[实用新型]一种太阳能辅助水力空化降解有机废水同时产热的装置有效

专利信息
申请号: 202123018388.2 申请日: 2021-12-02
公开(公告)号: CN216711823U 公开(公告)日: 2022-06-10
发明(设计)人: 张朝红;王诗诺;王君;房大维;铁梅 申请(专利权)人: 辽宁大学
主分类号: C02F9/10 分类号: C02F9/10;C02F101/30
代理公司: 沈阳杰克知识产权代理有限公司 21207 代理人: 金春华
地址: 110000 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 太阳能 辅助 水力 降解 有机 废水 同时 装置
【说明书】:

实用新型涉及一种太阳能辅助水力空化降解有机废水同时产热的装置。包括太阳能集热板、换热器、有机污染物水槽、水泵、由空化器Ⅰ及空化器Ⅱ及空化器Ⅲ组成的水力空化装置、副线管路和排水管。出水管一端深入有机污染物水槽内,另一端依次经过换热器、水泵和水力空化装置后,经回水管流回有机污染物水槽内,换热器经管道与太阳能集热板连接。本实用新型通过太阳能集热板和换热器将废水进行预热,适当提高水力空化的启动温度,促进水力空化现象的发生,通过水力空化过程对有机污染物水槽内废水进行降解同时使废水升温,运行成本低廉,操作简单,没有副产物生成,可以大规模处理有机废水,同时可以将降解过程中产生大量余热合理存储并加以利用。

技术领域

本实用新型属于水力空化及产热装置领域,具体地涉及太阳能辅助水力空化器借助水力空化过程降解有机废水,同时将产生的热量加以利用的装置。

背景技术

目前,排放在自然界中的废水含有大量的有机污染物,如苯类化合物、酚类化合物、各种油类、卤烃类化合物等大分子有机物,这些有机物会导致水库、湖泊水体富营养化,造成藻类过量繁殖,有些藻类在代谢过程中会产生藻毒素,藻毒素会引起人体肝癌、肝炎等疾病。以往的有机污染物废水的处理方法有:混凝沉淀法、吸附法、生物法、化学氧化法和生物处理法等。然而,这些传统处理方法存在用料量大、成本高、效率低、回收利用率低、降解周期长、COD和TOC去除率低、强度不够和不完全分解等缺点和局限性。这些方法都不能有效地处理染料废水,同时这些方法的使用往往会造成二次污染,对有机废水的降解效果往往不是很理想。

近年来,高级氧化工艺因其对复杂难降解有机污染物具有良好的氧化能力而成为具有广阔发展潜力和应用前景的有效技术。一般来说,高级氧化工艺包括Fenton氧化、光催化氧化、电化学氧化、超声空化等。高活性羟基自由基通过在水中加入氧化剂、催化剂,或通过超声波、紫外光辐射等途径,引发与有机污染物的快速连锁反应,无选择性地将有害物质氧化成CO2、H2O或无机盐,从而有效降解有机污染物废水。特别是水力空化作为一种新型的高级氧化技术,为染料废水的大规模处理和低成本投资提供了可能,被认为是一种非常有前途的有机废水降解方法。

水力空化是指当液体内部的局部压力降低时,液体内部或液-固界面上的蒸汽或气孔空泡的形成、发展和崩溃的过程。液泡的崩塌在很短的时间内(10-3ms)释放出大量的能量,产生破坏力极大的强冲击波,以及局部高温(5000-10000℃)和高压(500-1000atm)。水力空化产生的极端环境一方面能够产生大量的自由基,自由基进一步与有机物反应,导致降解甚至是矿化,另一方面能够释放热量对液体进行加热。但是现有的水力空化降解系统启动温度较低,通常在低温的条件下运行较长时间后才能达到最佳运行温度,时间与能源浪费较为严重,同时水力空化产生的热量没有被有效利用。

实用新型内容

为了解决有机废水不能被高效完全的降解同时产生的余热不能有效利用的问题,本实用新型提供一种太阳能辅助水力空化降解有机废水同时产热的处理装置。本实用新型利用太阳能预热系统使流出的废水在极短时间内被加热到20-50℃,从而有利于水力空化反应的发生,提高水力空化的降解和产热的效率。

为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:一种太阳能辅助水力空化降解有机废水同时产热的装置,包括有机污染物水槽,出水管一端深入有机污染物水槽内,另一端依次经过换热器和水泵后与水力空化装置连接,回水管一端与水力空化装置连接,另一端深入有机污染物水槽内,换热器经管道与太阳能集热板连接。

进一步的,上述的装置,换热器内设有加热管,所述加热管呈螺旋式排布,出水管穿过螺旋式排布的加热管。

进一步的,上述的装置,所述水力空化装置包括两条并列的水力空化支线Ⅰ和水力空化支线Ⅱ,水力空化支线Ⅰ上设有温度计Ⅰ、压力表Ⅰ和空化器Ⅰ;水力空化支线Ⅱ上设有温度计Ⅱ、压力表Ⅱ和空化器Ⅱ。

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