本發明涉及一種污水三級處理的工藝方法,特別是涉及一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法。
背景技術:
1、氣泡射流撞擊流技術將氣泡射流技術與撞擊流技術結合起來,能夠有效地促進氣液兩相的混合吸收,增加了液相中的氣體含量,強化了后續的空化過程。
2、水力空化是指當液體中某處的局部壓力低于該處飽和蒸汽壓力時,不僅溶在水中的空氣會逸出,而且水也開始汽化,在水中形成許多由空氣和蒸汽組成的空泡,這些空泡被水流挾帶著到達高壓區時潰滅,空泡潰滅的瞬間,在極端的高溫、高壓、高射流的環境下,會產生熱效應、機械效應和化學效應。
3、根據空化的產生方式,可以將空化分為水力空化和超聲空化。水力空化是指通過一定的水力結構(如文丘里管或者其它能夠引起流動液體壓力變化的幾何結構等)來實現液體的空化。當液體流經水力結構時,由于水力結構的某種限制作用,液體流速急劇上升而壓力急劇下降,當壓力降低到液體溫度對應的飽和蒸氣壓時就會產生空化,而隨著液體的繼續流動液體壓力升高,前期產生的空化氣泡隨之塌縮、潰滅。空化過程中存在著以下三種效應,熱效應:空泡潰滅時產生的局部高溫使得附近的液體汽化,加速空泡生成;化學效應:空化過程中的極端條件能使水分子裂解產生氫基和羥基自由基等游離基,并會進一步反應生成強氧化物,過氧化氫等物質,有利于污水中有機物及氮磷的處理。機械效應:空化泡在生成到潰滅的過程中,會產生強大的沖擊波和微射流,可在流體中產生強烈擾動、甚至發生破碎、剪切力等機械效應。
4、芬頓法是一種用于水處理的化學處理方法,這種方法基于一種混合物(fenton試劑),一般是過氧化氫和鐵離子,這兩種成分在酸性條件下混合使用,其中fe2+作為催化劑,可以促進過氧化氫分解產生羥基自由基,這些活躍的羥基自由基,能迅速氧化和分解有機污染物,將其轉化為水、二氧化碳等較為簡單、無害的物質。水力空化是一種利用液體中快速形成和崩塌的氣泡產生高溫、高壓和高速渦流的技術,能夠促進fenton試劑中羥基自由基的產生。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提出一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,該方法結合氣泡射流撞擊流技術與水力空化技術利用噴嘴將污水-氣體預混合、fenton試劑-氣體預混合,兩股流體通過噴嘴射入裝置后,加強了空化現象,使得fenton試劑中羥基自由基的生成率顯著提高,大量活躍羥基自由基的形成讓污水中有機物的處理更加高效。
2、本發明是通過以下技術方案實現的:
3、一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,該方法包括氣泡射流撞擊流和水力空化工藝;該工藝通過射流撞擊裝置的噴嘴將氣體與液體預混合,完成預混后的流體通過噴嘴射出,在罐體內部中心區域形成撞擊,撞擊區高度湍動,流體產生徑向擴散進入水力空化區;流體經過收縮區、喉部、擴張時,流體流速急劇上升而壓力急劇下降,壓力降低到液體溫度對應的飽和蒸氣壓時產生空化;水力空化過程包含熱效應、機械效應和化學效應三種,三種效應共同作用,即有效破壞污水中的有機物結構并對氮、磷等物質進行氧化實現污水處理;其撞擊流與水力空化裝置的過渡區域橫截面積大于喉部,過渡區域與喉部之間通過收縮區域連接,出口區域的截面積大于喉部的截面積,出口區域與喉部之間通過擴張區域連接。
4、所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,所述方法包括氣泡射流撞擊流及水力空化裝置,該裝置包括有罐體、噴嘴、進液口、進氣口、液泵、氣泵、流量計、壓力表、排液口、集液桶、儲液桶、儲氣瓶。
5、所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,所述撞擊流裝置包括噴嘴、進液口、進氣口、液泵、氣泵、流量計;噴嘴將氣液兩相進行預混后兩股射流從罐體兩側噴嘴噴出,相撞于罐體中心軸面,撞擊后流體發生徑向擴散,撞擊區高度湍動。
6、所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,所述水力空化區域的液體經過收縮區域、喉部、擴張區域時,流速急劇上升而壓力急劇下降,壓力降低到液體對應溫度的飽和蒸氣壓時產生空化,隨著液體的繼續流動液體壓力升高,前期產生的空化氣泡隨之塌縮、潰滅;通過撞擊流對撞發生徑向擴散的混合流體經過水力空化區域發生了水力空化。
7、所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,所述水力空化區域為四部分,分別是:收縮區域、喉部、擴張區域、出口區域,四者與撞擊區域、過渡區域、排液口同軸。
8、本發明的優點和效果是:
9、1本發明結合了撞擊流技術和水力空化技術,撞擊流技術具有較高動量與質量傳遞的特點,撞擊區高度湍動。水力空化技術能在液體中發生空化效應,出現空泡的產生和潰滅過程,從而對污水中的有機物和氮磷等物質進行處理。兩種技術的結合能夠顯著提升空化的效果,使得污水中有機物的處理過程更加高效。
10、2本發明中通過噴嘴將氣體與液體預混,隨后兩股流體進行撞擊,撞擊后擴散到空化區域。噴嘴中氣液的預混過程解決了空化過程中液體自身可能含氣量不足的問題,氣體的通入使得液體的含氣量增加,加劇了空化效應,使得空泡的產生和潰滅過程更加活躍,污水的處理過程進一步加強。
11、3本發明在工藝上結合了氣泡射流技術與撞擊流技術,在噴嘴中將氣液預混,預混過程中,當微小的氣泡在細菌附近崩潰時,會產生不對稱地內爆,形成的液體射流可以破壞細菌的細胞壁。
1.一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,其特征在于,該方法包括氣泡射流撞擊流和水力空化工藝;該工藝通過射流撞擊裝置的噴嘴將氣體與液體預混合,完成預混后的流體通過噴嘴射出,在罐體內部中心區域形成撞擊,撞擊區高度湍動,流體產生徑向擴散進入水力空化區;流體經過收縮區、喉部、擴張時,流體流速急劇上升而壓力急劇下降,壓力降低到液體溫度對應的飽和蒸氣壓時產生空化;水力空化過程包含熱效應、機械效應和化學效應三種,三種效應共同作用,即有效破壞污水中的有機物結構并對氮、磷等物質進行氧化實現污水處理;其撞擊流與水力空化裝置的過渡區域橫截面積大于喉部,過渡區域與喉部之間通過收縮區域連接,出口區域的截面積大于喉部的截面積,出口區域與喉部之間通過擴張區域連接。
2.根據權利要求1所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,其特征在于,所述方法包括氣泡射流撞擊流及水力空化裝置,該裝置包括有罐體、噴嘴、進液口、進氣口、液泵、氣泵、流量計、壓力表、排液口、集液桶、儲液桶、儲氣瓶。
3.根據權利要求1所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,其特征在于,所述撞擊流裝置包括噴嘴、進液口、進氣口、液泵、氣泵、流量計;噴嘴將氣液兩相進行預混后兩股射流從罐體兩側噴嘴噴出,相撞于罐體中心軸面,撞擊后流體發生徑向擴散,撞擊區高度湍動。
4.根據權利要求1所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,其特征在于,所述水力空化區域的液體經過收縮區域、喉部、擴張區域時,流速急劇上升而壓力急劇下降,壓力降低到液體對應溫度的飽和蒸氣壓時產生空化,隨著液體的繼續流動液體壓力升高,前期產生的空化氣泡隨之塌縮、潰滅;通過撞擊流對撞發生徑向擴散的混合流體經過水力空化區域發生了水力空化。
5.根據權利要求1所述的一種氣泡射流撞擊水力空化污水三級處理工藝方法,其特征在于,所述水力空化區域為四部分,分別是:收縮區域、喉部、擴張區域、出口區域,四者與撞擊區域、過渡區域、排液口同軸。