一種連續(xù)混響超聲場(chǎng)耦合化學(xué)法飲水安全處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飲用水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)混響超聲場(chǎng)耦合化學(xué)法飲水安全處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)污染物、農(nóng)業(yè)污染物、生活污染物等大量未經(jīng)處理排放，我國(guó)地下水和地表水的污染日益加劇，造成飲用水源地水質(zhì)污染嚴(yán)重。飲用水處理廠傳統(tǒng)的滅菌設(shè)備和工藝已難以保障出水完全達(dá)到我國(guó)的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)的要求，對(duì)城鄉(xiāng)居民飲水安全構(gòu)成威脅。同時(shí)，隨著人們的生活質(zhì)量不斷提高，對(duì)飲用水的要求也越來(lái)越高。
[0003]氯消毒法是目前大部分飲用水處理廠常規(guī)使用的消毒方法。但是水經(jīng)氯消毒后會(huì)產(chǎn)生多種有害物質(zhì)，如三氯甲烷、氯乙酸等致癌、致畸、致突變的“三致”消毒副產(chǎn)物；且不能有效殺死隱孢子蟲(chóng)及其孢囊。隨著飲用水源水質(zhì)的污染嚴(yán)重，氯消毒法副作用更加突出，直接威脅到人們的身體健康。
[0004]超聲波具有高頻率、強(qiáng)穿透力、能量集中等特點(diǎn)。超聲波殺菌法對(duì)設(shè)備要求低，無(wú)二次污染，且操作簡(jiǎn)單。但大量飲水處理單獨(dú)使用超聲波滅菌法能耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于綜合化學(xué)法和超聲波滅菌技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在常規(guī)化學(xué)法滅菌工藝基礎(chǔ)上耦合多頻率的超聲場(chǎng)，提供一種連續(xù)混響超聲場(chǎng)耦合化學(xué)法飲水安全處理裝置及方法，以減少化學(xué)殺菌劑用量，提高殺菌除污效果，有效降解微量有機(jī)污染物，降低出水水中化學(xué)殺菌副產(chǎn)物和余氯，同時(shí)降低能耗和殺菌成本，保障飲水安全。
[0006]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種連續(xù)混響超聲場(chǎng)耦合化學(xué)法飲水安全處理裝置，包括原水儲(chǔ)罐1-1、配藥罐1-2、純水儲(chǔ)罐1-5、化學(xué)反應(yīng)釜1-6、混響超聲反應(yīng)器1-8、A離心泵1-10-A、B離心泵1-10-B ；
[0008]所述原水儲(chǔ)罐1-1和配藥罐1-2通過(guò)管路分別與A離心泵1-10-A的入口連接；在配藥罐1-2與A離心泵1-10-A的入口管路上設(shè)有A流量計(jì)1-4-A ；
[0009]所述A離心泵1-10-A的出口通過(guò)管路分別與化學(xué)反應(yīng)釜1-6的入口和混響超聲反應(yīng)器1-8的入口連接；在A離心泵1-10-A的出口處設(shè)有B流量計(jì)1-4-B ；
[0010]所述化學(xué)反應(yīng)釜1-6的出口通過(guò)管路分別連接純水儲(chǔ)罐1-5和混響超聲反應(yīng)器1-8的入口連接；
[0011]所述混響超聲反應(yīng)器1-8的出口通過(guò)管路與純水儲(chǔ)罐1-5及B離心泵1-10-B的入口連接；
[0012]所述配藥罐1-2通過(guò)A流量計(jì)1-4-A與混響超聲反應(yīng)器1_8的出口管路連接，混響超聲反應(yīng)器1-8的出口管路連接B離心泵1-10-B的入口，混響超聲反應(yīng)器1-8的出口管路中的流體同時(shí)被吸入B離心泵1-10-B，B離心泵1-10-B的出口通過(guò)管路連接化學(xué)反應(yīng)釜1-6的入口。
[0013]所述混響超聲反應(yīng)器1-8由兩個(gè)并聯(lián)的單元組成，每個(gè)單元內(nèi)均自下而上分別設(shè)置有兩組頻率不同的超聲換能器3-8，這兩組頻率不同的超聲換能器3-8分別設(shè)置在混響超聲反應(yīng)器1-8的兩側(cè)，兩側(cè)間距根據(jù)所選頻率設(shè)計(jì)為超聲波半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。
[0014]該超聲換能器3-8每一組分為三個(gè)，與另一組的三個(gè)交錯(cuò)排列；每一列中的三個(gè)超聲換能器3-8頻率相同。
[0015]所述混響超聲反應(yīng)器1-8每個(gè)單元自上而下依次設(shè)有五個(gè)不同高度的出液口3-4 ο所述原水儲(chǔ)罐1-1內(nèi)設(shè)有電加熱裝置1-3。
[0016]所述混響超聲反應(yīng)器1-8設(shè)有溫度傳感器1-13，外部設(shè)有冷卻水夾套3-5，混響超聲反應(yīng)器1-8由超聲發(fā)生控制器1-12控制。
[0017]所述化學(xué)反應(yīng)釜1-6內(nèi)安裝有噴射器1-7，噴射器1-7的噴頭設(shè)置在化學(xué)反應(yīng)釜1-6的內(nèi)底部，其形狀呈喇叭狀。
[0018]所述化學(xué)反應(yīng)釜1-6的出口，是由自上而下依次五個(gè)不同高度的出口 2-4構(gòu)成。
[0019]上述連續(xù)混響超聲場(chǎng)耦合化學(xué)法飲水安全處理裝置對(duì)飲用水處理的方法:
[0020]一種方法是配藥罐1-2內(nèi)的化學(xué)試劑經(jīng)A流量計(jì)1-4-A計(jì)量后與來(lái)自?xún)?chǔ)水罐1_1并經(jīng)過(guò)計(jì)量的原水在A離心泵1-10-A內(nèi)預(yù)混合，在A離心泵1-10-A的作用下，經(jīng)噴射器1-7于化學(xué)反應(yīng)釜1-6內(nèi)充分混合并反應(yīng)后，進(jìn)入混響超聲反應(yīng)器1-8進(jìn)行超聲殺菌和有機(jī)物降解，得到的純凈水進(jìn)入純水儲(chǔ)罐1-5。
[0021]另一種方法是來(lái)自?xún)?chǔ)水罐1-1中的原水在A離心泵1-10-A的作用下經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入混響超聲反應(yīng)器1-8，進(jìn)行微生物降解和初步殺菌，從混響超聲反應(yīng)器1-8出來(lái)的水和來(lái)自配藥罐1-2并經(jīng)計(jì)量的化學(xué)試劑在B離心泵1-10-B內(nèi)預(yù)混合，并于化學(xué)反應(yīng)釜1-6內(nèi)充分混合與反應(yīng)后，得到的純凈水進(jìn)入純水儲(chǔ)罐1-5。
[0022]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0023]本發(fā)明在常規(guī)化學(xué)法滅菌工藝基礎(chǔ)上耦合連續(xù)式混響超聲場(chǎng)處理飲用水，可實(shí)現(xiàn)兩種不同安全飲水處理工藝，達(dá)到強(qiáng)化滅菌和減少化學(xué)試劑的效果。
[0024]本發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)釜內(nèi)安裝噴射器，噴射器將離心泵輸送來(lái)的高能量液體噴射撞擊釜底，形成的噴射流和反射流，在釜內(nèi)形成高效混合，有效增加液體間的分散和傳質(zhì)，能使化學(xué)試劑有效的滲透到微生物細(xì)胞內(nèi)，從而強(qiáng)化殺菌效果，減少化學(xué)試劑的用量和反應(yīng)時(shí)間。
[0025]本發(fā)明的混響超聲反應(yīng)器的設(shè)計(jì)符合超聲駐波的形成條件，駐波聲場(chǎng)中的高密度聲能有利于分散聚集在一起的微生物團(tuán)，破壞微生物細(xì)胞，同時(shí)，超聲波的作用使水生成的強(qiáng)氧化性基團(tuán)羥基和由羥基形成的過(guò)氧化水具有一定的殺菌效果，可使化學(xué)試劑的投入量顯著減少，同時(shí)，通過(guò)超聲降解作用，余氯、氯化副產(chǎn)物和其他有機(jī)污染物有效降低，水質(zhì)得到提尚。
[0026]本發(fā)明的混響超聲反應(yīng)器內(nèi)有溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控超聲反應(yīng)器內(nèi)溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)超聲反應(yīng)器外夾套內(nèi)流體的流量可對(duì)超聲反應(yīng)器內(nèi)溫度進(jìn)行有效控制，研宄超聲作用產(chǎn)生的溫度變化對(duì)微生物滅活的影響，確定殺菌的最佳溫度范圍。
[0027]本發(fā)明的混響超聲反應(yīng)器和化學(xué)反應(yīng)釜都各設(shè)有5個(gè)位置高度不同的出液口，可以通過(guò)控制出液口的開(kāi)關(guān)來(lái)選擇不同的反應(yīng)時(shí)間，尋找混響超聲場(chǎng)與化學(xué)法的有利耦合方式。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為圖1中的化學(xué)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為圖1中的混響超聲反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4為圖3中的混響超聲反應(yīng)器側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0033]實(shí)施例
[0034]如圖1至4所示。本發(fā)明一種連續(xù)混響超聲場(chǎng)耦合化學(xué)法飲水安全處理裝置，包括原水儲(chǔ)罐1-1、配藥罐1-2、純水儲(chǔ)罐1-5、化學(xué)反應(yīng)釜1-6、混響超聲反應(yīng)器1-8、A離心泵1_10_A> B 尚心栗 1-1O-B ；
[0035]所述原水儲(chǔ)罐1-1和配藥罐1-2通過(guò)管路分別與A離心泵1-10-A的入口連接；在配藥罐1-2與A離心泵1-10-A的入口管路上設(shè)有A流量計(jì)1-4-A ；
[0036]所述A離心泵1-10-A的出口通過(guò)管路分別與化學(xué)反應(yīng)釜1-6的入口和混響超聲反應(yīng)器1-8的入口連接；在A離心泵1-10-A的出口處設(shè)有B流量計(jì)1-4-B ；
[0037]所述化學(xué)反應(yīng)釜1-6的出口通過(guò)管路分別連接純水儲(chǔ)罐1-5和混響超聲反應(yīng)器1-8的入口連接；
[0038]所述混響超聲反應(yīng)器1-8的出口通過(guò)管路與純水儲(chǔ)罐1-5及B離心泵1_10_B的入口連接；混響超聲反應(yīng)器1-8采用直立長(zhǎng)方體式。
[0039]所述配藥罐1-2通過(guò)A流量計(jì)1-4-A與混響超聲反應(yīng)器1_8的出口管路連接，混響超聲反應(yīng)器1-8的出口管路連接B離心泵1-10-B的入口，混響超聲反應(yīng)器1-8的出口管路中的流體同時(shí)被吸入B離心泵1-10-B，B離心泵1-10-B的出口通過(guò)管路連接化學(xué)反應(yīng)釜1-6的入口。
[0040]所述混響超聲反應(yīng)器1-8由兩個(gè)并聯(lián)的單元組成，每個(gè)單元內(nèi)均自下而上分別設(shè)置有兩組頻率不同的超聲換能器3-8，這兩組頻率不同的超聲換能器3-8分別設(shè)置在混響超聲反應(yīng)器1-8的兩側(cè)。
[0041]該超聲換能器3-8每一組分為三個(gè)，與另一組的三個(gè)交錯(cuò)排列；每一列中的三個(gè)超聲換能器3-8頻率相同。超聲