申请日2017.10.16
公开(公告)日2018.01.19
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明涉及一种等离子体‑超声波联用污水处理设备，包括机架、固定于机架上的污水过滤器本体、位于污水过滤器本体一侧的进水装置、位于污水过滤器本体另一侧的出水装置以及位于污水过滤器本体外侧的PLC控制箱。本发明在污水过滤器本体下方设置锥形过滤框、污水过滤器本体内设置等离子体电极，进水装置设置伸入锥形过滤框内的导水管，出水装置设置超声换能器，污水首先经过过滤框内过滤介质的过滤，然后经过等离子体的处理，最后经过超声波处理;并且将导水管设置成两端开口，增加了污水处理过程中的循环处理，使得污水能够多次经过等离子体、过滤框、等离子体和超声的处理，处理效果好，实用价值高。
权利要求书
1.一种等离子体-超声波联用污水处理设备，包括机架(10)、固定于机架(10)上的污水处理器本体(20)、位于污水处理器本体(20)一侧的进水装置(30)以及位于污水处理器本体(20)另一侧的排水装置(40);
其特征在于：污水处理器本体(20)包括竖直设置的污水处理器外壳(21)和与污水处理器外壳(21)底部连通的锥形过滤框(22);锥形过滤框(22)内设有过滤介质;污水处理器外壳(22)下端侧壁设有两个相对的等离子体电极(24);排水装置(40)设置在靠近污水处理器外壳(21)顶部。
2.如权利要求1所述的等离子体-超声波联用污水处理设备，其特征在于：排水装置(40)包括一与污水处理器外壳(21)内部连通的排水管(41)和一收容于污水处理器外壳(21)内部并与污水处理器外壳(21)同轴设置的过滤器(42)，过滤器(42)竖直设置且上端具有开口;排水装置(40)进一步包括对过滤器(42)起支撑作用的第一隔水板(43);第一隔水板(43)固定在污水处理器外壳(21)内壁上，第一隔水板(43)将过滤器(42)分为过滤器上段(42a)和过滤器下段(42b);过滤器下段(42b)侧壁设有若干贯穿内外侧壁的水流通孔，其外侧壁设有过滤网;排水管(41)位于第一隔水板(43)上方。
3.如权利要求2所述的等离子体-超声波联用污水处理设备，其特征在于：排水水装置(40)进一步包括设置于过滤器(42)底部的超声换能器(46)、设置于过滤器(42)上方的第二隔水板(44)以及设置在第二隔水板(44)上的超声发生器(45);第二隔水板(44)与污水处理器外壳(42)内壁固定连接，第二隔水板(44)下表面与过滤器(42)上端开口之间留有供水流通过的间隙。
4.如权利要求1-3任一项所述的等离子体-超声波联用污水处理设备，其特征在于：进水装置(30)包括固定于机架(10)上的第一加压泵(31)、与第一加压泵(31)出口连通的进水管(32);进水管(32)与污水处理器外壳(21)内部连通并伸入污水处理器外壳(21)内部，其伸入污水处理器外壳(21)内部的一端进一步伸入锥形过滤框(22)内。
5.如权利要求4所述的等离子体-超声波联用污水处理设备，其特征在于：进水装置(30)进一步包括收容于污水处理器外壳(21)内的导水管(33)，导水管(33)为两端具有开口的柱体结构，且与污水处理器外壳(21)同轴设置;导水管(33)的内径大于过滤器(42)的外径，导水管(33)顶部高度高于过滤器(42)底部高度，并且导水管(33)顶部与第一隔水板(43)下表面之间留有供水流通过的间隙;导水管(33)下端伸入锥形过滤框(22)内;导水管(33)上端进一步设有射流管(34)，射流管(34)呈L型，射流管(34)的一端开口向下收容于导水管(33)内，射流管(34)的另一端穿过导水管(33)管壁并通过第一法兰(35)与进水管(32)连通。
6.如权利要求3所述的等离子体-超声波联用污水处理设备，其特征在于：第二隔水板(44)、第一隔水板(43)、过滤器上段(42a)以及污水处理器外壳(21)共同构成排水腔(47);第二隔水板(43)上进一步设有第二加压泵(48)，第二加压泵(48)的入口与排水腔(47)连通，第二加压泵(48)的出口连接有喷水管(49)，喷水管(49)竖直伸入过滤器下段(42b);喷水管(49)管壁设有若干倾斜向下的喷头(491)。
7.如权利要求6所述的等离子体-超声波联用污水处理设备，其特征在于：喷头(491)与喷水管(49)之间的夹角在30°到60°之间。
说明书
一种等离子体-超声波联用污水处理设备
技术领域
本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种等离子体-超声波联用污水处理设备。
背景技术
近年来，随着声化学的兴起，功率超声作为污水处理的一种新兴手段已经得到了应用，其降解条件温和，降解速率快，适用范围广，尤其是对工业废水中的有机物的降解非常显著，对有机物的处理更直接，且没有二次污染。
超声波对有机污水的降解作用，主要源于其声空化效应。即在较大的声强作用下，在声波负压相内，空化泡迅速扩大，随之在声波正压相作用下，被迅速压缩至崩溃，空化泡崩溃时，形成局部热点，其温度Tmax可达5000K以上。压力达50MPa持续数微秒以后，热点随之冷却，并有强大的冲击波产生;声空化反应时空化泡崩溃的瞬间产生的高温高压还可以使H2O分解为H·和·OH自由基。在这极端条件下污水产生裂解反应等，从而使难降解高分子有机物转化为小分子的有机物或相应的无机物。通常易于挥发的有机物主要发生热解反应，极类似燃烧化学反应，使其彻底降解;不宜或难挥发的有机物主要发生自由基反应。超声降解的机理主要是热解反应和氧化反应两种类型。
并且，超声波对混凝有促进作用。当超声波通过有微小絮体颗粒的流体介质时，其中的颗粒开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的振
动速度，颗粒将相互碰撞、粘合，体积和质量均增大。当粒子变大己不能随超声振动时，只能做无规则运动，继续碰撞粘合、变大，最终沉淀。
中国发明专利CN101786691A公开了一种在线宽频超声波污水处理装置，由反应器，沉降罐，变频管组成，变频管安装在反应器中，在变频管中部外圆周与反应器内壁之间安装有干涉板，干涉板上均布衍射圆孔，变频管的下端安装射流喷嘴，射流喷嘴通与喷射器、高压水泵连接，反应器的底部为平面反射板，平面反射板上安装高频换能器和低频换能器，沉降罐环绕安装在反应器的圆周，反应器的下部和中部分别有回流口和溢流口与沉降罐连通，沉降罐的上部有出水口。该发明具有超声波频带宽、振幅加大、空化效应进一步加强、污水雾化后与臭氧及空气反应更充分等优点。但是其通过下部将污水加压向上喷射雾化来与臭氧发生反应，使得其对加压泵要求较高;并且其将射流孔设置在沉降罐底部，使得沉降下来的污泥容易再次被带起造成处理成本增高，并且其还存在对污水处理不彻底，处理效果不佳等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低加压泵负荷，降低处理成本和处理效果好的污水处理设备。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种等离子体-超声波联用污水处理设备，包括机架、固定于机架上的污水处理器本体、位于污水处理器本体一侧的进水装置以及位于污水处理器本体另一侧的排水装置;
其结构特征为：污水处理器本体包括竖直设置的污水处理器外壳和与污水处理器外壳底部连通的锥形过滤框;锥形过滤框内设有过滤介质;污水处理器外壳下端侧壁设有两个相对的等离子体电极;排水装置设置在靠近污水处理器外壳顶部。
进一步的，过滤框内装有过滤介质，本发明中过滤介质优选为石英砂、硅藻土或蒙脱石。
优选的，过滤框底部设有第二法兰。
进一步的，排水装置包括一与污水处理器外壳内部连通的排水管和一收容于污水处理器外壳内部并与污水处理器外壳同轴设置的过滤器，过滤器竖直设置且上端具有开口;排水装置进一步包括对过滤器起支撑作用的第一隔水板;第一隔水板固定在污水处理器外壳内壁上，第一隔水板将过滤器分为过滤器上段和过滤器下段;过滤器下段侧壁设有若干贯穿内外侧壁的水流通孔，其外侧壁设有过滤网;排水管位于第一隔水板上方。
进一步的，排水水装置进一步包括设置于过滤器底部的超声换能器、设置于过滤器上方的第二隔水板以及设置在第二隔水板上的超声发生器;第二隔水板与污水处理器外壳内壁固定连接，第二隔水板下表面与过滤器上端开口之间留有供水流通过的间隙。
更进一步的，进水装置包括固定于机架上的第一加压泵、与第一加压泵出口连通的进水管;进水管与污水处理器外壳内部连通并伸入污水处理器外壳内部，其伸入污水处理器外壳内部的一端进一步伸入锥形过滤框内。
优选的，进水装置进一步包括收容于污水处理器外壳内的导水管，导水管为两端具有开口的柱体结构，且与污水处理器外壳同轴设置;导水管的内径大于过滤器的外径，导水管顶部高度高于过滤器底部高度，并且导水管顶部与第一隔水板下表面之间留有供水流通过的间隙;导水管下端伸入锥形过滤框内;导水管上端进一步设有射流管，射流管呈L型，射流管的一端开口向下收容于导水管内，射流管的另一端穿过导水管管壁并通过第一法兰与进水管连通。
进一步的，第二隔水板、第一隔水板、过滤器上段以及污水处理器外壳共同构成排水腔;第二隔水板上进一步设有第二加压泵，第二加压泵的入口与排水腔连通，第二加压泵的出口连接有喷水管，喷水管竖直伸入过滤器下段;喷水管管壁设有若干倾斜向下的喷头。
更进一步的，喷头与喷水管之间的夹角在30°到60°之间。
进一步的，一种等离子体-超声波联用污水处理设备进一步包括固定于机架上的PLC控制箱，PLC控制箱分别于第一加压泵、等离子体电极、超声换能器和超声发生器电性连接并与电源电性连接。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比取得了如下有益效果：
首先，将射流管朝下设置，能够减小加压泵的负荷，节约能源;其次，将导水管伸入过滤介质中，从射流管喷射的污水经过导水管导流进入过滤介质被首次过滤，并且在导水管外侧，本体内壁设有等离子体电极，在导水管内的污水能够首先被等离子体处理，被初次处理的污水在本体内上升，由于本体管径远大于导水管管径，水流速度降低，不会将沉降下来的污染物带起;再次，液位上升到导水管顶部由于射流管的射流会使得导水管顶部区域形成局部负压，上升到导流管顶部的污水会在负压的作用下再次进入导流管被多次处理;最后，设置超声波震荡，利用超声波在固体介质传播速度大于在液体介质中的传播速度，先将过滤网上污染物剥离，然后利用超声波增强混凝的作用，加强了沉降下过，进一步加强了污水处理效果。
