[发明专利]一种超声波高能氧除铁装置

说明书

本发明公开了一种超声波高能氧除铁装置，包括原液槽和除铁反应塔，所述原液槽上分别设置有进液管、抽液管、回液管和输液管，所述除铁反应塔内纵向分隔成气液混合区和反应区两部分，所述气液混合区位于反应区上方，所述气液混合区内设置有气液接触器，气液接触器顶端向上延伸出除铁反应塔并且与抽液管连通，底端为喷射部用于将气液接触器内的液体喷出并且将气液混合区内的空气吸入气液接触器内，所述除铁反应塔内还设置有至少一个超声波发生器。本发明避免了双氧水的使用，整个工艺当中不会产生污水，突破了原先必须使用大量双氧水的技术瓶颈，不但对于原液的除铁效果非常好，而且整个工艺当中不会产生产品氧化物，从而提高了产品的质量和产量。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种超声波高能氧除铁装置。

背景技术

现有的水处理领域中，对于液体的除铁工艺，通常是在硫酸锌溶液中加入双氧水，搅拌溶液进行反应，从而实现除铁效果，这种方式其实存在如下弊端：

1、由于必须采用双氧水，这样导致整个工艺中会产生大量的污水，后续处理工序麻烦，不但费时费力，而且处理成本也较大。

2、由于必须采用双氧水，会产生较多的产品氧化物，从而导致最后的产量减少，产品质量也受到影响。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种超声波高能氧除铁装置，整个工艺无需采用双氧水，且能够使得氧和铁充分反应，不会产生污水和产品氧化物，提高了产品质量和产量。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种超声波高能氧除铁装置，包括原液槽和除铁反应塔，所述原液槽上分别设置有进液管、抽液管、回液管和输液管，所述除铁反应塔内纵向分隔成气液混合区和反应区两部分，所述气液混合区位于反应区上方，所述气液混合区内设置有气液接触器，所述气液接触器顶端向上延伸出除铁反应塔并且与抽液管连通，底端为喷射部用于将气液接触器内的液体喷出并且将气液混合区内的空气吸入气液接触器内，所述除铁反应塔内还设置有至少一个超声波发生器，所述超声波发生器包括进气装置、超声波气振装置和超声波反应装置，所述进气装置顶端延伸出除铁反应塔，底端连接着超声波气振装置，所述超声波反应装置位于反应区顶端且连通着气液混合区底部，所述进气装置和气液混合区均连通着氧气源，所述反应区内设置有高速旋转负压对流装置，所述原液槽内设置有高能氧接触器，所述反应区底端通过回液管与原液槽内的高能氧接触器连通。

本发明的设计原理为：

1、气液混合区和气液接触器形成气液混合系统，气液接触器能够将抽液管内的原液喷射入气液混合区内，由于动力学原理，气液接触器在喷射的同时，能够将气液混合区内的氧气倒吸进气液接触器内，这样使得氧气和原液能够充分接触反应。

2、利用超声波形成空化作用，使得氧气与含铁溶液中的铁元素重复不断反应：

超声波是指频率高于20kHz的声波，当一定强度的超声波通过媒体时，会产生一系列的物理、化学效应。因为超声波在液体中波长为10～0.015cm(相当于15kHz至10MHz)，远远大于分子的尺寸，而且和液体中产生的空化气泡的崩灭(collapse)有密切关系，其动力来源是声空化(sound cavitation)；

空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。空化作用一般包括3个阶段：空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃。当盛满液体的容器通入超声波后，由于液体振动而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。这些空化泡在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速闭合，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸，使得氧气与含铁溶液中的铁元素重复不断反应。

3、利用高速旋转负压对流装置使得反应区内的液体在高速旋转负压下，产生微纳米气泡液体，增大了接触面积，使得氧气和溶液中的铁元素能够更加迅速反应。