一种超声波强化的有机废水降解装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种超声波强化的有机废水降解装置。

背景技术：

超声波是声波的一部分，是人耳听不见、频率高于20KHZ的声波，它和声波有共同之处，即都是由物质振动而产生的，并且只能在介质中传播；同时，它也广泛地存在于自然界。但超声还有它的特殊性质，如具有较高的频率与较短的波长，所以，它也与波长很短的光波有相似之处。

由于超声波能产生气穴，从而能氧化分解传统方法所不能处理的废水，这一特性使其在废水处理领域有着广泛的应用前景。

近年来，利用超声波强化有机废水的降解或直接利用超声波降解有机废水的研究报道日益增多。研究内容涉及降解机理、讲解动力学、中间体的检测、影响超声降解过程的因素和优化条件实验等。超声波技术作为一种新的废水处理技术，已有了大量的实验室基础研究成果，并有大部分已进入了实际应用，被认为是一种有前途的废水处理技术。

但是，在实际应用过程中，会将超声波反应器与降解池进行结合，以实现对池体内污水的超声波加强作用，但是该两个装置的结合势必会增加设备占用空间的成本，且因超声波能产生气穴，在很多超声波强化有机废水降解的过程则没有设置曝气单元，该曝气单元的缺失也会影响污水降解效率，本实用新型即是基于上述问题进行的改进。

技术实现要素：

本实用新型为解决背景技术中所述产品存在的问题，提供一种超声波强化的有机废水降解装置，在现有的超声波清洗机的基础上进行改进，并加设曝气单元，节约占地面积，并可提高污水处理效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种超声波强化的有机废水降解装置，包括池体，该池体内下部为超声加强区域，上部为气浮区域，该两个区域间以格栅板相隔，所述超声加强区域下部设有进水口，所述气浮区域上部设有出水口，所述气浮区域下部设有进气口；

所述格栅板上设有气浮机构，所述气浮机构包括曝气单元和气浮单元，所述曝气单元包括曝气主管和插接于所述曝气主管两侧的曝气支管，所述曝气主管上设有若干插接孔，所述气浮单元包括若干并行设置的中心管，所述中心管与所述曝气主管垂直设置，所述中心管插接于对应的所述插接孔内。

进一步，所述曝气主管经由进气口与曝气泵连接。

进一步，所述曝气支管上设有开口朝上的曝气孔，所述中心管上设有开口朝外的曝气孔。

进一步，所述中心管顶部旋转连接有管帽。

进一步，所述气浮区域内装填有铁碳填料。

进一步，所述曝气主管固定于格栅板上。

进一步，所述池体内侧壁上固定有支撑沿，所述格栅板放置于该支撑沿上。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)在现有的超声波清洗机的基础上进行改进，较现有的超声波反应器与降解池的结合节约占地面积；

(2)并加设曝气单元，其中，中心管的设置可实现对于池体内废水的充分曝气，提高污水处理效率；

(3)该设备结构合理，安装简单，操作、维护方便，废水处理效率高。

附图说明

图1是实施例中废水降解装置的主视方向结构示意图；

图2是实施例中废水降解装置的俯视方向结构示意图。

图中：1-池体，11-超声加强区域，12-气浮区域，13-进水口，14-出水口，15-进气口，2-格栅板，3-气浮机构，31-曝气主管，311-插接孔，32-曝气支管，33-中心管，331-管帽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。其中，固定连接，可以是铆接、插接、螺纹连接、焊接。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在一些实施例中，一种超声波强化的有机废水降解装置，该降解装置是对于现有技术中超声波清洗机的改进，即将该超声波清洗机作为降解池的池体，本池体是玻璃钢材质池体，玻璃钢材质硬度大，耐酸碱腐蚀，是制造水处理池体的最佳材质。该池体1内下部为超声加强区域11，上部为气浮区域12，该两个区域间以格栅板2相隔，所述超声加强区域下部设有进水口13，所述气浮区域12上部设有出水口14，所述气浮区域12下部设有进气口15；

所述格栅板2上设有气浮机构3，所述气浮机构包括曝气单元和气浮单元，所述曝气单元包括曝气主管31和插接于所述曝气主管31两侧的曝气支管32，所述曝气主管31上设有若干插接孔311，所述气浮单元包括若干并行设置的中心管33，所述中心管33与所述曝气主管31垂直设置，所述中心管33插接于对应的所述插接孔311内；

所述曝气主管31经由进气口15与曝气泵连接；

所述曝气支管32上设有开口朝上的曝气孔，所述中心管33上设有开口朝外的曝气孔；

所述中心管33顶部旋转连接有管帽331。

所述气浮区域12内装填有铁碳填料。

在一些实施例中，所述曝气主管31通过铁丝绑拧固定于格栅板2上。

在一些实施例中，所述池体1内侧壁上固定有支撑沿，所述格栅板2放置于该支撑沿上。

上述实施例中的超声波强化的有机废水降解装置的使用过程及污水降解原理如下：污水经由进水口进入池体内，先经过超声加强区域进行预处理，该超声波源于该超声波清洗剂固有的超声波发生机构，该超声波发生机构在恒定输出功率条件下尽可能提高混响场强度，增强空化效应；该超声空化效应是指液体中的微小泡核在超声场下液体内部产生的空穴或含有的杂质和小气泡的振动、膨胀、压缩和崩溃闭合的过程。在超声波的作用下，液体分子间的平均距离随分子的振动而发生变化，当处于负压段时，施加于液体的负压(抽空声压)足够大，而使分子间距离超过该物质处于液态的临界分子距离时，液体就会发生断裂而产生空穴，形成空化核。

废水中含有固体悬浮颗粒，当超声波通过液体时，可以破坏液体中颗粒的双电层球行对称结构，并产生偶极矩，导致颗粒脱稳并凝聚增大。也可以借助高频振动使液体内部产生许多微小空穴，使溶解于液体中的气体以小气泡的形式挤出，从而加速液体中悬浮物的上浮。同时，超声波在处理某些含重金属络合物的电镀废水时，可以将重金属络合物的金属离子和络合剂分离，从而较方便的除去重金属。

废水在经过超声加强区域，会把水分解成羟基自由基，羟基自由基可以把环状或长链有机物降解成单链或是短链有机物，有助于污水处理。或直接分解成二氧化碳和水。同时，超声波会使固体悬浮颗粒加速上浮，或直接分解成更小的颗粒便于在气浮区处理。

废水经过超声波的处理之后，进入气浮区域，气浮区域和超声加强区域通过格栅网隔开，气浮区域装填有铁碳填料，格栅网格的大小，小于活性炭填料颗粒的大小。气浮区域有进气口，气管通过进气口进入设备内的曝气主管、曝气支管及中心管内，该中心管的设置可实现对于池体内废水的充分曝气。

设备中的铁碳填料，在充分曝气后，能生成铁碳微电解。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除，在铁-碳床中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下：

阳极(Fe):Fe-2e→Fe²⁺，

阴极(C):2H⁺+2e→2[H]→H2，

反应中，产生的了初生态的Fe²⁺和原子H，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。

有曝气时，即充氧和防止铁屑板结。发生下面的反应：

O2+4H++4e→2H2O；

O2+2H2O+4e→4OH－；

4Fe²⁺+O2+4H⁺→2H2O+4Fe³⁺。

反应中生成的OH－是出水pH值升高的原因，而由Fe²⁺氧化生成的Fe³⁺逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。

此设备的的优势是在原有的超声波清洗机的基础上进行改进的，占地面积小，不涉及土建，同时污泥产生量较小，同时，超声波能预处理废水，降低废水中一部分的有机物以及分解废水中的固体颗粒，更有助于废水的处理。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的实用新型涵盖范围之内。