申请日2013.03.04
公开(公告)日2013.07.17
IPC分类号C02F1/48
摘要
本发明公开了一种利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置，包括壳体，壳体内并列分布有多个电极板，所有电极板呈交替间隔的分为两组;两组电极均设有电气连接线;还包括一EM模块脉冲电源系统，EM模块脉冲电源系统由L-C谐振恒流充电电路、两级充放电回路、脉宽调制器和脉冲压缩电路构成。本发明是利用电磁切变场(电磁切变窄脉冲)作用于污水中水分子团簇结构、污染物分子的团簇结构，改变污水的物理化学性质，提高溶气效率及化学、生化反应速度，在同等效率的情况下，可降低能耗，节能达50%以上。而且体积只是现有技术中溶气装置的十分一，从而节约了大量的原材料。
权利要求书
1.一种利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置，包括壳体(1)，其特征在 于，
所述壳体(1)内并列分布有多个电极板(2)，所有电极板(2)呈交替间隔的分为两 组;两组电极均设有电气连接线(3);
还包括一EM模块脉冲电源系统(4)，所述EM模块脉冲电源系统(4)由L-C谐振 恒流充电电路、两级充放电回路、脉宽调制器和脉冲压缩电路构成;
所述L-C谐振恒流充电电路，由电源、L-C谐振恒流电路以及充电电路组成;所述电源 的U0为电网交流电压，通过一调压器T1连接至所述L-C谐振恒流电路，所述L-C谐振恒流电 路由电容器C1和两个分别带有铁心的电感线圈L1和电感线圈L2组成;所述充电电路由隔离 变压器T2、整流桥D和第一级储能电容C2组成;
所述两级充放电回路由电感L3、晶闸管K1、第二级储能电容C3、高频脉冲变压器 T3和晶闸管K2组成;所述电感l3与第一级储能电容C2连接，所述L-C谐振恒流充电电 路给第一级储能电容C2充电，第一级储能电容C2通过所述电感L3、晶闸管K1和第二级 储能电容C3放电，所述第二级储能电容C3通过高频脉冲变压器T3原边漏感L4和晶闸 管K2放电;所述晶闸管K1和晶闸管K2轮流导通，通过所述晶闸管K1和晶闸管K2对 第二储能电容C2放电形成脉冲;
所述脉宽调制器采用SG3525单片集成PWM控制芯片，该芯片的6脚和5脚之间串联有 电容C5和调节电位器R3，其中调节电位器R3用于调节输出信号的频率;该芯片的7脚与5 脚之间连接有放电电阻R4;该芯片的13脚和12脚之间串联有分压电阻R1和分压调节电阻 R2，所述分压电阻R1和分压调节电阻R2用于将13脚基准电压调整器输出的标准电压分压， 分出的电压接到补偿端9脚，分压调节电阻R2用于改变引入9脚的电压幅值，从而达到调节 脉宽;该芯片的8脚连接有电容C6;该芯片的13脚和15脚连接有电容C4;该芯片的10脚接 地;该芯片的11脚和14脚为两路互补信号的输出;该芯片的11脚和14脚分别通过其隔离及 放大电路连接至所述晶闸管K1和晶闸管K2，所述隔离及放大电路包括光耦和三极管，经过 光耦隔离和三极管放大后的信号触发所述晶闸管K1和晶闸管K2;
所述脉冲压缩电路由与所述高频脉冲变压器T3副边连接的自击穿气体开关，所述自 击穿气体开关为同轴结构，其中间部位为铜棒电极，其外面是不锈钢圆筒电极，气体介质 为氩气;所述自击穿气体开关连接有两段Blumlein传输线，两段Blumlein传输线获得的 脉冲电压等于充电电压;
两组电极的电气连接线分别与两段Blumlein传输线连接。
2.根据权利要求1所述利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置，其特征在 于，所述电极板(2)涂覆有镧系金属氧化物涂层。
3.根据权利要求1所述利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置，其特征在 于，所述高频脉冲变压器的铁心为30型JP2.5K锰锌铁氧体铁心，铁心形状为C型，铁心 磁路长17.7cm，截面为圆形，半径为1.3cm，截面积为5.3cm2;
所述高频脉冲变压器的初级绕组匝数为19匝，次级绕组匝数为1140匝;所述初级绕 组的线径d=1.24mm，所述次级绕组的线径为0.14mm。
说明书
一种利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种利用电磁(EM)切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置。
背景技术
目前，污水处理技术中常常需要将空气、氧气、氯气、臭氧等气体投加到污水中，以达到促进生化、化学反应、消毒等方面的作用，其投加方式基本上是采用射流曝气、曝气盘(管)曝气或溶气泵等投加手段，使用时，通过增加水深的方式来增加溶气效率，其原理基本是通过增加气体分压来增大气体的溶解度。但这样方式所存在的不足之处是：能耗大，溶气效率低、并且受温度等因素的影响较大，另外，用增加水深度的办法来达到提高溶气效率，使其适用场合受到很大的限制。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置。本发明解决了现有装置所存在的能耗大、溶气效率低、受温度影响大的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置予以实现的技术方案是：包括壳体，所述壳体内并列分布有多个电极板，所有电极板呈交替间隔的分为两组;两组电极均设有电气连接线;还包括一EM模块脉冲电源系统，所述EM模块脉冲电源系统由L-C谐振恒流充电电路、两级充放电回路、脉宽调制器和脉冲压缩电路构成;所述L-C谐振恒流充电电路，由电源、L-C谐振恒流电路以及充电电路组成;所述电源的U0为电网交流电压，通过一调压器T1连接至所述L-C谐振恒流电路，所述L-C谐振恒流电路由电容器C1和两个分别带有铁心的电感线圈L1和电感线圈L2组成;所述充电电路由隔离变压器T2、整流桥D和第一级储能电容C2组成;所述两级充放电回路由电感L3、晶闸管K1、第二级储能电容C3、高频脉冲变压器T3和晶闸管K2组成;所述电感l3与第一级储能电容C2连接，所述L-C谐振恒流充电电路给第一级储能电容C2充电，第一级储能电容C2通过所述电感L3、晶闸管K1和第二级储能电容C3放电，所述第二级储能电容C3通过高频脉冲变压器T3原边漏感L4和晶闸管K2放电;所述晶闸管K1和晶闸管K2轮流导通，通过所述晶闸管K1和晶闸管K2对第二储能电容C2放电形成脉冲;所述脉宽调制器采用SG3525单片集成PWM控制芯片，该芯片的6脚和5脚之间串联有电容C5和调节电位器R3，其中调节电位器R3用于调节输出信号的频率;该芯片的 7脚与5脚之间连接有放电电阻R4;该芯片的13脚和12脚之间串联有分压电阻R1和分压调节电阻R2，所述分压电阻R1和分压调节电阻R2用于将13脚基准电压调整器输出的标准电压分压，分出的电压接到补偿端9脚，分压调节电阻R2用于改变引入9脚的电压幅值，从而达到调节脉宽;该芯片的8脚连接有电容C6;该芯片的13脚和15脚连接有电容C4;该芯片的10脚接地;该芯片的11脚和14脚为两路互补信号的输出;该芯片的11脚和14脚分别通过其隔离及放大电路连接至所述晶闸管K1和晶闸管K2，所述隔离及放大电路包括光耦和三极管，经过光耦隔离和三极管放大后的信号触发所述晶闸管K1和晶闸管K2;所述脉冲压缩电路由与所述高频脉冲变压器T3副边连接的自击穿气体开关，所述自击穿气体开关为同轴结构，其中间部位为铜棒电极，其外面是不锈钢圆筒电极，气体介质为氩气;所述自击穿气体开关连接有两段Blumlein传输线，两段Blumlein传输线获得的脉冲电压等于充电电压;两组电极的电气连接线分别与两段Blumlein传输线连接。
进一步讲，本发明利用电磁切变场提高污水处理溶气效率的溶气装置中，所述高频脉冲变压器的铁心为30型JP2.5K锰锌铁氧体铁心，铁心形状为C型，铁心磁路长17.7cm，截面为圆形，半径为1.3cm，截面积为5.3cm2;所述高频脉冲变压器的初级绕组匝数为19匝，次级绕组匝数为1140匝;所述初级绕组的线径d=1.24mm，所述次级绕组的线径为0.14mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明从一个全新的角度来实现在污水处理过程提高溶气效率，是利用电磁切变场(电磁切变窄脉冲)作用于污水中水分子团簇结构、污染物分子的团簇结构，从而改变了污水的物理化学性质，与现有的装置相比，可以成倍的提高溶气效率及化学、生化反应速度。本发明装置具有低能耗、高溶气效率且不受环境温度影响的优点。与目前常规溶气装置(如溶气泵，射流投加等)比较，在同等效率的情况下，可降低能耗，节能达50%以上。而且体积只是现有技术中溶气装置的十分一，从而节约了大量的原材料;本装置可以全自动运行，无需人员值守，节约人力成本，降低了运行人员劳动强度。