利用混频超声技术的污水处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及污水处理技术领域，旨在提供一种利用混频超声技术的污水处理装置。该装置包括设有进水口和出水口的混合反应器，混合反应器上设有至少两个不同工作频率的超声波换能器，同时运行时任意两个不同频率的超声波换能器之间的工作频率差值为１６～８００ｋＨｚ；所述超声换能器同时安装于混合反应器的器壁外或混合反应器的腔内、或分别安装于混合反应器的器壁外和混合反应器的腔内。使用该装置处理含有油类和多种有机化学污染物以及水生生物和病原体的船舶“三水”，既能消除油类、有机化学污染物，又能灭杀水中的水生生物和病原体，还要随时随刻可以启动运行，依靠高强度的处理能力，在短时间内处理大量船舶“三水”，并使之达标。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及污水处理
，特别是涉及一种利用混频超声技术的污 水处理装置。
技术介绍
各种污水中，含有油类、有机污染物、水生生物和病原体的污水占有很大的 比重。其中，船舶的"三水"很具有代表性。船舶的"三水"(即压舱水、洗舱水和机舱底水的总称)是船舶日常航运业 务必须使用或产生的物料。由于实际技术条件和取水水源的原因，"三水"肯定 含有油类或有机化学品污染物以及异地迁入的水生生物和病原体。由于"三水" 不可避免地需要排放或者更换，由此就会给排放的水域和陆地带来油类和有机化 学品的污染以及外来水生生物和病原体的入侵。将船舶"三水"经过高效处理使 之达到排放或使用的相关标准， 一直是各国在管理上严格督査，在处理技术上大 力研究开发的目标。当前，在针对船舶"三水"处理的工艺和技术装备上已经有多种技术。下 面将已投入实际使用或者正处于研发中的技术，作为本技术的背景分述如 下1、消除船舶"三水"中油类和有机物化学品污染的技术 1)生化处理法大型船舶携带的压舱水量非常大， 一般情况下空载时需要携带船舶总排水量30%以上的压舱水才能安全航行。根据每次航行任务的不同，压舱水中最多可能 有超过一半的"肮脏压舱水"。"肮脏压舱水"的主要污染物是油类和有机化学 污染物。这些压舱水到岸载货时必须立即卸除但是又不能直接排放，进行生化曝 气处理是可靠的方法，但由于生化处理强度太低，设备庞大，无法在船上进行，故一般是将其输送到岸上的污水处理厂进行生化处理。显然，这在经济上、时效 上对于船主都是一个沉重的负担。2) 油水重力分离法油水分离器是一种利用重力分离油类和油性化学品污染物的非常成熟可靠的 工艺技术装备。其体积小、能耗低或无能耗，可能载在船上，对于含油(包括乳 化油)和油性化学品浓度较大的"三水"，不同结构的油水分离器通过加化学药 剂、絮凝、沉降、分层、离心和过滤等补充办法的单独或组合使用，可以将含油 量降到15ppm以下，有些结构的油水分离器甚至可以达到5ppm以下。油水分离 器是当前船舶含油水污(废)水处理的主力设备。但是，油水分离器有一个很大的缺陷，就是它的处理能力偏小， 一般不超过 每小时2吨。这对于量少、浓度大的机舱底水(一般每1000kW船舶主机功率每 小时约产生0.5吨机舱底水)完全可以作高质量的处理，但是对于动辄数百甚至 数万吨的"肮脏压舱水"，则显得处理能力严重不足。3) 臭氧法臭氧，又名三原子氧，因具有类似鱼腥味的臭味而得名，其分子式为03 ， 是氧气的同素异构体。臭氧自一百多年以前被发现以来，作为一种气体或水的安 全高效消毒剂被广泛应用于食品，生活和工业污水的处理。臭氧在水中释放出的新生态氧原子具有极强的氧化性能。臭氧的氧化还 原电价位为2.07V，仅次于氟(2.87V)，高于氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V)。臭氧 不仅对各种有机物有强烈的氧化、降解作用，能将所有已知化学有机污染物分解 为无害物质或者形成沉淀物，而且能有效地脱色、脱臭，是一种有效的水处理方 法。但是水中的臭氧必须达到一定高的浓度才能奏效，而臭氧在水中的溶解度又 不大，因此，用臭氧处理较大流量的污水时有困难。4) 超声波法人们所能听到的声音频率处于20Hz 20000Hz之间，高于20000Hz的声波称 为超声波。声波的传递依照正弦曲线纵向传播，即一波正相(峰顶) 一波负相 (峰谷)交替传递。当负相声波能量作用于液体中时，会对液体产生一定的负 压，使液体微粒体积增加，液体中分子空隙加大，形成许许多多微小的空化气 泡，即"空化穴"；而正相的声波能量作用于液体时，则会对液体微粒产生一定 的正压，使得液体体积被压縮减小，将液体中先前由于负压形成的微空化穴压 碎。每个空化穴的破裂会产生能量极大的冲击波，可使微小区域内于瞬间产生几 千度的高温、高达数百个的大气压和数百公里时速的局部射流，这种现象被称之 为"空化效应"。水溶液中发生超声空化时，水分子可直接产生和,这些活性自由基可与气泡中的其它物质反应。另外，气泡界面层区域的温度可高达2000K,而且泡界面层区域的水处于溶解能力很强的超临界状态，因此，污染物容易被溶解而有助于发生氧化和降解反应。有机物经超声处理后的产物(例如生成二氧化碳和 炭黑等)与高温热解或焚烧类似。超声波对处理污水中的油类比较有效，"空化效应"可使油珠迅速分散成微 滴而乳化，使表面积增加几百倍至几万倍，因而易于氧化和降解。在超声处理水时，单位时间内空化穴越多，空化效应产生的和数量 越多，处理水的效果就越好；同时，因为不同的化学物质分子团对不同频率的超 声的感受敏感度不同，使得难以用一种频率的超声波将其分子键打断，这就不利 于和对其进行氧化降解，造成超声波处理污(废)水时难以达到高水平 的效果、效率。5)高压电场法在高压电场下，水会产生具有活性的羟基自由基和新生态氧，能够 迅速氧化水中的污染物质。这是一种上世纪六十年代发展起来的技术，还被不很 准确地称为"羟基自由基法"，由于污染水的导电程度增加，高压电场不易保持 而产生大的电流，因此耗电能较高。2、灭杀船舶"三水"中水生生物和病原体的技术当前在船舶航运业中，针对压舱水中的水生生物和病原体的处理技术大多还 处于研发阶段，投入商业化运用的尚无。这些技术手段主要有 1)机械/物理法 (1)过滤法在压舱水装载过程中使用过滤网或膜等介质滤除大于或部分略小于滤孔尺寸 的水生生物和病原体。但过滤法由于受过滤介质面积和寿命的限制，且无法避免 频繁更换被污染的过滤介质，所以难以高速处理大量压舱水。(2) 离心分离法离心分离法是一种去除大颗粒水生生物体的有效方法。这种方法可以高效迅 速除去大多数水生多细胞动植物。这种方法操作简单、成本低廉，但在处理与海 水比重接近或颗粒极微小的水生生物微粒和病原体时，效果就较差。(3) 稀释法稀释法就是船上同时安装两套管道， 一套管道在连续装入当地近海压舱水的 同时，另一套管道排放异地来的压舱水。其目的可以在航行过程中，不断使海水 连续流过压载舱以稀释压舱水中水生生物和病原体的浓度使之达标和节省停泊的 时间。但稀释法仅起到了浓度稀释作用，并没有减少水生生物或有机污染物的总 量，很不合理。随着国际上和各国对压舱水排放管理制度的严格执行，稀释法已 没有继续采用的前景了。(4) 岸上专业污水厂进行生化等方法处理 船舶将带有外来水生生物和病原体的压舱水输送到岸上水处理厂进行生化等方法处理，可以将压舱水处理到比较高的排放标准，但是在港口建立污水处理厂 显然受到很多因素的限制，如港区面积和布局、船舶停靠送水的时间、建设水处 理厂的资金等。另外，这些带有活体水生生物和病原体的压舱水上岸以后，由于总量较大， 必须预先贮存再陆续进行处理。因此外来水生生物和病原体在被灭杀以前，仍不 可避免地会在土壤、水体、空气中通过自行扩散、渗透、泄漏等途径给排放所在 地带来外来水生生物和病原体侵入的危险。(5) 在航深海交换压舱水在现有的技术条件下，国际海事组织(IM0)同意处理压舱水中水生生物和 病原体的途径是船舶在邻近目的港的公海用深海水替换压舱水，以避免水生生物 和病原体被携带到目的港所在地。2000年，国际海事组织(IM0)海上环境保护 委员会曾建议采用"在航本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用混频超声技术的污水处理装置，包括设有进水口和出水口的混合反应器，其特征在于，混合反应器上设有至少两个不同工作频率的超声波换能器，上述超声波换能器同时运行时，任意两个不同频率的超声波换能器之间的工作频率差值为１６～８００ｋＨｚ；所述超声换能器同时安装于混合反应器的器壁外或混合反应器的腔内、或分别安装于混合反应器的器壁外和混合反应器的腔内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亿成，
申请(专利权)人：吴亿成，
类型：实用新型
国别省市：86[]