專利名稱：電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理的凈化裝置——電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，是應(yīng)用超聲技術(shù)的“空化”理論和電磁場(chǎng)可除去水特殊雜質(zhì)的原理，兩種理論研究和實(shí)用技術(shù)相結(jié)合而設(shè)計(jì)的污水處理設(shè)備，使污水快速循環(huán)氧化以達(dá)到快速凈化。尤其能使家用自來水滅菌達(dá)到直接飲用的水質(zhì)；使工業(yè)污水得以簡(jiǎn)便而有效處理，提高水資源利用率，用于太空站凈化宇航員呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的體液及尿液，高效地解決了污水循環(huán)利用。
背景技術(shù)：
水和空氣是生命之源。污水或濁氣怎樣快速、高效凈化呢？是世人越來越關(guān)心的大問題。
所以隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類環(huán)保意識(shí)的提高，國(guó)內(nèi)外科技工作者都在研究、試用超聲或者磁場(chǎng)處理污水，而且取得了一定成就。
例如磁電解法處理含銅工業(yè)廢水，磁場(chǎng)可使陰極過電位降低，從而降低槽電壓和節(jié)省電能，且回收的銅可直接作為電解銅原料使用，還簡(jiǎn)化了回收過程；大梯度磁濾器取代傳統(tǒng)工藝中的砂濾，去除了水中的污染物，出水直接飲用，而且濾速比傳統(tǒng)高20-30倍。
一般工業(yè)廢水生化法降解水中有害物需較長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)，用超聲法或加凝聚劑超聲處理僅需很短時(shí)間。農(nóng)藥廠、染化廠、造紙廠、焦化廠廢水應(yīng)用超聲波通過加入氧化劑或者加入光敏催化劑TiO2條件下，實(shí)現(xiàn)水凈化，基本上是可行的、成功的。然而這些都是目前文獻(xiàn)、資料所報(bào)道的成就，大多是實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果，很少應(yīng)用到工業(yè)上。因?yàn)橛玫焦I(yè)上還有許多技術(shù)問題，尤其超聲波進(jìn)行污水處理，既缺乏合適的超聲波設(shè)備，故僅停留在小試階段，況且，不能連續(xù)生產(chǎn)或者自動(dòng)化。再者，單獨(dú)使用超聲技術(shù)效率不高，且超聲頻率單一，價(jià)格高，都不適合含各種雜質(zhì)的污水處理。

發(fā)明內(nèi)容
若將電磁場(chǎng)和超聲技術(shù)組合起來構(gòu)成的水化學(xué)反應(yīng)裝置，是否比單獨(dú)使用更有利于水凈化或污水處理呢？這是本發(fā)明的宗旨目的。
超聲化學(xué)是借助或依賴于聲能量與物質(zhì)間的一種獨(dú)特的相互作用，而引發(fā)、促進(jìn)和控制化學(xué)反應(yīng)。能加速反應(yīng)進(jìn)程，提高反應(yīng)產(chǎn)率，降低反應(yīng)條件，甚至傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的某些化學(xué)反應(yīng)都能通過超聲波作用而實(shí)現(xiàn)。尤其在廢水處理中，主要利用超聲使水產(chǎn)生大量的OH°、H°及化學(xué)轉(zhuǎn)化和超聲產(chǎn)生的機(jī)械(攪拌)效應(yīng)，還使廢水中的混凝起促進(jìn)作用，加快雜質(zhì)的凝聚沉淀而澄清。
正像20世紀(jì)30年代德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聲波穿過液體時(shí)，如果聲音足夠強(qiáng)，而且頻率也合適，就會(huì)產(chǎn)生一種“聲空化”現(xiàn)象——在液體中會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的氣泡。而氣泡隨即坍塌到一個(gè)非常小的體積，內(nèi)部溫度超過10萬攝氏度，而發(fā)出瞬間閃光，稱“聲致閃光”。如果氣泡越大，坍塌后的溫度越高，甚至引起核聚變反應(yīng)。
是否能引起核聚變，多數(shù)科學(xué)家懷疑，但超聲波造成的“聲空化”現(xiàn)象確使某些傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行。
磁場(chǎng)效應(yīng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響通常是通過自由基施加作用而體現(xiàn)的。換言之，凡是參加反應(yīng)的含有未成對(duì)電子的原子或原子團(tuán)(稱自由基)處在磁場(chǎng)中，其未成對(duì)電子自旋的性狀會(huì)受到磁場(chǎng)影響，則必然影響整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行和結(jié)果。
所以超聲空化作用使液體或氣體形成大量自由基；而磁場(chǎng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響大多是通過對(duì)自由基施加作用而體現(xiàn)的。況且磁場(chǎng)作用于一些特別反應(yīng)，則效應(yīng)就會(huì)變得更有利它可以控制速率，影響產(chǎn)量，在適當(dāng)條件下也可用來改變產(chǎn)物的類型；尤其在膠體溶液中，磁場(chǎng)影響更強(qiáng)。
這樣，超聲和磁場(chǎng)兩種技術(shù)產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)構(gòu)成的裝置，在污水處理的反應(yīng)中起到了催化、加速、控制作用，能迅速達(dá)到脫毒凈化效果。這就是本發(fā)明的特點(diǎn)和目的；更是該設(shè)備進(jìn)行水處理變得簡(jiǎn)單、快速的道理。
它是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是使超聲反應(yīng)箱形成循環(huán)流動(dòng)的反應(yīng)裝置，又加上電磁場(chǎng)(磁控器)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，恰好為水化學(xué)和易氧化反應(yīng)創(chuàng)造了一個(gè)獨(dú)特的條件——協(xié)同效應(yīng)，從而提高污水的化學(xué)、生物和物理反應(yīng)能夠快速而均勻的進(jìn)行，迅速實(shí)現(xiàn)凈化。這是已有技術(shù)所沒有的。
在污水處理過程中，若含有雜物堵塞管道或使設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，所以本發(fā)明在應(yīng)用污水處理前有明顯的固體物需去除，而且超聲反應(yīng)箱中裝有濾網(wǎng)或?yàn)V筐，這是必需的，也是容易忽視的一項(xiàng)技術(shù)措施。
更主要的是處理不同水質(zhì)，選擇的超聲波頻率相差比較大；當(dāng)然電磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，一般來說水中形成的原子態(tài)氧含量越高，水處理反應(yīng)越有利。為了提高本裝置更廣泛的利用或“一機(jī)多用”的目的，快速凈化器選用當(dāng)前最先進(jìn)的超聲技術(shù)——大功率、多頻超聲反應(yīng)箱與高強(qiáng)度磁控器的循環(huán)、自動(dòng)控制裝置。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明專利的工藝流程圖。
圖2是圖1中1(超聲反應(yīng)箱)的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖1中1(超聲反應(yīng)箱)的橫剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖1中1、超聲反應(yīng)箱，2、壓縮機(jī)，3、泵，4、閥門，5、吸附過濾罐，6、磁控器，7、過濾網(wǎng)框圖2和圖3中1、排污管，2、超聲反應(yīng)箱不銹鋼簡(jiǎn)體，3過濾網(wǎng)框，4、蓋，5、進(jìn)液管，6、水位計(jì)，7、電加熱器，8、不銹鋼筒體加層，9、支架，10、放液管，11、超聲換能器。
具體實(shí)施例方式
電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，它是超聲技術(shù)和電磁技術(shù)組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的一種裝置，在圖1中由超聲反應(yīng)箱(1)與磁控器(6)相接和泵(3)，通過管道直接嵌入(1)上部進(jìn)口處。通過閥門(4)和泵(3)將物料打入超聲反應(yīng)箱(1)中，并使超聲反應(yīng)箱(1)和磁控器(6)中物料循環(huán)加速反應(yīng)，使其處理過的水自動(dòng)放出。故(1)、(3)、(6)構(gòu)成快速循環(huán)、加速反應(yīng)的高效污水凈化器。
本發(fā)明電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，其超聲反應(yīng)箱使用雙頻率，超聲頻率為18-80KHz，輸出電功率300-3600W。根據(jù)處理的污水類型選擇最佳頻率。在超聲反應(yīng)箱內(nèi)裝有過濾網(wǎng)筐；并有專用排污口；箱的底部裝有電加熱板。
超聲反應(yīng)箱底部出口處與磁控器相接為電磁輻射調(diào)控器，其磁場(chǎng)強(qiáng)度為600-10000GS的內(nèi)磁控制調(diào)節(jié)器。即水流方向垂直切割磁力線、水道中心場(chǎng)強(qiáng)為600-10000GS。
為保證處理的污水能達(dá)到飲用的目的，在磁控器與排放閥之間加有吸附過濾罐(5)；為保證用于太空站失重情況下，凈化宇航員呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的體液及尿液的污水循環(huán)利用，必須使用壓縮機(jī)(2)，使循環(huán)系統(tǒng)加壓，壓力為1至3ata.
該裝置自動(dòng)使用時(shí)，根據(jù)處理的水質(zhì)情況選用條件，若處理的水中固體物較多，在進(jìn)超聲反應(yīng)箱前需預(yù)處理，同時(shí)在反應(yīng)箱出口處則需放置細(xì)的過濾網(wǎng)筐。
由超聲反應(yīng)箱、磁控器相連接的閥門、泵、管道構(gòu)成的循環(huán)回路則可定時(shí)、控溫、均勻地達(dá)到水凈化反應(yīng)。該凈化器最大特點(diǎn)在于水凈化、滅菌、增氧于一體，且設(shè)備不結(jié)垢；不但便于一般污水凈化，而且用于養(yǎng)殖水質(zhì)的滅菌、增氧、富營(yíng)養(yǎng)化防治都得到實(shí)際、有效應(yīng)用；尤其家用自來水中微生物的消除在不用活性炭?jī)艋臈l件下達(dá)到飲用，更是本發(fā)明的特點(diǎn)之一。使用中簡(jiǎn)化了凈化工藝，縮短了污物凈化處理的時(shí)間，降低了凈化成本和減小了處理空間。
還可作為化學(xué)合成、乳化機(jī)使用，都提供了有利、簡(jiǎn)便的條件，而且不結(jié)垢，這是本發(fā)明的另一特點(diǎn)。
電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，可以自動(dòng)任意啟停；同時(shí)可以放寬對(duì)進(jìn)水懸浮物的要求，提高水資源利用率是一大貢獻(xiàn)。
例如含有乳化的，硫化物、酚含量較高的污水，COD高達(dá)3000mg/l以上，生化池進(jìn)水的油含量不能＞15mg/L，否則會(huì)使生物膜粘油造成缺氧嚴(yán)重脫落，使處理結(jié)果大大降低。在此污水油含量＞25mg/L的情況下加復(fù)合絮凝劑，超聲20min，澄清12h，達(dá)標(biāo)排放，不再需要處理5-10d就能排放了。既節(jié)約了空間又縮短了流程，可以說向?qū)崿F(xiàn)納米技術(shù)治理污水的一種較簡(jiǎn)便的方法。使污水治理由排放型和處理型治理工藝向資源型治理工藝轉(zhuǎn)變。
另外，用達(dá)標(biāo)排放的這種磁化水灌溉農(nóng)田，一般使農(nóng)業(yè)增收10％以上；若用此水拌制混凝土，使混凝土的強(qiáng)度提高26-28％。
正如某些專家所說超聲凈化被稱為一種極具工業(yè)前景的深度氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Process)。那么，超聲和磁場(chǎng)控制下的污水處理的凈化裝置，對(duì)污染嚴(yán)重又極難降解的含酚、氰廢水簡(jiǎn)易凈化清除，是人們期待的重大創(chuàng)新！當(dāng)前，航天技術(shù)解燃眉之“渴”，科學(xué)家一直為太空站的水處理絞盡腦汁。例如美國(guó)宇航局(NASA)準(zhǔn)備將兩個(gè)冰箱大小的凈化器帶上太空供宇航員使用，本發(fā)明的凈化器僅如一個(gè)小洗衣機(jī)一樣，而且抗振、封閉、耗能低、操作簡(jiǎn)便，會(huì)受宇航員的贊揚(yáng)和信賴。
權(quán)利要求
1電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，它是一種利用超聲波技術(shù)和電磁技術(shù)組合設(shè)計(jì)的一種裝置，由超聲反應(yīng)箱(1)與磁控器(3)和泵(6)，通過管道直接嵌入超聲反應(yīng)箱(1)構(gòu)成循環(huán)、自動(dòng)反應(yīng)的污水凈化器。水通過超聲反應(yīng)箱(1)和磁控器(3)的聯(lián)合應(yīng)用，物料循環(huán)、加速氧化反應(yīng)，使處理的水達(dá)標(biāo)放出，一種簡(jiǎn)便、有效、自動(dòng)、快速的凈化器。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，其特征在于超聲反應(yīng)箱使用雙頻率，超聲頻率為18-80KHz，輸出電功率300-3600W；反應(yīng)箱內(nèi)裝有過濾網(wǎng)罩或網(wǎng)筐；箱底部裝有電加熱板。
3根據(jù)權(quán)利要求2所述電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，其特征在于超聲反應(yīng)箱底部出口相接的磁控器為電磁輻射調(diào)控器，其電磁場(chǎng)強(qiáng)度為600-10000GS的內(nèi)磁控制調(diào)節(jié)器。
4根據(jù)權(quán)利要求3所述電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，其特征在于磁控器與出口閥門之間裝有活性炭?jī)艋蕖?br> 5根據(jù)權(quán)利要求1所述電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，其特征在于整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)加壓，其壓力為1至3ata。
全文摘要
本發(fā)明涉及電磁聲調(diào)控污水處理快速凈化器，它是超聲技術(shù)和電磁技術(shù)組合設(shè)計(jì)的一種裝置，由超聲反應(yīng)箱(1)與磁控器(3)和泵(6)，并通過管道直接嵌入超聲反應(yīng)箱構(gòu)成快速循環(huán)、自動(dòng)反應(yīng)的污水處理凈化器。利用超聲空化原理和電磁場(chǎng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，恰好為水化學(xué)和易氧化反應(yīng)創(chuàng)造了一個(gè)獨(dú)特的條件——協(xié)同效應(yīng)，加速、提高污水的化學(xué)、生物和物理反應(yīng)進(jìn)程，迅速凈化。不但便于一般水凈化和殺菌，更有利于養(yǎng)殖水質(zhì)的高效滅菌、增氧、富營(yíng)養(yǎng)化防治。此凈化器簡(jiǎn)化了水凈化工藝，縮短了凈化時(shí)間；體積小、抗振動(dòng)、操作簡(jiǎn)便，還可用于太空站凈化宇航員呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的體液及尿液，高效地解決了污水循環(huán)利用。
文檔編號(hào)C02F1/28GK101092256SQ20051012774
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者姚明勤 申請(qǐng)人:姚明勤