[实用新型]利用混频超声技术的污水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种利用混频超声技术的污水处理装置。

背景技术

各种污水中，含有油类、有机污染物、水生生物和病原体的污水占有很大的比重。其中，船舶的“三水”很具有代表性。

船舶的“三水”(即压舱水、洗舱水和机舱底水的总称)是船舶日常航运业务必须使用或产生的物料。由于实际技术条件和取水水源的原因，“三水”肯定含有油类或有机化学品污染物以及异地迁入的水生生物和病原体。由于“三水”不可避免地需要排放或者更换，由此就会给排放的水域和陆地带来油类和有机化学品的污染以及外来水生生物和病原体的入侵。将船舶“三水”经过高效处理使之达到排放或使用的相关标准，一直是各国在管理上严格督查，在处理技术上大力研究开发的目标。

当前，在针对船舶“三水”处理的工艺和技术装备上已经有多种技术。下面将已投入实际使用或者正处于研发中的技术，作为本实用新型的背景分述如下：

1、消除船舶“三水”中油类和有机物化学品污染的技术

1)生化处理法

大型船舶携带的压舱水量非常大，一般情况下空载时需要携带船舶总排水量30％以上的压舱水才能安全航行。根据每次航行任务的不同，压舱水中最多可能有超过一半的“肮脏压舱水”。“肮脏压舱水”的主要污染物是油类和有机化学污染物。这些压舱水到岸载货时必须立即卸除但是又不能直接排放，进行生化曝气处理是可靠的方法，但由于生化处理强度太低，设备庞大，无法在船上进行，故一般是将其输送到岸上的污水处理厂进行生化处理。显然，这在经济上、时效上对于船主都是一个沉重的负担。

2)油水重力分离法

油水分离器是一种利用重力分离油类和油性化学品污染物的非常成熟可靠的工艺技术装备。其体积小、能耗低或无能耗，可能载在船上，对于含油(包括乳化油)和油性化学品浓度较大的“三水”，不同结构的油水分离器通过加化学药剂、絮凝、沉降、分层、离心和过滤等补充办法的单独或组合使用，可以将含油量降到15ppm以下，有些结构的油水分离器甚至可以达到5ppm以下。油水分离器是当前船舶含油水污(废)水处理的主力设备。

但是，油水分离器有一个很大的缺陷，就是它的处理能力偏小，一般不超过每小时2吨。这对于量少、浓度大的机舱底水(一般每1000kW船舶主机功率每小时约产生0.5吨机舱底水)完全可以作高质量的处理，但是对于动辄数百甚至数万吨的“肮脏压舱水”，则显得处理能力严重不足。

3)臭氧法

臭氧，又名三原子氧，因具有类似鱼腥味的臭味而得名，其分子式为O₃，是氧气的同素异构体。臭氧自一百多年以前被发现以来，作为一种气体或水的安全高效消毒剂被广泛应用于食品，生活和工业污水的处理。

臭氧在水中释放出的新生态氧原子[O]具有极强的氧化性能。臭氧的氧化还原电价位为2.07V，仅次于氟(2.87V)，高于氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V)。臭氧不仅对各种有机物有强烈的氧化、降解作用，能将所有已知化学有机污染物分解为无害物质或者形成沉淀物，而且能有效地脱色、脱臭，是一种有效的水处理方法。

但是水中的臭氧必须达到一定高的浓度才能奏效，而臭氧在水中的溶解度又不大，因此，用臭氧处理较大流量的污水时有困难。

4)超声波法

人们所能听到的声音频率处于20Hz～20000Hz之间，高于20000Hz的声波称为超声波。声波的传递依照正弦曲线纵向传播，即一波正相(峰顶)一波负相(峰谷)交替传递。当负相声波能量作用于液体中时，会对液体产生一定的负压，使液体微粒体积增加，液体中分子空隙加大，形成许许多多微小的空化气泡，即“空化穴”；而正相的声波能量作用于液体时，则会对液体微粒产生一定的正压，使得液体体积被压缩减小，将液体中先前由于负压形成的微空化穴压碎。每个空化穴的破裂会产生能量极大的冲击波，可使微小区域内于瞬间产生几千度的高温、高达数百个的大气压和数百公里时速的局部射流，这种现象被称之为“空化效应”。

水溶液中发生超声空化时，水分子可直接产生[H]和[OH]，这些活性自由基可与气泡中的其它物质反应。另外，气泡界面层区域的温度可高达2000K，而且泡界面层区域的水处于溶解能力很强的超临界状态，因此，污染物容易被溶解而有助于发生氧化和降解反应。有机物经超声处理后的产物(例如生成二氧化碳和炭黑等)与高温热解或焚烧类似。