本發(fā)明涉及廢水處理領域，具體涉及的是一種可去除屠宰廢水中高濃度氨氮的處理裝置。

背景技術：

相關技術中，屠宰行業(yè)的生產廢水由于含有大量的糞便、血污、脂肪、蛋白質，它不但化學耗氧量和生物耗氧量高，而且這類廢水經自然發(fā)酵更會產生大量難化解的氨氮化合物，這類高氨氮富營養(yǎng)廢水大量直接外排，將對自然環(huán)境產生嚴重的危害，使自然水體富營養(yǎng)化并消耗水中的溶解氧，造成水體發(fā)臭、蚊蠅滋生、疾病傳播，不但危害人畜健康，同時也會促使江河湖泊和海洋水中藻類大量繁殖，誘發(fā)“赤潮”，直接危害魚類和其它水中生物的生存環(huán)境，屠宰廢水已成為一種嚴重危害自然環(huán)境的高濃度污染源。目前，屠宰廢水的處理一般采用厭氮-好氧的傳統(tǒng)活性污泥法及由其派生出來的氧化溝、SBR、AB、A2O等工藝，但這類工藝具有占地面積大、工藝復雜、設備投資和運行費用高，處理時間長、出水水質不穩(wěn)定，特別是氨氮去除效果差，嚴重影響了屠宰廢水的達標排放。屠宰廢水無害化處理過程中需要進行細胞壁破壁，才能加速無害化處理，細胞壁屬于生物難降解惰性物質，破解較為困難。水力空化方法是利用水力空化過程所產生的高溫(局部溫度可達200-300℃)、高壓、強沖擊波(沖擊頻率可高達2000-3000Hz)、高速微射流等極端條件來實現(xiàn)生物細胞破解，但是破解時，含有的固相雜質流經管嘴處或板孔處易發(fā)生堵塞，造成設備運行工況發(fā)生變化。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可去除屠宰廢水中高濃度氨氮的處理裝置，解決水力空化破解時，含有的固相雜質流經管嘴處或板孔處易發(fā)生堵塞，造成設備運行工況發(fā)生變化的技術問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種可去除屠宰廢水中高濃度氨氮的處理裝置，所述空化器包括進液部分、空化部分和排液部分。所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸，所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道，所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片，所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設有旋轉孔板，所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸軸線呈15°角。所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部分，且所述進液錐形部連有進液管道，所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化部分，且所述排液錐形部連有排液管道，所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音以及減少振動。

作為優(yōu)選，所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板。

作為優(yōu)選，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可以通過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒部外還可以通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓筒部。

作為優(yōu)選，所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。

作為優(yōu)選，所述進液活塞包括進液鋼芯、進液皮碗、進液壓板和進液卡簧，所述進液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為三角形，所述三角形最小的一個角朝向流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部。所述排液活塞包括排液鋼芯、排液皮碗、排液壓板和排液卡簧，所述排液皮碗的側表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明利用水力空化原理，即利用水力空化過程所產生的高溫、高壓、強沖擊波、高速微射流等極端條件來實現(xiàn)生物細胞破解，將生物細胞中的有機物質流出，進入液相，從而變難降解的固體性物質為易降解的溶解性物質，有益于好氧消化反應的進行，破解細胞壁時，含有的固相雜質流經管嘴處或板孔處不易發(fā)生堵塞，產生的水力空化效應進一步加強，從而進一步促進好氧消化反應。

經過本發(fā)明處理后的細胞壁總固體去除率達到52.9％，而未經過本發(fā)明處理的細胞壁總固體去除率為35.6％。

測得本發(fā)明空化器消耗的功率為530W/kg，小于超聲波處理、熱力處理等其他處理工藝消耗的功率。

附圖說明

利用附圖對發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的空化器結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的進液活塞的結構示意圖。

圖3是本發(fā)明的結構示意圖。

附圖標記：1、進液部分，2、空化誘導頭，3、葉片，4、旋轉孔板，5、中空轉動軸，6、排液部分，7、空化腔體，8、固定腔，9、鋼芯，10、皮碗，11、壓板，12、卡簧，21廢水處理裝置，23、格柵板，24、解填料，25氣提混合管，26、微孔曝氣器，27、出水管，28、透氣窗，29、絮凝劑罐，210、輸液閥，211、輸液管，212、排泥閥，213、排泥管，214、排空閥，215、排空管。

具體實施方式

結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

實施例一

本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空化腔體內。

所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可以通過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒部外還可以通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒部，產生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。

所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。

所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產生空化初生。然后，旋轉孔板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。

所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音以及減少振動。

該裝置可以通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體以超過3-10m/s通過該裝置時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。

運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的液體，并承受高壓作用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且固體也容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。

如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼芯、進液皮碗、進液壓板和進液卡簧，所述進液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為三角形，所述三角形最小的一個角朝向流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部

在本實施例中，所述三角形為直角三角形，三角形另外兩個銳角為30°和60°，30°銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為4.5mm之間，溝槽的間距為5.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為3.0mm，菱形凹陷部深度為4.0mm，菱形凹陷部中心夾角為10°。

經檢測，所述進液活塞的平均壽命為121.7h，與標準活塞相比其平均壽命提高了119.2％。

所述排液活塞包括排液鋼芯、排液皮碗、排液壓板和排液卡簧，所述排液皮碗的側表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會經過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經過排液管道時發(fā)生輕微的偏移導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊密貼合排液圓筒部，經過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。

經過本發(fā)明處理后的細胞壁總固體去除率達到52.9％，而未經過本發(fā)明處理的細胞壁總固體去除率為35.6％。

測得本發(fā)明空化器消耗的功率為530W/kg。

實施例二

本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空化腔體內。

所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可以通過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒部外還可以通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒部，產生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。

所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。

所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產生空化初生。然后，旋轉孔板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。

所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音以及減少振動。

該裝置可以通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體以超過3-10m/s通過該裝置時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。

運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的液體，并承受高壓作用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且固體也容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。

如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼芯、進液皮碗、進液壓板和進液卡簧，所述進液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為三角形，所述三角形最小的一個角朝向流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部

在本實施例中，所述三角形為直角三角形，三角形另外兩個銳角為30°和60°，30°銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為4.5mm之間，溝槽的間距為5.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為4.5mm，菱形凹陷部深度為4.0mm，菱形凹陷部中心夾角為15°。

經檢測，所述進液活塞的平均壽命為98.6h，與標準活塞相比其平均壽命提高了81.6％。

所述排液活塞包括排液鋼芯、排液皮碗、排液壓板和排液卡簧，所述排液皮碗的側表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會經過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經過排液管道時發(fā)生輕微的偏移導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊密貼合排液圓筒部，經過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。

經過本發(fā)明處理后的細胞壁總固體去除率達到50.3％，而未經過本發(fā)明處理的細胞壁總固體去除率為39.6％。

測得本發(fā)明空化器消耗的功率為529W/kg。

實施例三

本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空化腔體內。

所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可以通過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒部外還可以通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒部，產生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。

所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。

所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產生空化初生。然后，旋轉孔板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。

所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音以及減少振動。

該裝置可以通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體以超過3-10m/s通過該裝置時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。

運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的液體，并承受高壓作用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且固體也容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。

如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼芯、進液皮碗、進液壓板和進液卡簧，所述進液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為三角形，所述三角形最小的一個角朝向流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部

在本實施例中，所述三角形為直角三角形，三角形另外兩個銳角為30°和60°，30°銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為4.5mm之間，溝槽的間距為8.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為3.0mm，菱形凹陷部深度為4.0mm，菱形凹陷部中心夾角為10°。

經檢測，所述進液活塞的平均壽命為83.3h，與標準活塞相比其平均壽命提高了78.2％。

所述排液活塞包括排液鋼芯、排液皮碗、排液壓板和排液卡簧，所述排液皮碗的側表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會經過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經過排液管道時發(fā)生輕微的偏移導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊密貼合排液圓筒部，經過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。

經過本發(fā)明處理后的細胞壁總固體去除率達到53.6％，而未經過本發(fā)明處理的細胞壁總固體去除率為40.3％。

測得本發(fā)明空化器消耗的功率為529W/kg。

實施例四

本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空化腔體內。

所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可以通過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒部外還可以通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒部，產生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。

所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。

所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產生空化初生。然后，旋轉孔板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。

所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音以及減少振動。

該裝置可以通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體以超過3-10m/s通過該裝置時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。

運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的液體，并承受高壓作用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且固體也容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。

如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼芯、進液皮碗、進液壓板和進液卡簧，所述進液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為三角形，所述三角形最小的一個角朝向流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部

在本實施例中，所述三角形為直角三角形，三角形另外兩個銳角為30°和60°，30°銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。所述溝槽的寬度為4.5mm之間，溝槽的間距為8.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為4.5mm，菱形凹陷部深度為4.0mm，菱形凹陷部中心夾角為15°。

經檢測，所述進液活塞的平均壽命為75.8h，與標準活塞相比其平均壽命提高了65.7％。

所述排液活塞包括排液鋼芯、排液皮碗、排液壓板和排液卡簧，所述排液皮碗的側表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會經過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經過排液管道時發(fā)生輕微的偏移導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊密貼合排液圓筒部，經過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。

經過本發(fā)明處理后的細胞壁總固體去除率達到58.3％，而未經過本發(fā)明處理的細胞壁總固體去除率為32.9％。

測得本發(fā)明空化器消耗的功率為534W/kg。

實施例五

本發(fā)明的裝置，如圖1所示，包括空化器，所述空化器包括進液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分內部為空化腔體，所述空化腔體內設有中空轉動軸和固定腔，所述中空轉動軸通過調節(jié)閥連通儲氣罐，儲氣罐內的壓縮空氣通過調節(jié)閥進入中空轉動軸。所述中空轉動軸設于空化部分的中心軸位置并延伸至進液部分，其靠近排液部分的一端為圓球狀，固定腔內部的一端為與中空轉動軸一端圓球狀的形狀相匹配的圓球狀，兩者相互貼合使得中空轉動軸可轉動地連接固定腔。所述中空轉動軸上還設有封閉固定腔的擋板，防止流體進入固定腔內損壞中空轉動軸與固定腔的連接結構。所述固定腔通過支架固定于空化腔體內。

所述中空轉動軸位于進液部分的一端設有空化誘導頭，所述空化誘導頭的內部設有多個供氣體流動的孔道。在本實施例中，所述空化誘導頭由多孔陶瓷制成。所述中空轉動軸位于空化誘導頭內部的部分的表面開有多個小孔，氣體除了可以通過中空轉動軸的端部的開口進入進液圓筒部外還可以通過中空轉動軸的小孔和空化誘導頭的孔道進入進液圓筒部。所述空化誘導頭靠近進液部分的外表面設有葉片。所述空化誘導頭貼近空化部分的底表面設有旋轉孔板，在流體對葉片的推動下，空化誘導頭帶動旋轉孔板轉動，旋轉孔板受到的剪切和軸向推動力可使堵塞物破碎并分離，有效地防止小孔堵塞并降低空化過程中消耗的能量，同時中東轉動軸內的氣體通過其端口和空化誘導頭的表面旋轉進入進液圓筒部，產生大量的氣泡。所述旋轉孔板至少有兩個相互疊加，其中一個旋轉孔板固定不動，另一個旋轉孔板受空化誘導頭驅動而旋轉。

所述旋轉孔板沿其邊沿開設有多個間隔排列的半圓孔，開孔的軸線與中空轉動軸軸線呈15°角，供混入空泡后的流體進入空化部分。

所述進液部分分為進液錐形部與進液圓筒部，所述進液錐形部直接連接空化部分，且所述進液錐形部連有進液管道。所述進液圓筒部內設有進液活塞，所述進液活塞包括進液活塞頭與進液連桿，所述進液連桿連接電機，驅動進液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

所述排液部分同樣分為排液錐形部和排液圓筒部，所述排液錐形部直接連接空化部分，且所述排液錐形部連有排液管道。所述排液圓筒部內設有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞頭與排液連桿，所述排液連桿連接電機，驅動排液活塞頭沿空化部分中心軸線往返運動。

具體實施時，排液活塞靜止，進液活塞遠離空化部分移動，此時進液錐形部呈負壓狀態(tài)，流體通過進液管道進入，流體帶動葉片、中空轉動軸、旋轉孔板轉動。儲氣罐內的壓縮空氣在調節(jié)閥的調整下通過中空轉動軸進入進液部分，產生直徑2-5微米的氣泡，誘發(fā)空化初生。進液活塞向空化部分運動，流體流速逐漸降低，流體快速進入旋轉孔板流入空化腔體內，其流速逐漸增大，流出旋轉孔板時高速流體壓強迅速降低，產生空化初生。然后，旋轉孔板發(fā)生旋轉，封閉空化腔體與進液錐形部的溝通，排液活塞向空化部分移動，空化腔體內壓強增高，空泡快速發(fā)生潰滅，產生局部的高溫高壓和高速微射流，破擊生物細胞的細胞壁。排液活塞遠離空化部分移動，空化腔體內的流體通過排液管道流出。

所述空化部分包括中空外殼，所述中空外殼包括外層、內層和套圈，所述外層的內表面間隔設置有多個柔性支撐架，相鄰的柔性支撐架之間填充有吸音纖維，降低噪音以及減少振動。

該裝置可以通過法蘭與相應直徑的管道連接，當流體以超過3-10m/s通過該裝置時，液體在該裝置內部發(fā)生空化。

運作過程中進液活塞和排液活塞直接接觸具有一定腐蝕性的液體，并承受高壓作用，不僅增加了進液活塞與進液圓筒部、排液活塞與排液圓筒部之間的摩擦力，而且固體也容易被擠入活塞與圓筒部之間，增加了活塞的磨損。

如圖2所示，所述進液活塞包括進液鋼芯、進液皮碗、進液壓板和進液卡簧，所述進液皮碗的側表面與進液圓筒部的內表面直接接觸。所述進液皮碗的側表面間隔設置有多條沿皮碗圓周方向延伸的溝槽，所述溝槽的橫截面為三角形，所述三角形最小的一個角朝向流體。相鄰兩個溝槽之間間隔設置有多個菱形凹陷部

在本實施例中，所述三角形為直角三角形，三角形另外兩個銳角為30°和60°，30°銳角朝向流體方向。所述溝槽可進一步提高進液活塞的耐磨密封性能。相鄰三個所述菱形凹陷部呈等腰三角形排布，且所述菱形凹陷部的橫截面為三角形。所述溝槽的寬度為4.5mm之間，溝槽的間距為5.0mm。所述菱形凹陷部的邊長為3.0mm，菱形凹陷部深度為4.0mm，菱形凹陷部中心夾角為10°。

經檢測，所述進液活塞的平均壽命為149.3h，與標準活塞相比其平均壽命提高了138.2％。

所述排液活塞包括排液鋼芯、排液皮碗、排液壓板和排液卡簧，所述排液皮碗的側表面與排液圓筒部的內表面直接接觸。所述排液皮碗的側表面間隔設置有多個沿排液皮碗厚度方向延伸的外彎鉤件，所述排液圓筒部的內表面間隔設置多個與外彎鉤件相配的內彎鉤件，所述內彎鉤件設于沿排液圓筒部的內表面長度方向延伸的槽內。排液活塞運動時會經過排液管道，當排液管道直徑較大時，排液活塞容易在經過排液管道時發(fā)生輕微的偏移導致流體滲入排液活塞與排液圓筒部之間。將外彎鉤件與內彎鉤件相連，使得排液活塞緊密貼合排液圓筒部，經過排液管道時，由于排液活塞的與排液圓筒部的相對位置固定，排液活塞不會發(fā)生偏移，從而保證排液流體不會滲入排液活塞與排液圓筒部之間。

經過本發(fā)明處理后的細胞壁總固體去除率達到51.6％，而未經過本發(fā)明處理的細胞壁總固體去除率為42.6％。

測得本發(fā)明空化器消耗的功率為512W/kg。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。