換能器3-8對射距離根據(jù)所選頻率進行計算確定，使超聲波反應器的寬度設計為超聲波半波長的整數(shù)倍，在混響超反應器中形成高密度聲能的駐波混響超聲場。利用高密度聲能，可有效破壞微生物聚集在一起形成的絮凝團，從而有利于化學試劑的有效滲入，提尚殺菌效果。
[0042]所述混響超聲反應器1-8每個單元自上而下依次設有五個不同高度的出液口3-4ο混響超聲反應器1-8的頂部設有溫度計1-13。
[0043]所述混響超聲反應器1-8設有溫度傳感器1-13，外部設有冷卻水夾套3-5，混響超聲反應器1-8由超聲發(fā)生控制器1-12控制。通過對冷卻水夾套3-5中流體流量及溫度的調(diào)節(jié)來控制混響超聲反應器內(nèi)的溫度，觀察不同溫度對超聲殺菌效果，并保持超聲反應器最佳操作溫度。
[0044]所述化學反應釜1-6內(nèi)安裝有噴射器1-7，噴射器1-7的噴頭設置在化學反應釜1-6的內(nèi)底部，其形狀呈喇叭狀。噴射器1-7的作用在于使化學反應釜內(nèi)液體保持高度混合，有效增加液體間分散和傳質(zhì)，能使化學試劑有效的滲透到微生物細胞內(nèi)，以強化殺菌效果，減少化學試劑的用量和反應時間。
[0045]化學反應釜設有排氣口 2-2和溫度測量裝置2-1，溫度測量裝置2-1便于釜內(nèi)溫度的測量，通過液體流速的調(diào)節(jié)和對原水儲水罐中電加熱裝置1-3的控制能有效地調(diào)節(jié)化學反應釜內(nèi)的溫度，研宄不同溫度對實驗效果的影響。
[0046]所述化學反應釜1-6的出口，是由自上而下依次五個不同高度的出口 2-4構(gòu)成?；瘜W反應釜1-6的底部設有排污口 1-14，頂部設有排氣孔1-15。
[0047]飲用水處理的方法有如下兩種:
[0048]一種是配藥罐1-2內(nèi)的化學試劑經(jīng)A流量計1-4-A計量后與來自儲水罐1_1并經(jīng)過計量的原水在A離心泵1-10-A內(nèi)預混合，在A離心泵1-10-A的作用下，經(jīng)噴射器1_7于化學反應釜1-6內(nèi)充分混合并反應后，進入混響超聲反應器1-8進行超聲殺菌和有機物降解，得到的純凈水進入純水儲罐1-5。
[0049]另一種是來自儲水罐1-1中的原水在A離心泵1-10-A的作用下經(jīng)計量后進入混響超聲反應器1-8，進行微生物降解和初步殺菌，從混響超聲反應器1-8出來的水和來自配藥罐1-2并經(jīng)計量的化學試劑在B離心泵1-10-B內(nèi)預混合，并于化學反應釜1-6內(nèi)充分混合與反應后，得到的純凈水進入純水儲罐1-5。
[0050]如上所述，鑒于化學法與超聲波滅菌法的優(yōu)缺點，連續(xù)式混響超聲場耦合化學法飲用水安全處理方法將兩種方法的優(yōu)點得以放大，缺點得到相互補償，具有減少化學試劑用量和提高滅菌效果的特點。超聲能產(chǎn)生一系列的物理效應(如空化效應、湍動效應、微擾效應、界面效應和均能效應)能破壞微生物的團簇現(xiàn)象，增大傳質(zhì)效果，使化學試劑能有效進入微生物細胞內(nèi)發(fā)生作用，提高滅菌效果。超聲波強化傳質(zhì)作用使化學試劑在水中分布更均勻，從而化學試劑用量減少，且不存在殺菌死角。另外，由于超聲波的作用，水分解產(chǎn)生氧化能力強的羥基自由基和氧自由基，羥基自由基形成強氧化劑過氧化氫，這些強氧化性物質(zhì)不僅能滅菌，還能與化學殺菌產(chǎn)生的氯副產(chǎn)物作用，大大提高了出水質(zhì)量。
[0051]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
[0052]本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在于:包括原水儲罐(1-1)、配藥罐(1-2)、純水儲罐(1-5)、化學反應釜(1-6)、混響超聲反應器(1-8)、A離心泵(1-10-A)、B 尚心栗(1-10-B)； 所述原水儲罐(1-1)和配藥罐(1-2)通過管路分別與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)的入口管路上設有A流量計(1-4-A); 所述A離心泵(1-10-A)的出口通過管路分別與化學反應釜(1-6)的入口和混響超聲反應器(1-8)的入口連接；在A離心泵(1-10-A)的出口處設有B流量計(1-4-B)； 所述化學反應釜(1-6)的出口通過管路分別連接純水儲罐(1-5)和混響超聲反應器(1-8)的入口連接； 所述混響超聲反應器(1-8)的出口通過管路與純水儲罐(1-5)及B離心泵(1-10-B)的入口連接； 所述配藥罐(1-2)通過A流量計(1-4-A)與混響超聲反應器(1-8)的出口管路連接，混響超聲反應器(1-8)的出口管路連接B離心泵(1-10-B)的入口，混響超聲反應器(1-8)的出口管路中的流體同時被吸入B離心泵(1-10-B)，B離心泵(1-10-B)的出口通過管路連接化學反應釜(1-6)的入口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在于:所述混響超聲反應器(1-8)由兩個并聯(lián)的單元組成，每個單元內(nèi)均自下而上分別設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)分別設置在混響超聲反應器(1-8)的兩側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在于:該超聲換能器(3-8)每一組分為三個，與另一組的三個交錯排列；每一列中的三個超聲換能器(3-8)頻率相同。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在于:所述混響超聲反應器(1-8)每個單元自上而下依次設有五個不同高度的出液口(3-4)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在于:所述混響超聲反應器(1-8)設有溫度傳感器(1-13)，外部設有冷卻水夾套(3-5)，混響超聲反應器(1-8)由超聲發(fā)生控制器(1-12)控制。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在于:所述化學反應釜(1-6)內(nèi)安裝有噴射器(1-7)，噴射器(1-7)的噴頭設置在化學反應釜(1-6)的內(nèi)底部，其形狀呈喇叭狀。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在于:所述化學反應釜(1-6)的出口，是由自上而下依次五個不同高度的出口 2-4構(gòu)成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置，其特征在在于:原水儲罐(1-1)內(nèi)設有電加熱裝置(1-3)。9.采用權(quán)利要求1至8中任一項所述連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置對飲用水處理的方法，其特征在于包括如下步驟: 配藥罐(1-2)內(nèi)的化學試劑經(jīng)A流量計(1-4-A)計量后與來自原水儲罐(1-1)并經(jīng)過計量的原水在A離心泵(1-10-A)內(nèi)預混合，在A離心泵(1-10-A)的作用下，經(jīng)噴射器(1_7)于化學反應釜(1-6)內(nèi)充分混合并反應后，進入混響超聲反應器(1-8)進行超聲殺菌和有機物降解，得到的純凈水進入純水儲罐(1-5)。10.采用權(quán)利要求1至8中任一項所述連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置對飲用水處理的方法，其特征在于包括如下步驟: 來自原水儲罐(1-1)中的原水在A離心泵(1-10-A)的作用下經(jīng)計量后進入混響超聲反應器(1-8)，進行微生物降解和初步殺菌，從混響超聲反應器(1-8)出來的水和來自配藥罐(1-2)并經(jīng)計量的化學試劑在B離心泵(1-10-B)內(nèi)預混合，并于化學反應釜(1-6)內(nèi)充分混合與反應后，得到的純凈水進入純水儲罐(1-5)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)混響超聲場耦合化學法飲水安全處理裝置及方法，由原水儲罐、配藥罐、帶射流器的化學反應釜、混響超聲反應器和純水儲罐等主要設備組成，處理工藝：一是配藥罐內(nèi)的化學藥劑與原水在離心泵內(nèi)預混合后，通過射流器進入化學反應釜混合與反應，再進入混響超聲反應器再進行超聲殺菌和有機物降解；二是來自儲水罐中的原水經(jīng)離心泵進入混響超聲反應器初步殺菌，從超聲反應器出來的水與來自配藥罐的化學藥劑在離心泵內(nèi)預混合后，通過射流器進入化學反應釜進行充分混合和殺菌；由于傳統(tǒng)化學法處理飲水工藝中耦合連續(xù)式混響超聲場的作用，減少了化學藥劑用量，有效降低了化學殺菌中產(chǎn)生的有害副產(chǎn)物，提高殺菌效果，降低能耗。
【IPC分類】C02F9/08
【公開號】CN104926006
【申請?zhí)枴緾N201510288608
【發(fā)明人】鄒華生, 王力芳, 呂雪營
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月29日