CN107032514A - 具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其技术方案要点是其包括用于去除废水或原水中的漂浮物的格栅池、用于去除难降解废水或原水中的悬浮固体或泥沙的旋流式沉沙器以及用于产生空化空蚀作用以去除废水中的难降解污染物或杀灭原水中的病原微生物的文丘里式空化空蚀反应器，所述格栅池、旋流式沉沙器和文丘里式空化空蚀反应器依次组合连通。本发明的空化空蚀水处理***通过格栅池、旋流式沉沙器和文丘里式空化空蚀反应器依次能够去除废水或原水中的漂浮物、悬浮固体或泥沙、难降解污染物和病原微生物，使得提高了废水处理和饮用水消毒的效果，无需添加任何药品或试剂，不存在加氯消毒副产品DBPs的危害。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理***，更具体的说，它涉及一种具有去除废水中难降解污染物和饮用水消毒功能的空化空蚀水处理***。
背景技术
随着我国经济的快速发展、城市化进程的加快，由食品、制造及印染等行业排出的生产废水中难降解污染物的成分越来越复杂，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。这些污染物毒性强、色度高、B/C低，可生化性差，难以生物降解，传统的废水处理方法在处理的多功能性、高效稳定性和经济合理性方面难以满足不断提高的要求。与此同时，饮用水源也因此受到不同程度的污染，水中含有各种病原微生物，如细菌、病毒、原生动物等。病原微生物可使人及动物感染疾病，并通过生活污水排入水体传播疾病。早在19世纪末，法国微生物学家Pasteur、德国医生Koch就提出了“疾病细菌学”理论。其后，德国生物化学家Traube提出投加漂白粉来杀灭原水中的病原微生物，亦即用氯来消毒给水工程中原水以防止水传播疾病，自此一直成为饮用水消毒的常规技术。但近年来发现，氯在消毒的同时与水中有机化合物反应生成消毒副产品DBPs，其中最为常见的DBPs为三卤甲烷THMs（即三氯甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷的总称）、卤乙酸HAAs等，这些副产品具有“三致”（致癌、致畸、致突变）作用，严重威胁着人们的身体健康。此外，病原微生物在水中通常以菌落、芽孢形式聚集，加氯消毒只能杀灭位于表层的病原微生物，难以杀灭隐藏在内部的病原微生物。水中细颗粒泥沙的絮凝作用会把病原微生物裹入其中使其免受氯化作用，并且某些病原微生物具有抵抗氯化作用的能力。另外，水厂加氯消毒的成本很高，消毒处理的周期较长。由此可见，无论在废水处理，还是饮用水处理方面，都亟需一种既安全又经济的水处理新技术。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够去除废水或原水中的漂浮物、悬浮固体或泥沙、难降解污染物和病原微生物，使得提高废水处理和饮用水消毒效果的空化空蚀水处理***。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其包括用于去除废水或原水中的漂浮物的格栅池、用于去除难降解废水或原水中的悬浮固体或泥沙的旋流式沉沙器以及用于产生空化空蚀作用以去除废水中的难降解污染物或杀灭原水中的病原微生物的文丘里式空化空蚀反应器，所述格栅池、旋流式沉沙器和文丘里式空化空蚀反应器依次组合连通。
本发明进一步设置为：所述格栅池上设有进水口和出水口，废水或原水从进水口流向出水口，出水口连通旋流式沉沙器。
本发明进一步设置为：所述格栅池内设有若干道格栅，靠近进水口处的格栅的间隙大于靠近出水口处的格栅的间隙。
本发明进一步设置为：所述旋流式沉沙器为竖直设置，从上到下依次包括圆筒、截头圆锥体和泥沙收集箱。
本发明进一步设置为：所述圆筒内设有隔板，通过隔板圆筒分为上下两层，所述隔板上设置溢流管，圆筒内的上下两层之间通过溢流管连通，圆筒的下层靠近隔板处设有进水管，圆筒的上层靠近隔板处设有出水管。
本发明进一步设置为：所述水管与圆筒之间连接有矩形喷咀，所述矩形喷咀沿切向进入圆筒。
本发明进一步设置为：所述截头圆锥体的较大一端连通圆筒的下层，截头圆锥体的较小一端连通泥沙收集箱，通过进水管废水或原水在截头圆锥体内旋转，通过旋转的离心力废水或原水中的悬浮固体或泥沙从水流中分离、下沉于截头圆锥体的底部，并流入泥沙收集箱内，得到净化的清水通过溢流管上升至圆筒的上层，并通过出水管流出。
本发明进一步设置为：所述圆筒的顶部设有排气孔，所述截头圆锥体的外壁上设有连接泥沙收集箱的支架，所述泥沙收集箱的底部设有排空管。
本发明进一步设置为：所述文丘里式空化空蚀反应器包括依次组合连通的收缩段、喉部和扩散段。
本发明进一步设置为：所述文丘里式空化空蚀反应器分别设计不同长径比的喉部、扩散段/收缩段，不同扩散角/收缩角的扩散段/收缩段，灵活自由组合以实现不同组合型式的文丘里式空化空蚀反应器。
本发明具有下述优点：通过格栅池、旋流式沉沙器和文丘里式空化空蚀反应器依次能够去除废水或原水中的漂浮物、悬浮固体或泥沙、难降解污染物和病原微生物，使得提高了废水处理和饮用水消毒的效果，且空化空蚀水处理***内的设备简单，使得能够降低设备的维护成本，且能够控制反应条件提高处理效率；通过若干道的格栅设置，且靠近进水口的格栅间隙大于靠近出水口的格栅间隙，通过废水或原水从进水口流向出水口能够依次将水流中的漂浮物从较大直径到较小直径进行过滤，使得能够提高过滤效果，且避免了大粒径漂浮物阻塞靠近出水口处的格栅；通过设置矩形喷咀，且矩形喷咀沿切向设置在圆筒的内表面，使得进入圆筒内的废水或原水能够在圆筒内进行旋转形成离心力；通过设置排气孔，旋转水流中心的气流则通过圆筒顶部的排气孔排出，避免了旋流式沉沙器内气压过高导致损坏的情况；设置支架能够稳定截头圆锥体与泥沙收集箱之间的结构稳定性，通过设置排空管，能够简便从泥沙收集箱内取出泥沙的操作过程，进一步提高了工作效率；通过文丘里式空化空蚀反应器的收缩段、喉部和扩散段的依次组合，能够在无需添加任何药品或试剂、不存在加氯消毒副产品DBPs危害的情况下杀灭原水中的病原微生物，能够快速去除废水中的难降解污染物，使得提高了水处理的效果。
附图说明
图1为本发明具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***的结构示意图；
图2为本发明具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***的格栅池结构示意图；
图3为本发明具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***的旋流式沉沙器立面结构图；
图4为本发明具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***的旋流式沉沙器俯视图；
图5为本发明具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***的文丘里式空化空蚀反应器结构示意图；
图6为本发明具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***的各个喉部与扩散段/收缩段组合的结构示意图。
图中：1、格栅池；2、旋流式沉沙器；3、文丘里式空化空蚀反应器；4、进水口；5、出水口；6、格栅；7、圆筒；8、截头圆锥体；9、泥沙收集箱；10、隔板；11、溢流管；12、进水管；13、出水管；14、矩形喷咀；15、排气孔；16、支架；17、排空管；18、收缩段；19、喉部；20、扩散段。
具体实施方式
参照图1至6所示，本实施例的一种具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其包括用于去除废水或原水中的漂浮物的格栅池1、用于去除难降解废水或原水中的悬浮固体或泥沙的旋流式沉沙器2以及用于产生空化空蚀作用以去除废水中的难降解污染物或杀灭原水中的病原微生物的文丘里式空化空蚀反应器3，所述格栅池1、旋流式沉沙器2和文丘里式空化空蚀反应器3依次组合连通。
所述格栅池1上设有进水口4和出水口5，废水或原水从进水口4流向出水口5，出水口5连通旋流式沉沙器2。
所述格栅池1内设有若干道格栅6，靠近进水口4处的格栅6的间隙大于靠近出水口5处的格栅6的间隙。
所述旋流式沉沙器2为竖直设置，从上到下依次包括圆筒7、截头圆锥体8和泥沙收集箱9。
所述圆筒7内设有隔板10，通过隔板10圆筒7分为上下两层，所述隔板10上设置溢流管11，圆筒7内的上下两层之间通过溢流管11连通，圆筒7的下层靠近隔板10处设有进水管12，圆筒7的上层靠近隔板10处设有出水管13。
所述水管与圆筒7之间连接有矩形喷咀14，所述矩形喷咀14沿切向进入圆筒7。
所述截头圆锥体8的较大一端连通圆筒7的下层，截头圆锥体8的较小一端连通泥沙收集箱9，通过进水管12废水或原水在截头圆锥体8内旋转，通过旋转的离心力废水或原水中的悬浮固体或泥沙从水流中分离、下沉于截头圆锥体8的底部，并流入泥沙收集箱9内，得到净化的清水通过溢流管11上升至圆筒7的上层，并通过出水管13流出。
所述圆筒7的顶部设有排气孔15，所述截头圆锥体8的外壁上设有连接泥沙收集箱9的支架16，所述泥沙收集箱9的底部设有排空管17。
所述文丘里式空化空蚀反应器3包括依次组合连通的收缩段18、喉部19和扩散段20。
所述文丘里式空化空蚀反应器3分别设计不同长径比的喉部19、扩散段20/收缩段18，不同扩散角/收缩角的扩散段20/收缩段18，灵活自由组合以实现不同组合型式的文丘里式空化空蚀反应器3。
通过采用上述技术方案，难降解废水或原水先流经格栅池1以去除水中的漂浮物，然后流入旋流式沉沙器2以去除水中的悬浮固体或泥沙，澄清后的废水或原水流入文丘里式空化空蚀反应器3。水流通过文丘里管收缩段18后进入喉部19，压力急剧下降，当水流压力低于相应温度下的饱和蒸汽压时，在喉部19产生空泡形成空化水流，空泡随水流进入下游扩散段20压力升高会使空泡溃灭发生空蚀作用。空泡溃灭时会在极短的时间内释放巨大的能量，产生超高温、超高压，在这种高能量作用下液体裂解为活性氢原子和自由羟基，重组形成过氧化氢，自由基团具有强氧化性，可以有效地降解复杂有机物，生物难降解物等。同时，空泡溃灭时产生的冲击波、微射流会使病原微生物（细菌、病毒、原生动物）的细胞、衣壳发生空蚀破坏。
通过格栅池1、旋流式沉沙器2和文丘里式空化空蚀反应器3依次能够去除废水或原水中的漂浮物、悬浮固体或泥沙、难降解污染物和病原微生物，使得提高了废水处理和饮用水消毒的效果，且空化空蚀水处理***内的设备简单，使得能够降低设备的维护成本，且能够控制反应条件提高处理效率。
通过若干道的格栅6设置，且靠近进水口4的格栅6间隙大于靠近出水口5的格栅6间隙，通过废水或原水从进水口4流向出水口5能够依次将水流中的漂浮物从较大直径到较小直径进行过滤，使得能够提高过滤效果，且避免了大粒径漂浮物阻塞靠近出水口5处的格栅6。
通过设置矩形喷咀14，且矩形喷咀14沿切向设置在圆筒7的内表面，使得进入圆筒7内的废水或原水能够在圆筒7内进行旋转形成离心力，通过设置排气孔15，旋转水流中心的气流则通过圆筒7顶部的排气孔15排出，避免了旋流式沉沙器2内气压过高导致损坏的情况，设置支架16能够稳定截头圆锥体8与泥沙收集箱9之间的结构稳定性，通过设置排空管17，能够简便从泥沙收集箱9内取出泥沙的操作过程，进一步提高了工作效率。
通过文丘里式空化空蚀反应器3的收缩段18、喉部19和扩散段20的依次组合，能够快速去除难降解污染物，能够在无需添加任何药品或试剂、不存在加氯消毒副产品DBPs危害的情况下杀灭原水中的病原微生物，使得提高了水处理效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：其包括用于去除废水或原水中的漂浮物的格栅池、用于去除难降解废水或原水中的悬浮固体或泥沙的旋流式沉沙器以及用于产生空化空蚀作用以去除废水中的难降解污染物或杀灭原水中的病原微生物的文丘里式空化空蚀反应器，所述格栅池、旋流式沉沙器和文丘里式空化空蚀反应器依次组合连通。
2.根据权利要求1所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述格栅池上设有进水口和出水口，废水或原水从进水口流向出水口，出水口连通旋流式沉沙器。
3.根据权利要求2所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述格栅池内设有若干道格栅，靠近进水口处的格栅的间隙大于靠近出水口处的格栅的间隙。
4.根据权利要求1所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述旋流式沉沙器为竖直设置，从上到下依次包括圆筒、截头圆锥体和泥沙收集箱。
5.根据权利要求4所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述圆筒内设有隔板，通过隔板圆筒分为上下两层，所述隔板上设置溢流管，圆筒内的上下两层之间通过溢流管连通，圆筒的下层靠近隔板处设有进水管，圆筒的上层靠近隔板处设有出水管。
6.根据权利要求5所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述水管与圆筒之间连接有矩形喷咀，所述矩形喷咀沿切向进入圆筒。
7.根据权利要求6所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述截头圆锥体的较大一端连通圆筒的下层，截头圆锥体的较小一端连通泥沙收集箱，通过进水管废水或原水在截头圆锥体内旋转，通过旋转的离心力废水或原水中的悬浮固体或泥沙从水流中分离、下沉于截头圆锥体的底部，并流入泥沙收集箱内，得到净化的清水通过溢流管上升至圆筒的上层，并通过出水管流出。
8.根据权利要求7所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述圆筒的顶部设有排气孔，所述截头圆锥体的外壁上设有连接泥沙收集箱的支架，所述泥沙收集箱的底部设有排空管。
9.根据权利要求1所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述文丘里式空化空蚀反应器包括依次组合连通的收缩段、喉部和扩散段。
10.根据权利要求9所述的具有去除难降解污染物和消毒功能的空化空蚀水处理***，其特征在于：所述文丘里式空化空蚀反应器分别设计不同长径比的喉部、扩散段/收缩段，不同扩散角/收缩角的扩散段/收缩段，灵活自由组合以实现不同组合型式的文丘里式空化空蚀反应器。
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