申请日2011.12.20
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F1/30
摘要
本发明提供了一种循环往复式旋流微波水处理反应腔。该反应腔由腔体和安装在腔体内部的循环往复式旋流反应器组成，所述腔体的外壳上开有进水孔、进水孔、波导口和检修孔，所述循环往复式旋流反应器由底部旋流反应区、顶部旋流反应区以及介于两者之间的连通管三部分组成，进水管通过进水孔贯穿腔体并以切线方式与底部旋流反应区连通，出水管通过出水孔贯穿腔体并以切线方式与顶部旋流反应区连通，在底部和顶部旋流反应区之间设有多根单螺旋连通管连通上述底部和顶部旋流反应区，实现了污水在微波反应腔内的循环往复旋流流动。本发明与现有技术相比较，具有切线旋流紊流性能好，循环往复性能好等优点，降低了能耗，提高了处理效果。
权利要求书
1.一种循环往复式旋流微波水处理反应腔，包括：一个腔体，腔体上开有进水孔、出水孔、检修孔以及波导口，安装在腔体内部并通过进出水管道贯穿腔体壁的循环往复式旋流反应器，其特征在于：
所述循环往复式旋流反应器，由底部旋流反应区、顶部旋流反应区以及连通管三部分组成，所述底部旋流反应区和顶部旋流反应区通过连通管相连通;
所述底部旋流反应区和顶部旋流反应区分别被N(N≥1)块分隔板分隔为N等分,并在底部旋流反应区的顶部和顶部旋流反应区的底部分别对应设置N个反应区连通孔，设置N个单螺旋连通管通过上述连通孔分别与底部旋流反应区和顶部旋流反应区连通，以顶部反应区的最初进水为起点，在上述顶部旋流反应区和底部旋流反应区的分隔挡板上上下交替错位设置(N-1)个分隔板连通孔。
2.根据权利要求1所述的循环往复式旋流微波水处理反应腔，其特征在于，所述底部旋流反应区和顶部旋流反应区均为圆形，分别被三块分隔板均匀分隔为三部分，并在底部旋流反应区的顶部和顶部旋流反应区的底部分别对应设置三个反应区连通孔，设置三个单螺旋连通管通过上述连通孔分别与底部旋流反应区和顶部旋流反应区连通，以顶部反应区的最初进水为起点，在上述顶部旋流反应区和底部旋流反应区的分隔板上上下交替错位设置两个分隔板连通孔。
3.根据权利要求2所述的循环往复式旋流微波水处理反应腔，其特征在于，所述分隔板连通孔设置在分隔板贴近旋流反应区内壁一侧的末端上。
4.根据权利要求3所述的循环往复式旋流微波水处理反应腔，其特征在于，所述进水管通过进水孔贯穿腔体并以切线方式与底部旋流反应区连通，所述出水管通过出水孔贯穿腔体并以切线方式与顶部旋流反应区连通。
5.根据权利要求4所述的循环往复式旋流微波水处理反应腔，其特征在于，所述进水孔和出水孔位于腔体的同一个面上且呈对角分布。
6.根据权利要求5所述的循环往复式旋流微波水处理反应腔，其特征在于，所述波导口所在的立面与进水孔所在的立面垂直相交，且波导口位于靠近进水孔的一角。
说明书
一种循环往复式旋流微波水处理反应腔
技术领域
本发明属于水污染治理设备领域，具体涉及一种新型微波水处理反应腔。
背景技术
微波应用于水污染治理中，是近几年来的研究热点之一。由于微波对水体中的物质具有选择加热性，它对吸收微波的物质，可以起到极大的强烈的催化作用，使得其反应迅速、彻底、效率高。同时微波对水体还有穿透作用，因此在一定的水体厚度范围内，水体内部的物质进行反应时同样可以受到微波的作用，利用微波的穿透、振荡、催化等特点，促进化学反应的进行，并极大的提高水污染处理中污染物的降解速率。虽然微波对水体中的物质具有催化和穿透作用，但是微波的穿透能力是有限度的。因此污水在微波反应腔内的微波场中处理时，需要混合均匀，以保证污水受微波辐照的均匀性，同时，在微波场中一定的污水受微波辐照时间(HRT)亦是必须的。已有的研究表明，针对不同的污水类别，受微波辐照时间HRT需要少则几十秒，多则5～10分钟，甚至更长的时间，方能起到较好的处理效果。具体的应用中，微波反应腔或谐振腔都是必不可少的装置，同家用微波炉一样，污水在微波反应腔内的中底部旋流中央处受微波辐照效果更好，普通家用微波炉底部的旋转盘的转动使得被加热物体均匀受热既是例证。而已有的微波谐振腔，均在谐振腔内设有专供流体在微波场中充分物化反应的流体环流器，所不同的是，在中国专利文献CN1231213A中公开的环流器布置方式为单层螺旋形管，而在中国专利文献CN101143737A中公开的环流器是在整个腔体内满布蛇形管设置。其结果不是受微波辐照时间短，就是由于微波在水中的穿透能力的限制性，使得污水受微波辐照不均匀，从而影响处理的效果。前述专利文献中的微波谐振腔设置的两个波导口，通常需要两个大功率的微波发生器，能耗很大，不符合目前所提倡的环保节能的趋势，且是否能起到实质的谐振，其效果如何尚无实际的理论依据。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型的循环往复式旋流微波水处理反应腔，使得污水受微波辐照均匀，同时延长其受微波辐照时间。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的。
本发明的循环往复式旋流微波水处理反应腔，包括：一个腔体，腔体上开有进水孔、出水孔、检修孔以及波导口，安装在腔体内部并通过进出水管道贯穿腔体壁的循环往复式旋流反应器;
所述循环往复式旋流反应器，由底部旋流反应区、顶部旋流反应区以及连通管三部分组成，所述底部旋流反应区和顶部旋流反应区通过连通管相连通;
所述底部旋流反应区和顶部旋流反应区分别被N(N≥1)块分隔板分隔为N等分，并在底部旋流反应区的顶部和顶部旋流反应区的底部分别对应设置N个反应区连通孔，设置N个单螺旋连通管通过上述连通孔分别与底部旋流反应区和顶部旋流反应区连通，以顶部反应区的最初进水为起点，在上述顶部旋流反应区和底部旋流反应区的分隔挡板上上下交替错位设置(N-1)个分隔板连通孔。
作为一种优化，所述底部旋流反应区和顶部旋流反应区均为圆形，分别被三块挡板均匀分隔为三部分，并在底部旋流反应区的顶部和顶部旋流反应区的底部分别对应设置三个反应区连通孔，设置三个单螺旋连通管通过上述连通孔分别与底部旋流反应区和顶部旋流反应区连通，以顶部反应区的最初进水为起点，在上述顶部旋流反应区和底部旋流反应区的分隔挡板上上下交替错位设置两个分隔板连通孔。
作为进一步的优化，所述分隔板连通孔设置在分隔板贴近旋流反应区内壁一侧的末端上。
作为进一步的优化，所述进水管通过进水孔贯穿腔体并以切线方式与底部旋流反应区连通，所述出水管通过出水孔贯穿腔体并以切线方式与顶部旋流反应区连通。
作为进一步的优化，所述进水孔和出水孔位于腔体的同一个面上且呈对角分布。
作为进一步的优化，所述波导口所在的立面与进水孔所在的立面垂直相交，且波导口位于靠近进水孔的一角。
本发明提供了一种循环往复式旋流微波水处理反应腔，在该腔体内首先利用进水管道以切线方向进入微波反应腔底部旋流反应区，利用出水管道以切线方式流出微波反应腔顶部旋流反应区，通过流体水力旋流混匀，从而保证了流体在底部旋流反应区内受微波辐照的均匀性，然后，利用单螺旋状的管道在底部旋流反应区和顶部旋流反应区之间进行上下循环，实现往复流动，在保证了污水在微波反应腔体内受微波辐照均匀的同时，还延长了污水在微波腔体内的受微波辐照时间。从而提供了一种新型微波水处理反应腔体，必然在国内外的水污染治理及资源化应用中成为一种突破性技术。
