专利名称：一种水力空化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环保设备领域，涉及ー种水力空化装置，尤其是ー种用于污、废水处理的物化处理装置。
背景技术：
当流体高速流经限流区域时压カ骤 减达到蒸汽压甚至负值时，会在该区域形成真空，溶解在流体中的气体会释放出来，同时流体汽化而产生大量空化泡。当空化泡随流体进ー步流动、周边压カ增大时，空化泡体积急剧縮小直至溃灭(这叫做“水力空化效应”)，空化泡在溃灭过程中产生极高的压强和温度，而这些条件足已使有机物在空化泡内发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解或自由基反应，利用这些条件可将其用于有机物污水处理领域。目前，上述空化效应已经应用于污、废水处理的物化处理装置中。但是，现有污、废水处理空化设备空化效率普遍较低，为了提高空化效率，名称为“水力空化装置”、专利号为201020144625.2的中国实用新型专利公开了ー种水力空化装置，该空化装置包括管状主体，等直径出口段，依次连通且同轴线的等直径进ロ段、圆锥收缩段、缩ロ、圆锥扩散段，等直径末端段，在所述的等直径进ロ段和圆锥段中设置有曝气管；在所述的圆锥扩散段内设有阻挡装置。该空化装置只有ー个腔道，在处理污废水过程中空化效率仍然较低。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供ー种空化效率高、处理效果好的水力空化装置。为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是ー种水力空化装置，包括上段(2)、中段(7)和下段(12)，所述上段(2)与所述中段(7)固定连接，所述中段(7)与所述下段(12)固定连接，其中，所述上段(2)是ー个管状柱体，上段(2)包括等直径进水段(I)、圆锥腔道(3)、等直径空化段(5);所述中段(7)是ー个管状柱体，中段(7)包括涡流腔￠)、圆锥腔道(8)、等直径空化段(11);所述下段(12)是ー个管状柱体，下段(12)包括涡流腔(9)、圆锥腔道(10)、等直径出水段(13)。所述上段⑵均匀设置多个圆锥腔道(3);所述中段(7)均匀设置多个圆锥腔道⑶。所述中段(7)设置臭氧进气管⑷。所述臭氧进气管⑷设置在中段(7)的涡流腔(6)中。为了便于安装和拆卸，所述上段与所述中段、所述中段与所述下段均采用法兰盘固定连接。所述上段(2)、中段(7)和下段(12)管状柱体材料采用TiO2和YAl2O3按照20-25%和75-80%的比例混合在1100°C条件下烧结而成。与现有技术相比，本实用新型提供的水力空化装置具备多个空化腔道，空化效率高。并可将臭氧引入空化腔，臭氧在水力空化效应所产生的高温高压条件下，可以分解成具有更强氧化性的羟基自由基，进ー步提高了空化效率。该装置内还可设置催化剂TiO2和YAl2O3，产生更多的羟基自由基，进ー步強化污废水中有机物的去除效果。该水力空化装置结构简単，污废水处理效果好。
图I是本实用新型水力空化装置立体剖示结构示意图图2是本实用新型水力空化装置左视结构示意图图3是上段结构A-A断面平面不意图图4是中段结构B-B断面平面示意图图5是下段结构C-C断面平面不意图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型空化装置进行详细说明。如图1-5所示，ー种水力空化装置包括上段2、中段7和下段12，上段2与中段7及中段7与下段12均采用法兰盘固定连接，上段2是管状柱体，包括等直径进水段I、圆锥腔道3、等直径空化段5 ;中段7是管状柱体7，包括涡流腔6、圆锥腔道8、等直径空化段11、臭氧进气管4，臭氧进气管4设置在中段7的涡流腔6中。;下段12是管状柱体，包括涡流腔9、圆锥腔道10、等直径出水段13。如图I、图3、图4所示，上段2平行并列布置三个圆锥腔道3，组成多腔道単元冲段7也平行布置三个圆锥腔道8，组成多腔道単元。当然，根据实际情況，每ー个多腔道単元中的腔道个数可以是2个、或者4个以上。上述图示仅给出了ー个上段多腔道単元结构和ー个中段多腔道単元，实际应用中也可设置多个上段和多个中段多腔道単元。并且，所述圆锥腔道3和圆锥腔道8顶角角度可以相同也可以不同；其锥底面直径可以相同也可以不同。所述的等直径空化段5和等直径空化段11的直径可以相同，也可以不同。所述上段2、中段7和下段12管状柱体材料采用TiO2和YAl2O3按照20-25%和75-80%的比例混合在1100°C条件下烧结而成。如图4所示，中段7涡流腔6处设置臭氧进气管4。上述水力空化装置的污废水处理过程为；污废水从等直径进水段I进水，流经圆锥腔道3吋，过水断面減少、流速増加、水压变大，当污废水流经等直径空化段5进入涡流腔6时，由于过水断面的瞬间增加，水压急剧下降并在涡流腔6形成负压和涡流，使水和溶解于污废水中的气体产生空化泡，利用涡流腔6内的负压可将臭氧通过臭氧进气管4吸入到涡流腔6内，同时涡流作用将臭氧与污废水的空化泡均匀混合。当上述臭氧与污废水的空化泡混合液进入中段的圆锥腔道8吋，由于圆锥腔道8壁的阻挡作用，水压急剧増加，造成空化泡体积的瞬间减小并发生溃灭，空化泡在溃灭过程中所产生极高的压强和温度会使污废水中的有机物在空化泡内发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解或自由基反应，同时臭氧在空化效应下会产生更多比自身氧化性更强的羟基自由基，从而进一歩去除污废水中的有机物。将经上述反应后的混合液再一次经圆锥腔道8、等直径空化段11和涡流腔9产生第二次空化效应，強化对污废水中有机物的去除效果。与此同时，由于水力空化装置的上段2、中段7和下段12其材料是固相催化剂TiO2和YAL2O3按照20-25%和75-80%的比例混合在1100°C条件下烧结而成的，臭氧在TiO2和Y AL2O3的催化作用下，进ー步加速生成羟基自由基，从而进一步强化对污废水中有机物的去除效果。当然，也可设置多个上段和多个中段多腔道単元，重复上述污水处理的过程。在相同的实验条件下，取质量浓度分别为10. 3mg/L、14. 21mg/L、18. lmg/L的臭氧和质量浓度为10mg/L的难降解 物质苯酚来进行多组实验模拟，循环时间或停留时间均为I小时，利用孔径与本实用新型等直径空化段5直径相同的多孔孔板耦合臭氧对苯酚的去除率分别为53. 4%、64. 5%、71. 2%，臭氧在固相催化剂TiO2和AL2O3的催化作用下，对苯酚的去除率为47. 4%,55. 7%,61. 2%，而利用本实用新型对苯酚的去除率分别为67. 2%,78. 9%、91.7%，从以上数据可看出本实用新型可明显提高有机物的去除率。从以上数据可看出在相同的处理时间和臭氧的质量浓度下，本实用新型可明显提高有机物的去除率；在达到相同的去除率的情况下，可节约27%的处理成本。
权利要求1.一种水力空化装置，其特征在于，包括上段(2)、中段(7)和下段(12)，所述上段(2)与所述中段(7)固定连接，所述中段(7)与所述下段(12)固定连接，其中，所述上段(2)是一个管状柱体，上段(2)包括等直径进水段(I)、圆锥腔道(3)、等直径空化段(5);所述中段(7)是一个管状柱体，中段(7)包括涡流腔(6)、圆锥腔道(8)、等直径空化段(11);所述下段(12)是一个管状柱体，下段(12)包括涡流腔(9)、圆锥腔道(10)、等直径出水段(13)。
2.根据权利要求I所述的水力空化装置，其特征在于，所述上段(2)均匀设置3个圆锥腔道(3);所述中段(7)均匀设置3个圆锥腔道(8)。
3.根据权利要求I或2所述的水力空化装置，其特征在于，所述中段(7)设置臭氧进气管⑷。
4.根据权利要求3所述的水力空化装置，其特征在于，所述臭氧进气管(4)设置在中段(7)的涡流腔(6)中。
5.根据权利要求3所述的水力空化装置，其特征在于，所述上段(2)与所述中段(7)、所述中段(7)与所述下段(12)均采用法兰盘固定连接。
专利摘要一种水力空化装置，属于环保设备领域，包括上段(2)、中段(7)和下段(12)，所述上段(2)是一个管状柱体，上段(2)包括等直径进水段(1)、圆锥腔道(3)、等直径空化段(5)；所述中段(7)是一个管状柱体，中段(7)包括涡流腔(6)、圆锥腔道(8)、等直径空化段(11)；所述下段(12)是一个管状柱体，下段(12)包括涡流腔(9)、圆锥腔道(10)、等直径出水段(13)。本实用新型提供的水力空化装置具备多个空化腔道，空化效率高。并可将臭氧引入空化腔，臭氧在水力空化效应所产生的高温高压条件下，可以分解成具有更强氧化性的羟基自由基，进一步提高了空化效率。该水力空化装置结构简单，污废水处理效果好。
文档编号C02F1/78GK202440361SQ201120568210
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘雷, 李大升, 李直, 王晓东, 肖玉峰 申请人:济南大学, 济南豪特水处理技术有限公司