可拆卸工作台，可根据实验需求更换相应大小工作台，适用于激光空化降解废水场景；装卸方便，操作简单。

附图说明

图1为本发明一种适用于污水处理的新型激光空化装置。

图2为高精度三维移动平台结构图。

图3为固定支架结构示意图。