專利名稱：基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用于處理難生物降解廢水的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置。
背景技術：
隨著工業的發展，廢水成分越來越復雜，并含有大量的有毒有害物質，傳統的廢水處理方法已經很難達到最新的廢水排放標準，現有的物化法又存在反應裝置復雜處理成本過高的缺點。水力空化現象的產生比較容易。當液體通過收縮裝置(如幾何多孔板、文丘里管等)時，壓力會下降，當壓力降至液體的飽和蒸汽壓時，液體發生空化形成大量空化泡，空化泡隨液體流動形成了兩相流動。當流動的壓力增大時，空化泡潰滅形成微射流、沖擊波并在短時間內釋放巨大的能量。在這種高能量作用下液體裂解為活性氫原子和羥基自由基， 重組形成過氧化氫，自由基團具有強氧化性，可以有效地降解復雜有機物，生物難降解物等。但是現有技術中并沒有利用水力空化現象來進行廢水處理的反應器。
實用新型內容為克服現有技術的上述缺點，本實用新型提供了一種結構簡單，操作方便，維護費用低，廢水處理效果更好的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置。基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，包括承裝待處理的廢水的循環水箱， 與循環水箱連通的出水管，將出水管中的水直接回流至循環水箱的循環水管，和將處理后的水排入循環水箱中的進水管；所述的出水管和循環水箱之間設有將水箱中的水抽吸到出水管內的離心泵；其特征在于所述的出水管上設有產生空化空蝕反應的工作段，所述的工作段包括呈方管狀的由透明材料制成的觀察段和位于觀察段進口處、與觀察段適配的多孔板，所述的觀察段的進口和出口分別與出水管連通；所述的多孔板上設有多個非圓通孔，所述的非圓通孔以輻射狀沿多孔板的中線和對角線布置。進一步，所述的多孔板上的通孔呈等邊三角形或正方形。進一步，所述的觀察段進口處設有允許所述的多孔板插入其內的卡槽；所述的觀察段的進口端通過圓方接口與所述的出水管連接，所述的圓方接口為斷面由方形漸變為圓形的柱狀體；所述的觀察段的出口端通過方圓接口與所述的出水管連接，所述的方圓接口為斷面由圓形漸變為方形的柱狀體。進一步，所述的出水管通過分流管與至少兩根進水管連通，所述的分流管的每個分流接口與每根進水管之間均設有一轉子流量計；所述的轉子流量計的進口端和出口端均設有可調閥門。進一步，所述的工作段進口端的上游設有測量水壓的第一壓力表，所述的工作段出口端的下游設有測量水壓的第二壓力表。進一步，所述的第一壓力表的上游和第二壓力表的下游分別設有可調閥門。進一步，所述的離心泵為兩臺串聯的立式管道離心泵。進一步，所述的觀察段的橫截面呈方形，所述的觀察段包括由有機玻璃制成的頂板及兩側板，和由鋼板制成的底板；所述的底板通過螺栓與兩側板連接。進一步，所述的水箱底部設有排水管，所述的水箱帶有滾輪。進一步，所述的循環水管上設有閥門。本實用新型的技術構思是出水管中的液體流經多孔板時，經過多孔板上的通孔形成多股射流，液體在孔板中加速而壓力下降，多股射流在孔板下游擴散過程中減速使壓力升高。當液體壓力降至液體相應溫度的飽和蒸汽壓時發生空化，空泡隨水流至孔板下游， 由于下游壓力逐漸恢復使空泡潰滅，伴隨著空泡潰滅的瞬間形成沖擊波和微射流，產生超高溫超高壓，在這種極端條件下使難生物降解廢水中的有機物產生多種物化連鎖反應而被降解。本實用新型的多孔板采用非圓形，與圓形多孔板相比，具有紊動強度高、初生空化數低、空化空蝕作用強等特點，空化效果更好，處理效果更顯著。本實用新型具有的優點如下1)反應條件容易控制；(2)產生空化效率較高；(3) 產生空化所使用的設備簡單；(4)反應器的維護成本非常低；(5)反應規模化相對容易。
圖1為本實用新型的循環系統示意圖。圖2為本實用新型的流程圖。圖3是通孔呈等邊三角形的多孔板的示意圖。圖4是通孔呈正方形的多孔板的示意圖。
具體實施方式
參照附圖，進一步說明本實用新型基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，包括承裝待處理的廢水的循環水箱1， 與循環水箱1連通的出水管2，將出水管2中的水直接回流至循環水箱1的循環水管3，和將處理后的水排入循環水箱1中的進水管4 ；所述的出水管2和循環水箱1之間設有將水箱1中的水抽吸到出水管2內的離心泵5 ；所述的出水管2上設有產生空化空蝕反應的工作段6，所述的工作段6包括呈方管狀的由透明材料制成的觀察段61和位于觀察段61進口處、與觀察段61適配的的多孔板 62，所述的觀察段61的進口和出口分別與出水管2連通；所述的多孔板62上設有多個非圓通孔621，所述的非圓通孔621以輻射狀沿多孔板的中線和對角線布置。所述的多孔板62上的通孔621呈等邊三角形。所述的觀察段61進口處設有允許所述的多孔板62插入其內的卡槽；所述的觀察段61的進口端通過圓方接口與所述的出水管2連接，所述的圓方接口為斷面由方形漸變為圓形的柱狀體；所述的觀察段61的出口端通過方圓接口與所述的出水管2連接，所述的方圓接口為斷面由圓形漸變為方形的柱狀體。所述的出水管2通過分流管7與至少兩根4進水管連通，所述的分流管7的每個分流接口與每根進水管4之間均設有一轉子流量計8 ；所述的轉子流量計8的進口端和出口端均設有可調閥門a。所述的工作段6進口端的上游設有測量水壓的第一壓力表91，所述的工作段6出口端的下游設有測量水壓的第二壓力表92。所述的第一壓力表91的上游和第二壓力表92的下游分別設有可調閥門C。所述的離心泵5為兩臺串聯的立式管道離心泵。所述的觀察段61的橫截面呈方形，所述的觀察段61的包括由有機玻璃制成的頂板及兩側板，和由鋼板制成的底板；所述的底板通過螺栓與兩側板連接。所述的水箱2底部設有排水管10，所述的排水管上設有閥門b，所述的水箱2帶有滾輪。所述的循環水管3上設有閥門d。多孔板尺寸為25mmX25mm，第一種多孔板采用9個邊長為4mm的等邊三角形以輻射狀沿中線和對角線布置；孔板厚度均為5mm，具體布置方式見圖3。方形觀察段為兩側及頂部用有機玻璃加工而成的方形水洞，底部為活動鋼板，尺寸IXbXh = 200mmX 25mmX 25mm，活動鋼板上孔板下游Icm處設有測壓點，以測量水動力空化空蝕發生裝置空化區壓力。非圓形多孔板放置在觀察段進口的卡槽處，觀察段前端和后端分別用圓方接口和方圓接口與管路連接。其循環管路主要包括旁通管和主管路，一部分水通過旁通管分流經過閥門后匯入水箱，再由水泵抽入系統，實現循環。其余水流通過本反應器工作段后分成兩個支路通過兩個轉子流量計后匯入水箱，實現循環。循環水箱由不銹鋼板加工而成，主要尺寸IXbXh = 0.7mX0. 5mX0. 8m，水箱底部一側延伸出鋼板，鋼板上面放置兩臺ISG50-200(I)離心泵，水箱底部設有滾輪，便于移動。兩臺ISG-200(I)立式管道離心泵串聯，每臺水泵流量為12. 5m3/h，揚程為50m。壓力測量裝置孔板前后各有第一壓力表和第二壓力表，量程均為0. BMPa0流量測量裝置采用兩個玻璃轉子流量計并聯，每個量程為 0. 6 6m3/h。管路采用DN25鍍鋅鋼管，整個管路系統中設有手動閥門共9個。本實用新型的技術構思是出水管中的液體流經多孔板時，經過多孔板上的通孔形成多股射流，液體在孔板中加速而壓力下降，多股射流在孔板下游擴散過程中減速使壓力升高。當液體壓力降至液體相應溫度的飽和蒸汽壓時發生空化，空泡隨水流至孔板下游， 由于下游壓力逐漸恢復使空泡潰滅，伴隨著空泡潰滅的瞬間形成沖擊波和微射流，產生超高溫超高壓，在這種極端條件下使難生物降解廢水中的有機物產生多種物化連鎖反應而被降解。本實用新型的多孔板采用非圓形，與圓形多孔板相比，具有紊動強度高、初生空化數低、空化空蝕作用強等特點，空化效果更好，處理效果更顯著。實施例二本實施例與實施例一的區別之處在于所述的多孔板62上的通孔621呈等邊三角形或正方形。其余都相同。第二種多孔板采用9個邊長4mm的方形以輻射狀沿中線和對角線布置；本實用新型的多孔板采用非圓形，與圓形多孔板相比，具有紊動強度高、初生空化數低、空化空蝕作用強等特點，空化效果更好，處理效果更顯著。 本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新型的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，包括承裝待處理的廢水的循環水箱，與循環水箱連通的出水管，將出水管中的水直接回流至循環水箱的循環水管，和將處理后的水排入循環水箱中的進水管；所述的出水管和循環水箱之間設有將水箱中的水抽吸到出水管內的離心泵；其特征在于所述的出水管上設有產生空化空蝕反應的工作段，所述的工作段包括呈方管狀的由透明材料制成的觀察段和位于觀察段進口處、與觀察段適配的多孔板，所述的觀察段的進口和出口分別與出水管連通；所述的多孔板上設有多個非圓通孔，所述的非圓通孔以輻射狀沿多孔板的中線和對角線布置。
2.如權利要求1所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的多孔板上的通孔呈等邊三角形或正方形。
3.如權利要求2所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的觀察段進口處設有允許所述的多孔板插入其內的卡槽；所述的觀察段的進口端通過圓方接口與所述的出水管連接，所述的圓方接口為斷面由方形漸變為圓形的柱狀體；所述的觀察段的出口端通過方圓接口與所述的出水管連接，所述的方圓接口為斷面由圓形漸變為方形的柱狀體。
4.如權利要求1-3之一所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的出水管通過分流管與至少兩根進水管連通，所述的分流管的每個分流接口與每根進水管之間均設有一轉子流量計；所述的轉子流量計的進口端和出口端均設有可調閥門。
5.如權利要求4所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的工作段進口端的上游設有測量水壓的第一壓力表，所述的工作段出口端的下游設有測量水壓的第二壓力表。
6.如權利要求5所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的第一壓力表的上游和第二壓力表的下游分別設有可調閥門。
7.如權利要求6所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的離心泵為兩臺串聯的立式管道離心泵。
8.如權利要求7所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的觀察段的橫截面呈方形，所述的觀察段包括由有機玻璃制成的頂板及兩側板，和由鋼板制成的底板；所述的底板通過螺栓與兩側板連接。
9.如權利要求8所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的水箱底部設有排水管，所述的水箱帶有滾輪。
10.如權利要求9所述的基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，其特征在于所述的循環水管上設有閥門。
專利摘要基于水動力空化空蝕反應的廢水處理裝置，包括承裝待處理的廢水的循環水箱，與循環水箱連通的出水管，將出水管中的水直接回流至循環水箱的循環水管，和將處理后的水排入循環水箱中的進水管；出水管和循環水箱之間設有將水箱中的水抽吸到出水管內的離心泵；出水管上設有產生空化空蝕反應的工作段，工作段包括呈方管狀的由透明材料制成的觀察段和位于觀察段進口處的多孔板，觀察段的進口和出口分別與出水管連通；多孔板上設有多個非圓通孔，非圓通孔以輻射狀沿多孔板的中線和對角線布置。本實用新型具有結構簡單，操作方便，維護費用低，廢水處理效果更好的優點。
文檔編號C02F1/00GK202030572SQ20112004813
公開日2011年11月9日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者張文廣, 朱芳, 楊永剛, 汪潔, 董志勇, 陳圻圻 申請人:浙江工業大學