一種平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器包括調(diào)節(jié)池、反應(yīng)槽、冷卻水槽、臭氧曝氣裝置、超聲換能器、超聲發(fā)生器；超聲換能器安裝在反應(yīng)槽相對的兩外壁上，形成平行板槽式反應(yīng)槽。本實(shí)用新型可使超聲換能器聲波干涉疊加，增加聲場聲強(qiáng)分布的均勻性，提高聲場的聲強(qiáng)強(qiáng)度，從而進(jìn)一步強(qiáng)化超聲空化效應(yīng)，同時(shí)利用超聲空化、臭氧催化氧化協(xié)同作用，大幅降低難降解有機(jī)污染物濃度，提高廢水可生化性；該反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，能量利用率高，處理效果好，易于工業(yè)化，可用于難降解工業(yè)有機(jī)廢水的處理。
【專利說明】一種平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器，屬于污水處理設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，可用于難降解工業(yè)有機(jī)廢水的處理，主要利用超聲空化效應(yīng)協(xié)同臭氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的羥基自由基，通過自由基氧化、高溫?zé)峤夂统R界水氧化降解廢水中的氨氮及難降解有機(jī)污染物。

【背景技術(shù)】
[0002]焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化以及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的廢水，是具有有機(jī)物濃度高、組分復(fù)雜、難降解物所占的比重大，無機(jī)組分中的鹽分、氨氮含量高，以及產(chǎn)生色度、揮發(fā)性、泡沫等污染性狀特征的有毒難降解工業(yè)有機(jī)廢水。
[0003]焦化廢水的處理方法主要有:膜處理法、混凝法、Fenton試劑法、電化學(xué)法、濕式催化氧化法、活性污泥法等。目前國內(nèi)一般先對焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)行傳統(tǒng)生物二次處理，出水很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，很多焦化廠也考慮綜合利用，但受各方面因素限制，回用水量比重并不大。近年來涉及處理上述廢水的專利也相當(dāng)多，如200520078408.7、CN101077801、CN101781039A等等，均因設(shè)備復(fù)雜、投資成本高、僅適用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，難以廣泛工業(yè)化。
[0004]現(xiàn)有利用超聲波的裝置主要存在的缺陷有:多頻率混響型處理效果雖好，但每個(gè)頻率換能器需與相應(yīng)發(fā)生器配對，有幾種頻率就需要配置幾臺超聲發(fā)生器，使得設(shè)備連接復(fù)雜，投資成本增加，因而不宜進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用；而常見的探針式由于超聲場分布不均，且受能耗及處理能力限制，僅適用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模。
[0005]隨著人類環(huán)保意識日益加強(qiáng)，排放標(biāo)準(zhǔn)也日益嚴(yán)格，各國學(xué)者對焦化廢水處理技術(shù)的探索使得處理技術(shù)取得了長足進(jìn)步。其中，超聲處理通過其空化效應(yīng)機(jī)械剪切及微絮凝作用既可達(dá)到傳統(tǒng)工藝的處理效果又能很大程度地克服其缺陷，超聲空化可將焦化廢水中有毒、難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水或毒性更低的小分子物質(zhì)，提高廢水可生化性。該技術(shù)具有簡便、高效、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)外陸續(xù)將超聲波應(yīng)用于治理廢水中難降解有機(jī)污染物的研究，雖取得了令人滿意的研究進(jìn)展，但這些技術(shù)無法滿足高效率、低成本、易操作等方面的要求，因而限制了處理技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器，用超聲波協(xié)同臭氧對焦化廢水進(jìn)行處理，降解廢水中難降解有機(jī)污染物，提高可生化性，為后續(xù)處理創(chuàng)造有利條件，并為反應(yīng)器工程化奠定基礎(chǔ)。
[0007]本實(shí)用新型平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器包括調(diào)節(jié)池1、反應(yīng)槽13、冷卻水槽19、臭氧曝氣裝置6、超聲換能器7、超聲發(fā)生器18 ;調(diào)節(jié)池I通過泵3與調(diào)節(jié)池閘閥4連通，調(diào)節(jié)池閘閥4與反應(yīng)槽13的進(jìn)水口 5連接，反應(yīng)槽13外部設(shè)置有冷卻水槽19，冷卻水槽19上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口 2和冷卻水出口 8，反應(yīng)槽13的出水管15通過出水泵9與出水控制閥10連接，出水控制閥10連通至出水容器11，出水管15的管口延伸至反應(yīng)槽底部并距離反應(yīng)槽底面2-3cm，氧氣瓶12通過閥門與臭氧發(fā)生器14連接，臭氧發(fā)生器14連接臭氧曝氣裝置6，臭氧曝氣裝置6設(shè)置在反應(yīng)槽13底部，超聲換能器7設(shè)置在反應(yīng)槽相對兩槽壁夾層中，并與冷卻水隔絕開，超聲換能器7與超聲發(fā)生器18連接。
[0008]本實(shí)用新型所述反應(yīng)槽為方形槽，反應(yīng)槽和冷水槽上設(shè)置有降噪蓋板16。
[0009]本實(shí)用新型所述降噪蓋板16由雙層玻璃間填充隔音棉制成，可有效降低反應(yīng)器工作噪音。
[0010]本實(shí)用新型所述超聲換能器7所在面面積根據(jù)換能器選型與布局調(diào)整，需滿足換能器軸心距不小于8cm，超聲波頻率30KHz?SOKHz為宜，可通過超聲發(fā)生器進(jìn)行設(shè)置。
[0011]本實(shí)用新型所述反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)17便于觀察和控制反應(yīng)液溫度。
[0012]本實(shí)用新型所述調(diào)節(jié)池閘閥4和出水控制閥10為電磁控制閥。
[0013]所述冷卻水槽的液位略高于反應(yīng)槽液位，所述反應(yīng)槽液位與超聲換能器齊高；且冷卻水槽及反應(yīng)槽進(jìn)水口均設(shè)在下部，冷卻水出水管口設(shè)在液面位置處，反應(yīng)槽出水管由液面位置延伸至反應(yīng)槽底部，所述反應(yīng)器同時(shí)曝氣同時(shí)超聲，通入臭氧速率為lmg/min?10mg/min 可調(diào)。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理是:調(diào)節(jié)池I中的焦化廢水經(jīng)泵3通過調(diào)節(jié)池閘閥4從反應(yīng)槽13底部進(jìn)水口 5進(jìn)入反應(yīng)槽，當(dāng)反應(yīng)槽中廢水達(dá)到一定水位后，調(diào)節(jié)池閘閥4關(guān)閉，反應(yīng)槽中臭氧通過臭氧曝氣裝置6與廢水充分接觸，超聲換能器7將超聲發(fā)生器18輸入的電功率轉(zhuǎn)化為超聲波傳播出去與臭氧協(xié)同對廢水進(jìn)行處理，根據(jù)處理效果設(shè)定反應(yīng)時(shí)間，當(dāng)達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，出水泵9開始工作，出水控制閥10開啟將經(jīng)處理的廢水排入出水容器11，反應(yīng)槽內(nèi)廢水排空后，關(guān)閉出水控制閥10，打開調(diào)節(jié)池閘閥4，進(jìn)入下一處理程序。整個(gè)反應(yīng)過程中，降噪蓋板16保持關(guān)閉，此外為了將反應(yīng)液溫度控制在最佳反應(yīng)溫度下，以溫度計(jì)17所示為依據(jù)，冷卻水連續(xù)從冷卻水槽的冷卻水進(jìn)口 2進(jìn)入，從冷卻水出口 8排出。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0016]1、較傳統(tǒng)探針式超聲反應(yīng)器及底部設(shè)置超聲換能器的超聲槽式反應(yīng)器而言，本實(shí)用新型將同頻率超聲換能器平行相對安裝于反應(yīng)槽兩對壁外側(cè)，調(diào)節(jié)超聲發(fā)生器功率，使各換能器聲波干涉疊加，增加聲場聲強(qiáng)分布的均勻性，提高聲場的聲強(qiáng)強(qiáng)度。
[0017]2、由于同時(shí)利用超聲空化、臭氧催化氧化協(xié)同作用，可有效降低難降解有機(jī)污染物濃度，提高廢水可生化性。
[0018]3、設(shè)降噪蓋板，可有效降低設(shè)備運(yùn)行噪音。
[0019]4、該反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，能量利用率高，處理效果好，運(yùn)行可靠，操作簡單，投資低廉，易于工業(yè)化。
[0020]5、本反應(yīng)器可獨(dú)立運(yùn)行，也可作為焦化廢水預(yù)處理與其他技術(shù)聯(lián)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型超聲換能器布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中:1_調(diào)節(jié)池，2-冷卻水進(jìn)口，3-泵，4-調(diào)節(jié)池閘閥，5-進(jìn)水口，6-臭氧曝氣裝置，7-超聲換能器，8-冷卻水出口，9-出水泵，10-出水控制閥，11-出水容器，12-氧氣瓶，13-反應(yīng)槽，14-臭氧發(fā)生器，15-出水管，16-降噪蓋板，17-溫度計(jì)，18-超聲發(fā)生器，19-冷卻水槽。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。
[0025]實(shí)施例1
[0026]本實(shí)用新型平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器包括調(diào)節(jié)池1、反應(yīng)槽13、冷卻水槽19、臭氧曝氣裝置6、超聲換能器7、超聲發(fā)生器18 ;調(diào)節(jié)池I通過泵3與調(diào)節(jié)池閘閥4連通，調(diào)節(jié)池閘閥4與反應(yīng)槽13的進(jìn)水口 5連接，反應(yīng)槽13外部設(shè)置有冷卻水槽19，冷卻水槽19上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口 2和冷卻水出口 8，反應(yīng)槽13的出水管15通過出水泵9與出水控制閥10連接，出水控制閥10連通至出水容器11，出水管15的管口延伸至反應(yīng)槽底部并距離反應(yīng)槽底面2cm，氧氣瓶12通過閥門與臭氧發(fā)生器14連接，臭氧發(fā)生器14連接臭氧曝氣裝置6，臭氧曝氣裝置6設(shè)置在反應(yīng)槽13底部，超聲換能器7設(shè)置在反應(yīng)槽相對兩槽壁夾層中，并與冷卻水隔絕開，超聲換能器7與超聲發(fā)生器18連接，將發(fā)生器電功率轉(zhuǎn)換為超聲波傳遞進(jìn)反應(yīng)槽；所述反應(yīng)槽為方形槽，反應(yīng)槽容積約為5L，邊長為18cm，反應(yīng)槽和冷卻水槽上設(shè)置有降噪蓋板16 ;降噪蓋板16由雙層玻璃間填充隔音棉制成，可有效降低反應(yīng)器工作噪音；超聲換能器7所在面面積根據(jù)換能器選型及布局設(shè)定，需滿足換能器軸心距不小于8cm，反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)17，可觀察并控制反應(yīng)液的溫度(見圖1)。
[0027]在本實(shí)用新型中，配置COD為900mg/L，NH3-N為200mg/L的焦化廢水反應(yīng)液3.5L，PH值為8，置于調(diào)節(jié)池I中，經(jīng)泵3通過調(diào)節(jié)池閘閥4從反應(yīng)槽底部進(jìn)水口 5進(jìn)入反應(yīng)槽13，反應(yīng)槽設(shè)計(jì)尺寸為長180_寬155mm高185_。超聲波換能器安裝于155_X 185mm面,布置如圖2所示，換能器軸心距8cm。以5mg/min速率通入臭氧經(jīng)臭氧曝氣裝置6與廢水充分接觸，設(shè)定超聲頻率33KHz，功率50W，超聲波協(xié)同臭氧對廢水進(jìn)行處理，反應(yīng)時(shí)間為240min。整個(gè)反應(yīng)過程中，降噪蓋板16保持關(guān)閉，冷卻水連續(xù)從冷卻水槽冷卻水進(jìn)口 2進(jìn)入，從冷卻水出口 8排出，使反應(yīng)溫度保持在18°C，經(jīng)過處理，COD和NH3-N的去除率分別達(dá)到了 80%和57%。
【權(quán)利要求】
1.一種平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器，其特征在于:包括調(diào)節(jié)池(I)、反應(yīng)槽(13)、冷卻水槽(19)、臭氧曝氣裝置(6)、超聲換能器(7)、超聲發(fā)生器(18);調(diào)節(jié)池(I)通過泵(3 )與調(diào)節(jié)池閘閥(4 )連通，調(diào)節(jié)池閘閥(4 )與反應(yīng)槽(13 )的進(jìn)水口( 5 )連接，反應(yīng)槽(13)外部設(shè)置有冷卻水槽(19)，冷卻水槽(19)上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口(2)和冷卻水出口(8)，反應(yīng)槽(13 )的出水管(15 )通過出水泵(9 )與出水控制閥(10 )連接，出水控制閥(10 )連通至出水容器(11)，出水管(15)的管口延伸至反應(yīng)槽底部并距離反應(yīng)槽底面2-3cm，氧氣瓶(12)通過閥門與臭氧發(fā)生器(14)連接，臭氧發(fā)生器(14)連接臭氧曝氣裝置(6)，臭氧曝氣裝置(6)設(shè)置在反應(yīng)槽(13)底部，超聲換能器(7)安裝在反應(yīng)槽(13)相對兩槽壁的夾層內(nèi)，超聲換能器(7)與超聲發(fā)生器(18)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器，其特征在于:反應(yīng)槽為方形槽，反應(yīng)槽和冷卻水槽上設(shè)置有降噪蓋板(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器，其特征在于:降噪蓋板(16)由雙層玻璃間填充隔音棉制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器，其特征在于:反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述平行板式超聲波處理焦化廢水的反應(yīng)器，其特征在于:調(diào)節(jié)池閘閥(4 )和出水控制閥(10 )為電磁控制閥。
【文檔編號】C02F1/36GK203922833SQ201420235931
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】瞿廣飛, 成睿, 寧平, 裘偉霞 申請人:昆明理工大學(xué)