[发明专利]一种带有导向体构件的喷射环流反应器

说明书

技术领域

本发明属于液态流体空化发生装置研究技术领域，特别涉及一种利用水 力声空化强化降解处理有机污染物废水的带有导向体构件的喷射环流反应 器。

背景技术

随着人口的增长,社会经济的不断发展,污水的排放量与日俱增,水污染 问题已对人类生存和社会发展构成了越来越严重的威胁,防止水体恶化,保 护水资源,已经成为人类共同追求的目标。传统的处理方法在防治水体污染方 面已经并正在发挥着重要的作用。但由于废水量的不断增加,组成成份的日趋 复杂,对废水处理的日趋严格,传统的处理方法在多功能性,高效稳定性,和 经济合理性方面难以满足不断提高的环境要求，因此高环境的要求需要有新 的技术为之配套。

气升式喷射环流反应器以气体为推动力实现水的循环流动,无需机械搅 拌和泵提升,不仅结构简单,而且能耗低,被广泛用于生物、化工及环境领域。 传统气升式喷射环流反应器中，气泡上升过程中不断聚并变大，带来两个不 利影响：1)大气泡受到的浮力大而曳力小，不能被环流带到下降段，使下降段、 尤其是底部气含率非常小；2)气液界面积减小，对传质不利。

空化作为一种物理方法处理污水技术，具有高效能，成本低，并具有不 产生二次污染，被称为“绿色水处理”，受到了广泛的关注。而目前研究比较 多的主要是超声宝化和水力空化。近年来,对超声空化技术的化学反应的深人 研究发现其在特种污水处理方面效果明显，

然而，超声空化虽然空化强度高，但在总能耗中只有5％～10％用于空化， 其余90％～95％的能量是以热能的形式使系统升温，这使得超声空化的应用 受到极大的限制，难以实现工业化。随着水力空化进入人们的事业,我们发现 水力空化在污水处理方面潜力巨大，具有简便易行、能耗低、效率高等特点， 从能效和规模化方面比较，水力空化技术比超声空化技术更具有优势，但水 力空化具有空化强度低的缺点，因此设计一种具有超声空化强度高，水力空 化能耗低、效率高的水力声空化环流设备就显得尤为重要.

发明内容

为了克服传统水力空化技术所存在的不足，本发明提供了一种有效防止 气泡聚集、保证气液混合性能好、超声空化强度高、处理能力强的带有导向 体构件的喷射环流反应器。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：该带有导向体构件的喷 射环流反应器，包括外筒以及设置在外筒内腔的导流筒，在外筒的上部开有 出水口，在导流筒的下方或者底端两壁之间设置有与进水管道连通的空化喷 头，在导流筒内腔设置有导向体，导向体位于空化喷头的上方且与空化喷头 的喷射端正对；

所述空化喷头包括第一固定板、第二固定板、第一喷嘴、第二喷嘴、振 动杆以及连接杆，第一固定板与第二固定板相对设置并且通过连接杆连接， 第一喷嘴设置在第一固定板的中部，第二喷嘴设置在第二固定板的中部且第 二喷嘴的出水端口与第一喷嘴的出水端口相对，第一喷嘴与第二喷嘴分别与 进水管道连通，在第一固定板和第二固定板上分别开设有第一环形狭缝和第 二环形狭缝，第一环形狭缝在第一喷嘴的外侧且与第一喷嘴同心，第二环形 狭缝在第二喷嘴的外侧且与第二喷嘴同心、与第一环形狭缝正对，第一环形 狭缝和第二环形狭缝分别与进水管道连通，在第一固定板与第二固定板之间 还设置有振动杆，振动杆的中心轴与第一喷嘴、第二喷嘴的中心轴平行，振 动杆分布在第一喷嘴与第一环形狭缝之间。

上述第一喷嘴和第二喷嘴均是收敛型结构，第一喷嘴和第二喷嘴的入口 直径D与出口直径d之间满足：D/d＝1:0.4～0.7，第一喷嘴与第二喷嘴之间的 间距L为1.5～4.0mm。

上述第一环形狭缝、第二环形狭缝的进水侧环宽为4～8mm、出水侧环宽 为1～3mm。

上述导向体距离第一喷嘴和第二喷嘴的出水端口的垂直间距是 50～100mm。

上述导向体的长半轴与短半轴之间的比值是6:1～12:1，保持细长的结构。

上述振动杆是沿着第一喷嘴和第二喷嘴的外围在同一圆周上均匀分布， 保证所形成的声波分布均匀。

上述第一喷嘴和第二喷嘴的外壁与振动杆之间的间距H是0.5～1.5mm， 以使所产生的声波最大。

上述第一喷嘴和第二喷嘴均是由锥形段和直管段组成，其锥形段的长度 是32～38mm，直管段的长度是2～5mm。