專利名稱：密閉超聲波霧化高壓電暈氧化方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水氧化方法，尤其是一種密閉超聲波霧化高壓電暈氧化方法及
其設(shè)備，屬于廢水氧化的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前對(duì)廢水中氮磷等物質(zhì)含量的檢測(cè)，主要采用以下方法首先選用某種氧化方 法，把有機(jī)物消解，并把廢水中各種價(jià)態(tài)的待檢測(cè)元素氧化成統(tǒng)一的最高價(jià)態(tài)形式，然后對(duì) 各種元素離子采用紫外分光光度計(jì)或電化學(xué)傳感器檢測(cè)出待測(cè)物質(zhì)含量。
其中對(duì)待測(cè)廢水的氧化方法，目前主要有以下兩種方法
1.添加氧化劑方法 傳統(tǒng)的廢水氧化方法采用添加某種對(duì)應(yīng)氧化劑的方法。(i)過(guò)硫酸鉀法 對(duì)于廢水中總氮的測(cè)定，國(guó)標(biāo)《水質(zhì)總氮的測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光
光度法》(GB 11894-89)中規(guī)定，在120°C 124°C的堿性介質(zhì)條件下，用過(guò)硫酸鉀作氧化
劑，不僅可將水樣中的氨氮和亞硝酸鹽氮氧化為硝酸鹽，同時(shí)將水樣中大部分有機(jī)氮化合
物氧化為硝酸鹽。這種方法需要大量消耗過(guò)硫酸鉀試劑，對(duì)試劑的存儲(chǔ)使用難以控制，操作
復(fù)雜，效率低下。
(2)臭氧氧化法 臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，氧化電勢(shì)為2. 07V，與有機(jī)物反應(yīng)速度快。臭氧通過(guò)曝氣或 射流的方法混入水中，能與水中各種形態(tài)存在的污染物質(zhì)起反應(yīng)，將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成 為簡(jiǎn)單化合物，并逐步將低價(jià)態(tài)離子氧化到高價(jià)態(tài)形式。通常臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧會(huì)混 有氮氧化合物，無(wú)法用于水質(zhì)中氮元素檢測(cè)。同時(shí)，臭氧的曝氣和射流都對(duì)廢水的壓力和流 速有較高的要求，難以適用于少量樣品的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
(3)過(guò)氧化氫法 過(guò)氧化氫是一種無(wú)色黏稠的液體，它的水溶液俗稱雙氧水，也是水處理中常用的
強(qiáng)氧化劑，氧化電勢(shì)為1. 77V，能氧化水中的無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物。過(guò)氧化氫化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，
一般以30%或60%的水溶液形式存放，過(guò)氧化氫的儲(chǔ)藏和使用過(guò)程都不容易控制，難以適
用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。 2.電解氧化方法 廢水電解處理法是廢水化學(xué)處理法之一種。應(yīng)用電解的基本原理，使廢水中有害 物質(zhì)通過(guò)電解轉(zhuǎn)化成為無(wú)害物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)凈化的方法。廢水電解處理包括電極表面電化學(xué)作 用、間接氧化和間接還原，以及電絮凝等過(guò)程，分別以不同的作用去除廢水中的污染物。缺 點(diǎn)在于在處理大量廢水時(shí)電耗和電極金屬的消耗量較大，分離的沉淀物不易處理利用。同 時(shí)還會(huì)在溶液中產(chǎn)生金屬陽(yáng)離子干擾，不適用于水質(zhì)檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種密閉超聲波霧化高壓電暈
氧化方法及其設(shè)備，其操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程簡(jiǎn)化，成本低廉，適用性好。 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述氧化方法包括如下步驟:a、利用進(jìn)液泵、進(jìn)液閥及
流量計(jì)，向超聲波霧化器中灌入30ml 60ml的廢水水樣；b、開(kāi)啟超聲波霧化器；所述超聲波
霧化器對(duì)廢水水樣施加1. 6MHz 2. 5MHz的超聲波，廢水水樣吸收能量，分子動(dòng)能增加，將廢水
水樣激發(fā)為霧狀；c、開(kāi)啟高壓電暈反應(yīng)室和循環(huán)泵；超聲波霧化器中的廢水霧氣，在霧氣的擴(kuò)
散和循環(huán)泵抽吸的作用下，進(jìn)入高壓電暈反應(yīng)室中；高壓電暈反應(yīng)室對(duì)廢水霧氣施加15000
30000V的電壓作用，打開(kāi)廢水霧氣的分子鏈和連接鍵，并產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基，對(duì)廢水霧氣進(jìn)
行氧化消解；d、利用循環(huán)泵的抽吸作用，使廢水霧氣在超聲波霧化器及高壓電暈反應(yīng)室中循環(huán)
3 6分鐘，對(duì)廢水霧氣進(jìn)行充分氧化消解；e、開(kāi)啟出水泵和出液閥；通過(guò)出水泵和出液閥，釋
放超聲波霧化器與高壓電暈反應(yīng)室內(nèi)的廢水霧氣，得到氧化消解完成的廢水水樣。 所述氧化方法所用的密閉超聲波霧化高壓電暈設(shè)備，包括進(jìn)液泵與超聲波霧化
器；所述進(jìn)液泵用于抽取廢水水樣，進(jìn)液泵的出液端通過(guò)進(jìn)液閥及流量計(jì)與超聲波霧化器
相連；所述超聲波霧化器與高壓電暈反應(yīng)室相連通，所述超聲波霧化器與高壓電暈反應(yīng)室
間還設(shè)有循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的出液端與超聲波霧化器連接，所述超聲波霧化器通過(guò)出液
泵及出液閥釋放氧化消解后的廢水水樣。 所述超聲波霧化器與高壓電暈反應(yīng)室通過(guò)玻璃管相連通。所述超聲波霧化器中的 超聲波頻率為1. 6MHz 2. 5MHz。所述高壓電暈反應(yīng)室包括玻璃管路和直流高壓包電源，所 述玻璃管路的端部設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)放置有不銹鋼，所述玻璃管路的外部包裹有銅絲網(wǎng)，所 述直流高壓包電源的正極、負(fù)極端分別與不銹鋼及銅絲網(wǎng)相連。
所述直流高壓包電源的輸出電壓為15000 30000V。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)速度快，反應(yīng)效率高，霧化后廢水水樣在高壓電暈作用下可以 迅速被氧化。反應(yīng)過(guò)程在密閉管路中進(jìn)行，霧化過(guò)程和高壓電暈過(guò)程都沒(méi)有損耗，同時(shí)也不 會(huì)摻入空氣等外界雜質(zhì)元素，有利于水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性；不使用催化劑、氧化劑等化學(xué) 試劑，避免了使用或者生產(chǎn)這些化學(xué)試劑過(guò)程中的能耗和污染問(wèn)題；使用這種氧化方法的 設(shè)備體積小巧，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本低廉；輔助自動(dòng)控制手段，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)樣和出樣，同 時(shí)對(duì)使用環(huán)境無(wú)特殊要求，可以方便的使用于水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。 圖2為本發(fā)明高壓電暈反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 如圖1所示本發(fā)明包括進(jìn)液泵2、進(jìn)液閥3、流量計(jì)4、超聲波霧化器5、高壓電暈 反應(yīng)室6、循環(huán)泵7、出液泵8及出液閥9。 如圖1所示所述進(jìn)液泵2用于抽取廢水水樣l，進(jìn)液泵2抽取的廢水水樣1通 過(guò)進(jìn)液閥3及流量計(jì)4進(jìn)入超聲波霧化器5中。進(jìn)入超聲波霧化器5中的廢水水樣l，在
41. 6MHz 2. 5MHz超聲波的空化和激勵(lì)作用下，分子動(dòng)能增加，成為霧狀，同時(shí)廢水水樣1吸 收超聲波能量，成為活化激發(fā)態(tài)。 所述超聲波霧化器5通過(guò)玻璃管路與高壓電暈反應(yīng)室6相連，超聲波霧化器5中 的廢水霧氣，利用廢水霧氣的擴(kuò)散作用及循環(huán)泵7的抽吸作用進(jìn)入高壓電暈反應(yīng)室6內(nèi)；超 聲波霧化器5與高壓電暈反應(yīng)室6內(nèi)的廢水霧氣利用循環(huán)泵7進(jìn)行循環(huán)，保證廢水水樣1 的充分氧化消解。廢水水樣1在超聲波霧化器5和高壓電暈反應(yīng)室6中充分氧化消解后， 由出液泵8及出液閥9釋放氧化完成后的廢水水樣10。 所述超聲波霧化器5采用市售醫(yī)用超聲波霧化器，其主要技術(shù)參數(shù)額定電壓 220V±10% ;額定頻率:50Hz ;額定輸入功率:< 35w超聲頻率1. 7MHZ ;霧化量:4ml/min ; 霧粒直徑0. 5-5 i！ m。超聲波霧化器5通過(guò)電子振蕩電路，由晶片產(chǎn)生超聲波，利用超聲波 的空化和激勵(lì)作用將廢水水樣激發(fā)成霧狀。 如圖2所示所述高壓電暈反應(yīng)室6包括所述玻璃管路15和直流高壓包電源11 ; 所述玻璃管路15的端部設(shè)有凹槽13，凹槽13內(nèi)放置有不銹鋼12，所述玻璃管路15的外部 包裹有銅絲網(wǎng)14，所述直流高壓包電源11的正極、負(fù)極端分別與不銹鋼12及銅絲網(wǎng)14相 連。所述直流高壓包電源ll通過(guò)不銹鋼12作為正極，銅絲網(wǎng)14作為電源負(fù)極，對(duì)玻璃管 路15內(nèi)的廢水霧氣進(jìn)行高壓電暈作用。 高壓電暈反應(yīng)室6為廢水霧氣提供能量，廢水霧氣吸收高壓電場(chǎng)的能量，打開(kāi)有 機(jī)物以及大分子團(tuán)之間的分子鏈和連接鍵，使有機(jī)物和大分子成為小分子，有利于消解氧 化。水分子在高壓電暈的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基。OH)，水分子在高壓電暈作 用下的電化學(xué)反應(yīng)式為H20* — 0H+ H ;其中H20*為吸收電場(chǎng)能量后的激發(fā)態(tài)水分子。
所述氧化方法包括如下步驟 a、利用進(jìn)液泵2、進(jìn)液閥3及流量計(jì)4，向超聲波霧化器5中灌入30ml 60ml的 廢水水樣1 ; b、開(kāi)啟超聲波霧化器5 ;所述超聲波霧化器5對(duì)廢水水樣1施加1. 6MHz 2. 5MHz 的超聲波，廢水水樣1吸收能量，分子動(dòng)能增加，將廢水水樣1激發(fā)為霧狀；；
c、開(kāi)啟高壓電暈反應(yīng)室6和循環(huán)泵7 ;超聲波霧化器5中的廢水霧氣，在霧氣的擴(kuò) 散和循環(huán)泵7抽吸的作用下，進(jìn)入高壓電暈反應(yīng)室6中；高壓電暈反應(yīng)室6對(duì)廢水霧氣施加 15000 30000V的電壓作用，打開(kāi)廢水霧氣的分子鏈和連接鍵，并產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基，對(duì) 廢水霧氣進(jìn)行氧化消解； d、利用循環(huán)泵7的抽吸作用，使廢水霧氣在超聲波霧化器5及高壓電暈反應(yīng)室6 中循環(huán)3 6分鐘，對(duì)廢水霧氣進(jìn)行充分氧化消解； e、開(kāi)啟出水泵8和出液閥9 ;通過(guò)出水泵8和出液閥9，釋放超聲波霧化器5與高 壓電暈反應(yīng)室6內(nèi)的廢水霧氣，得到氧化消解完成的廢水10。 如圖1和圖2所示廢水水樣1進(jìn)入超聲波霧化器5和高壓電暈反應(yīng)室6后，都是 在密閉的環(huán)境下進(jìn)行氧化消解，廢水水樣1在霧化過(guò)程和高壓電暈過(guò)程中均沒(méi)有消耗，同 時(shí)也不會(huì)摻入雜質(zhì)元素，有利于水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。整個(gè)過(guò)程不使用催化劑、氧化劑等 化學(xué)試劑，避免了氧化過(guò)程中的消耗和污染。在高壓電暈反應(yīng)室6中進(jìn)行高壓電暈作用時(shí)， 直流高壓包電源11的正、負(fù)極均不與廢水霧氣接觸，避免了雜質(zhì)元素的干擾。整個(gè)氧化過(guò) 程中，反應(yīng)速度快，反應(yīng)效率高，對(duì)設(shè)備使用無(wú)特殊環(huán)境要求，方便對(duì)水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)。
權(quán)利要求
一種密閉超聲波霧化高壓電暈氧化方法，其特征是，所述氧化方法包括如下步驟a、利用進(jìn)液泵(2)、進(jìn)液閥(3)及流量計(jì)(4)，向超聲波霧化器(5)中灌入30ml～60ml的廢水水樣(1)；b、開(kāi)啟超聲波霧化器(5)；所述超聲波霧化器(5)對(duì)廢水水樣(1)施加1.6MHz～2.5MHz的超聲波，廢水水樣(1)吸收能量，分子動(dòng)能增加，將廢水水樣(1)激發(fā)為霧狀；c、開(kāi)啟高壓電暈反應(yīng)室(6)和循環(huán)泵(7)；超聲波霧化器(5)中的廢水霧氣，在霧氣的擴(kuò)散和循環(huán)泵(7)抽吸的作用下，進(jìn)入高壓電暈反應(yīng)室(6)中；高壓電暈反應(yīng)室(6)對(duì)廢水霧氣施加15000～30000V的電壓作用，打開(kāi)廢水霧氣的分子鏈和連接鍵，并產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基，對(duì)廢水霧氣進(jìn)行氧化消解；d、利用循環(huán)泵(7)的抽吸作用，使廢水霧氣在超聲波霧化器(5)及高壓電暈反應(yīng)室(6)中循環(huán)3～6分鐘，對(duì)廢水霧氣進(jìn)行充分氧化消解；e、開(kāi)啟出水泵(8)和出液閥(9)；通過(guò)出水泵(8)和出液閥(9)，釋放超聲波霧化器(5)與高壓電暈反應(yīng)室(6)內(nèi)的廢水霧氣，得到氧化消解完成的廢水水樣(10)。
2. —種權(quán)利要求1所述氧化方法所用的密閉超聲波霧化高壓電暈設(shè)備，包括進(jìn)液泵 (2)與超聲波霧化器(5)，其特征是所述進(jìn)液泵(2)用于抽取廢水水樣(l)，進(jìn)液泵(2)的 出液端通過(guò)進(jìn)液閥(3)及流量計(jì)(4)與超聲波霧化器(5)相連；所述超聲波霧化器(5)與 高壓電暈反應(yīng)室(6)相連通，所述超聲波霧化器(5)與高壓電暈反應(yīng)室(6)間還設(shè)有循環(huán) 泵(7)，所述循環(huán)泵(7)的出液端與超聲波霧化器(5)連接，所述超聲波霧化器(5)通過(guò)出 液泵(8)及出液閥(9)釋放氧化消解后的廢水水樣(10)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的密閉超聲波霧化高壓電暈設(shè)備，其特征是所述超聲波霧化 器(5)與高壓電暈反應(yīng)室(6)通過(guò)玻璃管(16)相連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的密閉超聲波霧化高壓電暈設(shè)備，其特征是所述超聲波霧化 器中的超聲波頻率為1. 6腿z 2. 5腿z。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的密閉超聲波霧化高壓電暈設(shè)備，其特征是所述高壓電暈 反應(yīng)室包括玻璃管路(15)和直流高壓包電源(ll)，所述玻璃管路(15)的端部設(shè)有凹槽 (13)，凹槽(13)內(nèi)放置有不銹鋼(12)，所述玻璃管路(15)的外部包裹有銅絲網(wǎng)(14)，所述 直流高壓包電源(11)的正極、負(fù)極端分別與不銹鋼(12)及銅絲網(wǎng)(14)相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的密閉超聲波霧化高壓電暈設(shè)備，其特征是所述直流高壓包 電源(11)的輸出電壓為15000 30000V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢水氧化方法，尤其是一種密閉超聲波霧化高壓電暈法，屬于廢水氧化的技術(shù)領(lǐng)域。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種密閉超聲波霧化高壓電暈法，包括進(jìn)液泵與超聲波霧化器；所述進(jìn)液泵用于抽取廢水水樣，進(jìn)液泵的出液端通過(guò)進(jìn)液閥及流量計(jì)與超聲波霧化器相連；所述超聲波霧化器與高壓電暈反應(yīng)室相連通，所述超聲波霧化器與高壓電暈反應(yīng)室間還設(shè)有循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的出液端與超聲波霧化器連接，所述超聲波霧化器通過(guò)出液泵及出液閥釋放氧化消解后的廢水。本發(fā)明操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程簡(jiǎn)化，成本低廉，適用性好。
文檔編號(hào)C02F9/12GK101781052SQ20091021147
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者吳志堅(jiān), 張軍軍, 李清, 楊忠國(guó), 楊慧中, 潘國(guó)鋒, 王鑫, 胡惠新, 陳剛, 陶洪峰 申請(qǐng)人:江南大學(xué);無(wú)錫市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站;海安縣中山合成纖維有限公司