一種帶有導(dǎo)向體構(gòu)件的噴射環(huán)流反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液態(tài)流體空化發(fā)生裝置研究技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用水力聲空化強(qiáng)化降解處理有機(jī)污染物廢水的帶有導(dǎo)向體構(gòu)件的噴射環(huán)流反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的增長，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，污水的排放量與日倶增，水污染問題已對(duì)人類生存和社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了越來越嚴(yán)重的威脅，防止水體惡化，保護(hù)水資源，已經(jīng)成為人類共同追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)的處理方法在防治水體污染方面已經(jīng)并正在發(fā)揮著重要的作用。但由于廢水量的不斷增加，組成成份的日趨復(fù)雜，對(duì)廢水處理的日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的處理方法在多功能性，高效穩(wěn)定性，和經(jīng)濟(jì)合理性方面難以滿足不斷提高的環(huán)境要求，因此高環(huán)境的要求需要有新的技術(shù)為之配套。
[0003]氣升式噴射環(huán)流反應(yīng)器以氣體為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)流動(dòng)，無需機(jī)械攪拌和栗提升，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且能耗低，被廣泛用于生物、化工及環(huán)境領(lǐng)域。傳統(tǒng)氣升式噴射環(huán)流反應(yīng)器中，氣泡上升過程中不斷聚并變大，帶來兩個(gè)不利影響:1)大氣泡受到的浮力大而曳力小，不能被環(huán)流帶到下降段，使下降段、尤其是底部氣含率非常小;2)氣液界面積減小，對(duì)傳質(zhì)不利。
[0004]空化作為一種物理方法處理污水技術(shù)，具有高效能，成本低，并具有不產(chǎn)生二次污染，被稱為“綠色水處理”，受到了廣泛的關(guān)注。而目前研究比較多的主要是超聲寶化和水力空化。近年來，對(duì)超聲空化技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)的深人研究發(fā)現(xiàn)其在特種污水處理方面效果明顯，
[0005]然而，超聲空化雖然空化強(qiáng)度高，但在總能耗中只有5%?10%用于空化，其余90 %?95 %的能量是以熱能的形式使系統(tǒng)升溫，這使得超聲空化的應(yīng)用受到極大的限制，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。隨著水力空化進(jìn)入人們的事業(yè)，我們發(fā)現(xiàn)水力空化在污水處理方面潛力巨大，具有簡便易行、能耗低、效率高等特點(diǎn)，從能效和規(guī)?；矫姹容^，水力空化技術(shù)比超聲空化技術(shù)更具有優(yōu)勢，但水力空化具有空化強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)一種具有超聲空化強(qiáng)度高，水力空化能耗低、效率高的水力聲空化環(huán)流設(shè)備就顯得尤為重要.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服傳統(tǒng)水力空化技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種有效防止氣泡聚集、保證氣液混合性能好、超聲空化強(qiáng)度高、處理能力強(qiáng)的帶有導(dǎo)向體構(gòu)件的噴射環(huán)流反應(yīng)器。
[0007]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:該帶有導(dǎo)向體構(gòu)件的噴射環(huán)流反應(yīng)器，包括外筒以及設(shè)置在外筒內(nèi)腔的導(dǎo)流筒，在外筒的上部開有出水口，在導(dǎo)流筒的下方或者底端兩壁之間設(shè)置有與進(jìn)水管道連通的空化噴頭，在導(dǎo)流筒內(nèi)腔設(shè)置有導(dǎo)向體，導(dǎo)向體位于空化噴頭的上方且與空化噴頭的噴射端正對(duì)；
[0008]所述空化噴頭包括第一固定板、第二固定板、第一噴嘴、第二噴嘴、振動(dòng)桿以及連接桿，第一固定板與第二固定板相對(duì)設(shè)置并且通過連接桿連接，第一噴嘴設(shè)置在第一固定板的中部，第二噴嘴設(shè)置在第二固定板的中部且第二噴嘴的出水端口與第一噴嘴的出水端口相對(duì)，第一噴嘴與第二噴嘴分別與進(jìn)水管道連通，在第一固定板和第二固定板上分別開設(shè)有第一環(huán)形狹縫和第二環(huán)形狹縫，第一環(huán)形狹縫在第一噴嘴的外側(cè)且與第一噴嘴同心，第二環(huán)形狹縫在第二噴嘴的外側(cè)且與第二噴嘴同心、與第一環(huán)形狹縫正對(duì)，第一環(huán)形狹縫和第二環(huán)形狹縫分別與進(jìn)水管道連通，在第一固定板與第二固定板之間還設(shè)置有振動(dòng)桿，振動(dòng)桿的中心軸與第一噴嘴、第二噴嘴的中心軸平行，振動(dòng)桿分布在第一噴嘴與第一環(huán)形狹縫之間。
[0009]上述第一噴嘴和第二噴嘴均是收斂型結(jié)構(gòu)，第一噴嘴和第二噴嘴的入口直徑D與出口直徑d之間滿足:D/d = 1:0.4?0.7，第一噴嘴與第二噴嘴之間的間距L為1.5?4.0mm。
[0010]上述第一環(huán)形狹縫、第二環(huán)形狹縫的進(jìn)水側(cè)環(huán)寬為4?8mm、出水側(cè)環(huán)寬為1?3mm。
[0011]上述導(dǎo)向體距離第一噴嘴和第二噴嘴的出水端口的垂直間距是50?100mm。
[0012]上述導(dǎo)向體的長半軸與短半軸之間的比值是6:1?12:1，保持細(xì)長的結(jié)構(gòu)。
[0013]上述振動(dòng)桿是沿著第一噴嘴和第二噴嘴的外圍在同一圓周上均勻分布，保證所形成的聲波分布均勾。
[0014]上述第一噴嘴和第二噴嘴的外壁與振動(dòng)桿之間的間距Η是0.5?1.5mm，以使所產(chǎn)生的聲波最大。
[0015]上述第一噴嘴和第二噴嘴均是由錐形段和直管段組成，其錐形段的長度是32?38mm，直管段的長度是2?5_。
[0016]上述第一噴嘴和第二噴嘴的外壁距離外筒底部的最小高度是10cm。
[0017]本發(fā)明的帶有導(dǎo)向體構(gòu)件的噴射環(huán)流反應(yīng)器，液體經(jīng)相對(duì)設(shè)立的第一噴嘴和第二噴嘴噴射后形成相對(duì)射流，發(fā)生撞擊，在撞擊面上會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)壓力，引起振動(dòng)桿振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，同時(shí)，液體經(jīng)收斂型第一環(huán)形狹縫和第二環(huán)形狹縫后產(chǎn)生微氣泡，在超聲波作用下也會(huì)產(chǎn)生自由基，在超聲振動(dòng)作用與狹縫射流作用下產(chǎn)生協(xié)同效果，產(chǎn)生大量自由基，使設(shè)備的水力空化能耗降低，超聲空化強(qiáng)度大大提高，強(qiáng)化了污水處理能力，有效提高水力空化降解有機(jī)污染物的能力，同時(shí)大量的微氣泡進(jìn)入導(dǎo)流筒向上流動(dòng)，導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)向體的存在有利于防止液體中氣體的聚集，分散了液體中氣體分布，進(jìn)一步提高了氣液接觸面積，同時(shí)，筒內(nèi)液體與氣體接觸后其氣含率高于導(dǎo)流筒外氣含率，筒中兩相混合物的密度較低，這種密度差形成了一個(gè)推動(dòng)力，推動(dòng)噴射環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)流體形成導(dǎo)流筒內(nèi)向上、外環(huán)向下的循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣液間的進(jìn)一步混合，增強(qiáng)了氣液間的傳質(zhì)和傳熱效果，此外，本發(fā)明還具有操作方便、易于管理，成本低，技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，適于工業(yè)化推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0018]圖1為實(shí)施例1的噴射環(huán)流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1中空化噴頭5的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為圖2中A-A的截面示意圖。
[0021 ]圖4為實(shí)施例2的噴射環(huán)流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]由圖1可知，本實(shí)施例的帶有導(dǎo)向體3構(gòu)件的噴射環(huán)流反應(yīng)器是由外筒1、導(dǎo)流筒2、導(dǎo)向體3、空化噴頭5以及固定桿4組成。
[0025]本實(shí)施例的外筒1是直徑為60cm的圓筒結(jié)構(gòu)，在該外筒1的上部側(cè)壁上開有出水口，在外筒1的內(nèi)腔距離外筒1底部45cm的位置通過固定桿4和螺紋緊固件固定安裝有一個(gè)直徑為50cm的導(dǎo)流筒2，該導(dǎo)流筒2的中心軸與外筒1的中心軸重合，導(dǎo)流筒2的下端口距離外筒1底部的高度是20cm，在導(dǎo)流筒2的正下方通過焊接在外筒1內(nèi)壁上的固定桿4固定安裝有空化噴頭5，參見圖2和3，本實(shí)施例的空化噴頭5是由第一固定板5-1、第二固定板5-5、第一噴嘴5-2、第二噴嘴5-3、振動(dòng)桿5-4以及連接桿5-6組成，第一固定板5-1與第二固定板5-5相對(duì)設(shè)置且通過3個(gè)均勻分布的連接桿5-6連接為一體結(jié)構(gòu)，第一固定板5-1與第二固定板5-5的外側(cè)分別通過固定桿4分別與外筒1的內(nèi)壁固定，在第一固定板5-1的中部加工有噴嘴安裝孔，在噴嘴安裝孔上用螺紋方式安裝有第一噴嘴5-2，該第一噴嘴5-2的外部是直管結(jié)構(gòu)，內(nèi)部是由錐形管段和直管段連接形成收斂型流道，第一噴嘴5-2內(nèi)部的錐形管段長度是34mm，進(jìn)水端口的內(nèi)徑D為8mm，出水端口的內(nèi)徑d為4mm，d/D = 0.5，直管段連接在錐形管段的出口端，直管段的