申请日2014.12.31
公开(公告)日2015.04.29
IPC分类号C02F101/30; C02F1/00
摘要
本发明涉及一种二级阻流的水力空化水处理装置，其是在水力空化腔的一端进水口上设置有喷嘴，在喷嘴内设置有锥体结构的第一阻流体，在水力空化腔的内部设置第二阻流体和调节板，调节板沿着水力空化腔的径向设置并与喷嘴正对，第二阻流体通过间隔分布的固定杆与水力空化腔内壁固定，其是由曲线1和曲线2、曲线3按照顺时针方向首尾相接而成的闭合曲线绕着喷嘴的中心轴旋转一周所形成的旋转体，本发明利用流体沿壁流动效应，使负压区域生成的空化气泡在壁效应的作用下游移到高压区，并在高压区遇到内壁和调节板障碍发生崩溃，生成大量自由基，从而提高水力空化降解有机污染物的能力，以达到提高和强化空化处理废水效果的目的。
摘要附图
权利要求书
1.一种二级阻流的水力空化水处理装置，其特征在于：在水力空化腔(3) 的一端进水口上设置有喷嘴(1)，水力空化腔(3)上与进水口相对的另一端 底部加工有出水口，在水力空化腔(3)的内部设置有第二阻流体(4)和调 节板(5)，调节板(5)在出水口一侧沿着水力空化腔(3)的径向设置并与 喷嘴(1)正对，在调节板(5)的下沿加工有过水孔，第二阻流体(4)通过 间隔分布的固定杆(6)与水力空化腔(3)内壁固定，其是由曲线1和曲线2、 曲线3按照顺时针方向首尾相接而成的闭合曲线绕着喷嘴(1)的中心轴旋转 一周所形成的旋转体，以水力空化腔(3)的进水口端面与喷嘴1中心轴的交 点为坐标原点，喷嘴(1)中心轴为x轴，水力空化腔(3)的进水口端面上 与x轴垂直相交的竖向中心线为y轴，单位为mm;
曲线1的线性方程为：
(x1-a1)2+(y1-b1)2=92
曲线2的线性方程是：
(x2-a2)2+(y2+b2)2=552
曲线3的线性方程是：
(x3-a3)2+(y3+b3)2=562
其中a1是曲线1的圆心的水平坐标值，取值为11～17;
b1是曲线1的圆心的纵向坐标值，取值为8～12;
a2是曲线2的圆心水平坐标值，取值为43～51;
b2是曲线2的圆心的纵向坐标值，取值为20～23;
a3是曲线3的圆心的水平坐标值，取值为59～73;
b3是曲线3的圆心的纵向坐标值，取值为29～34;
曲线1的圆心角为165～190°，曲线2的圆心角为66～105°，曲线3的 圆心角为54～86°;
在喷嘴(1)内中心轴上设置有第一阻流体(2)，第一阻流体(2)的纵 向截面是纺锤形的锥体结构，在流体入口端的顶部锥角α是15～20°，与之相 对的底部锥角β是80～120°，第一阻流体(2)距喷嘴(1)内壁的最小间距 d1为3～5mm。
2.根据权利要求1所述的二级阻流的水力空化水处理装置，其特征在于： 所述水力空化腔(3)的入口端内壁为圆弧面结构，其纵向截面圆弧半径为 25～67mm，圆心角是42～75°。
3.根据权利要求1所述的二级阻流的水力空化水处理装置，其特征在于： 所述第一阻流体(2)距喷嘴(1)出口端之间的垂直距离与喷嘴(1)内径的 比值为0.15～0.25：1。
4.根据权利要求1所述的二级阻流的水力空化水处理装置，其特征在于： 所述调节板(5)与喷嘴(1)出口端的间距是55～70mm。
说明书
一种二级阻流的水力空化水处理装置
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 力空化降解处理有机污染物废水的水力空化水处理装置。
技术背景
据环境保护总局发布的《中国环境状况公报》称，对全国近14万公里河 流进行的水质评价，结果表明近40%的河水受到了严重污染;全国七大江河 水系中劣V类水质占41%。而环保总局发布的另一项重要调查显示，在被统 计的我国131条流经城市的河流中，严重污染的有36条，重度污染的有21 条，中度污染的有38条。
由于水体的污染，造成许多水资源无法再利用，从而加重了水资源的匮 乏程度,影响了环境的可持续利用和经济的可持续发展。因此，寻求新的方法 和技术对流量大、污染物多且又成分复杂的工业、农业污染废水进行有效地、 深度处理，将为水资源的再利用创造条件。
物理方法进行水处理，由于不产生二次污染，被称为“绿色水处理”，受 到了广泛的关注。其中的空化法，因可以廉价简易地集高温、高压、机械剪 切和破碎为一体，为物理方法进行有机污染物降解和水体净化处理创造了特 殊的形式。
文丘里管是早期水力空化发生器的代表之一，它的出现为空化净化水处 理带来了新的方法。但传统的文丘里管在污水处理方面的应用受到很大限制， 最重要的表现是：自由基生成数量过少，尤其是羟基自由基的生成数目过少， 导致处理有机污染物的效果不理想，因此这种处理污水的方法一直没有在实 际工程中广泛使用。
发明内容
为了能够有效克服传统水力空化所存在的技术缺陷，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 且操作方便、易于管理，成本低、技术结构简单的二级阻流的水力空化水处 理装置。
本发明所采用的技术方案是：在水力空化腔的一端进水口上设置有喷嘴， 水力空化腔上与进水口相对的另一端底部加工有出水口，在水力空化腔的内 部设置有第二阻流体和调节板，调节板在出水口一侧沿着水力空化腔的径向 设置并与喷嘴正对，在调节板的下沿加工有过水孔，第二阻流体通过间隔分 布的固定杆与水力空化腔内壁固定，其是由曲线1和曲线2、曲线3按照顺时 针方向首尾相接而成的闭合曲线绕着喷嘴的中心轴旋转一周所形成的旋转 体，以水力空化腔的进水口端面与喷嘴中心轴的交点为坐标原点，喷嘴中心 轴为x轴，水力空化腔的进水口端面上与x轴垂直相交的竖向中心线为y轴， 单位为mm;
曲线1的线性方程为：
(x1-a1)2+(y1-b1)2=92
曲线2的线性方程是：
(x2-a2)2+(y2+b2)2=552
曲线3的线性方程是：
(x3-a3)2+(y3+b3)2=562
其中a1是曲线1的圆心的水平坐标值，取值为11～17;
b1是曲线1的圆心的纵向坐标值，取值为8～12;
a2是曲线2的圆心水平坐标值，取值为43～51;
b2是曲线2的圆心的纵向坐标值，取值为20～23;
a3是曲线3的圆心的水平坐标值，取值为59～73;
b3是曲线3的圆心的纵向坐标值，取值为29～34;
曲线1的圆心角为165～190°，曲线2的圆心角为66～105°，曲线3的 圆心角为54～86°;
在喷嘴1内中心轴上设置有第一阻流体2，第一阻流体2的纵向截面是纺 锤形的锥体结构，在流体入口端的顶部锥角α是15～20°，与之相对的底部锥角 β是80～120°，第一阻流体2距喷嘴1内壁的最小间距d1为3～5mm。
上述水力空化腔3的入口端内壁为圆弧面结构，其纵向截面圆弧半径为 25～67mm，圆心角是42～75°。
上述第一阻流体2距喷嘴1出口端之间的垂直距离与喷嘴1内径的比值 为0.15～0.25：1。
上述调节板5与喷嘴1出口端的间距是55～70mm。
本发明的二级阻流的水力空化水处理装置是通过在喷嘴中设置第一阻流 体、水力空化腔中设置第二阻流体，使高压水流受阻后形成高压射流，由于 喷嘴出口小，水力空化腔内腔空间大，形成负压区，高压射流在负压区域生 成空化气泡，利用流体沿壁流动效应，使负压区域生成的空化气泡在壁效应 的作用下游移到高压区，并在高压区遇到内壁和调节板障碍发生崩溃，生成 大量自由基，从而有效提高水力空化降解有机污染物的能力，以达到提高和 强化空化处理废水效果的目的，本发明的结构简单、效率高、操作方便、易 于管理，成本低，适于工业化应用。