轴向供入的流体在异向旋转的同轴的圆盘形离心式叶轮之间的径向工作空间中在长停留时间期间被剪切。气体在剪切层的在层流边界层之间促成的分形湍流中逸出，并且轴向吸入泵通过剪切层中的径向旋涡的中心轴向抽出逸出的不可凝物和挥发物。叶轮之间的剪切导致的空化通过冲击波、微射流、ＯＨ自由基和附近的ＵＶ光脉冲杀死病原体。界定工作空间的以相反电荷充电的电极引起电泳和电液空化。电极是圆盘发电机的异向旋转的有脊的转子，形成具有音频脉冲电场的动态电容器。通过电极之间的剪切，防止了电弧放电导致的电极腐蚀。设备也是连续结晶器。感应性排斥使导电部分，包括悬浮金属例如砷和汞以及矿化水和盐水，不随着不导电的溶剂经过反应器的外周处的动态电容器。溶液达到饱和，而气体，例如二氧化碳，被轴向抽出。金属和浓缩的溶解固体在高度湍流的工作空间中停留并且聚结为块，直到达到来自叶轮的动量传递可以推动块通过感应性排斥的大小。雾化的水从工作空间的外周喷雾并且在蒸发下冷却，从而使盐和药物的精细晶体沉淀。形成结垢的化合物在反应器中沉淀为块，该块可通过常规的装置而容易地从冷却水或反渗透供入物分离。电解裂化中和氨和ＶＯＣ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于物理消毒、悬浮金属抽出、结垢和盐结晶以及挥发性化合物和 溶解不可凝物的脱气的反应器。本专利技术还涉及雾化器，涉及包括用于脉冲电场的装置的 液体处理设备(liquid processing device)，并且涉及不使用化学品或膜的野外水净化(field water purification)。脱气溶解的气体和挥发性化合物从水的抽出被称为脱气或汽提。脱气对于高能空化 是重要的，因为空化泡中的不可凝气体作为缓冲，吸收压缩中的能量，并且从而阻碍快 速且高能的内爆产生冲击波和微射流。本专利技术的目的是提供用于空化处理，包括电液空 化(electrohydraulic cavitation)和剪切空化(shear cavitation),的上游脱气装置。脉冲电场通过使成流物(streamer)在水中传播，形成其中溶解气体逸出的空化 泡来辅助脱气。本专利技术的目的是提供用于通过改进的用于脉冲电场的装置，包括剪切电 极，来增强空化处理和脱气的装置。脱气也是减轻污染中重要的处理步骤，并且本专利技术的另一个目的是提供用于使 工艺用水或废水的大型流脱气的非化学的且可容易地升级的手段。脱气包括挥发性化合 物和不可凝物的汽提，并且还包括挥发性化合物和不可凝物的裂化。脱气的目的是除去 或改变流的气态成分。工艺用水可能含有挥发性化合物或有气味的物质，例如氨、丙酮、甲乙酮 (MEK)和挥发性有机化合物(VOC)。有气味的物质必须在水的进一步使用或其排放至环 境之前被汽提出或裂化。优选地，脱气的水也应该在进一步使用之前被冷却。因此，提 供增加的用于蒸发冷却和用于残留溶解气体逸出的表面积的雾化在工艺用水处理中是期 望的，并且本专利技术的目的是提供用于工艺用水和废水的动态剪切雾化装置(dynamic shear atomizing means)。城市废水可能包含溶解的不可凝气体，包括硫化氢(H2S,通常被称为下水道 气体)、来自氯化的溶解残留氯(Cl2)、氨(NH3)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和氮 (N2)。此外，可以有VOC，包括氰化物类，VOC必须在排放至环境或再循环之前被抽4出。城市废水流的体积(通常每日几亿升)提出了严峻的挑战，并且排除了依赖于加入 化学品并混合化学品以与溶解气体反应的复杂的低流动设备(low-flow device)和方法。 生物学方法，例如使用把氨转化为氮气的微生物，需要非常大的投资和大的占用空间， 并且它们仅仅对一种气体起作用。除非有廉价的且高处理量的机械脱气设备(inexpensive and high-throughput mechanical degassing device)可以解决气体汽提问题，否则废水回收可 能是不可行的。满足这些需要是本专利技术的一个目的。排放的废水中的氨与鱼类种群的减少相联系，但是为除去氨的三级处理成本高 到不可用。加利福尼亚的萨克拉门托(Sacramento，California)估计，为了除去杀死萨克 拉门托河三角洲(Sacramento River Delta)中的鱼的氨，升级它们的每天排放146百万加仑的废水处理将花费十亿美元。氨是氰化物前驱物，并且是有强烈气味的物质。来自常规的消毒的残留溶解氯可能与环境中的有机物结合而产生致癌的消毒副 产物(DBF)。DBF已经被认为与直肠癌、膀胱癌、流产、先天缺陷和胎儿发育受限有 关。存在对避免使用氯作为消毒剂和从排放物抽出残余氯的需要，并且本专利技术满足了这 种需要。甲烷在废水处理厂的用途最近受到关注，因为甲烷是强有力的温室气体，比二 氧化碳强23倍，并且因为其在发电机中的捕获和燃烧提高该厂的能量效率。另一个从废 水抽出甲烷的原因是甲烷与废水中的氨结合而形成氢氰酸(也称为氰酸，纳粹集中营毒 气Zyklon B中的活性成分)。通过结合甲烷和氨的商业氰化物合成(例如BMA工艺)是 熟知的。氰化物是阴离子CN—。氰化氢(HCN)是有毒物质。氰化氢的沸点是26°C， 这使其高度挥发，使得其可以通过低压而从水分离，这导致HCN变成气体。HCN具有 0.687g/cm3的密度，这比水密度高很多，并且因此HCN可以通过密度以及通过挥发性而 从水分离。其他氰化物化合物是氰(NCCN)，其在水中变成氰化氢(HCN)，并且具 有-20.7°C的沸点；氯化氰(13.8°C);以及丙酮氰醇(82°C)。注意，所有这些都具有比 水(100°C )低的沸点，即它们是挥发性有机化合物。所有氰化物类都被认为是高度的危 险物质，并且因此已经被指定为P级危险废物。废水中氰化物的补救目标(remediation target)是每升一微克(每十亿一份)，这是用目前已知的处理技术，甚至超滤，不可得到 的，目前已知的处理技术最多可以达到每十亿十份。城市和工业废水中其他有毒的挥发性有机化合物(VOC)是苯、甲苯和二甲苯； 共同地，这些被称为BTX。类似于氰化物，BTX比水的挥发性强很多，具有低粘度，并 且具有较低的密度(约0.87g/cm3，与lg/cm3的水比较)。VOC是非常强有力的温室气 体，并且应该被捕获而不是排出至大气。溶解的双氮气体(N2)导致藻华(algae bloom)和下游的鱼相继死亡，以及人类中 的“青紫婴儿”综合症(“blue baby” syndrome) 城市废水中的氮气来自废物和氨的 微生物分解，并且废水的脱氮作用是处理中的重要步骤。从废水抽出的双氮气体可以被 无害地释放入大气中，但是氧化亚氮(N2O)是非常强有力的温室气体，比二氧化碳恶劣 296 倍。诸如VOC和氨的有气味的物质和诸如药物的有机污染物可以通过把它们裂化为 无害的化合物而被有效地抽出。本专利技术的目的是提供用于裂化水污染物的手段。本专利技术的优点是其可以应用于大体积的流，例如城市废水，以裂化微量浓度的污染物，例如 氨、硫化氢和药物。在任何脱气处理中，应意识到，搅拌很大地辅助气体逸出。已知存在于冯卡曼 回旋流(von Karman swirling flow)中的强湍流(Re IO6)可以为脱气提供优良的搅拌。 提供用于对脱气问题应用冯卡曼回旋流的手段是本专利技术的另一个目的。冷却水处理冷却水管中的沉积物下腐蚀(under-deposit corrosion)导致局部的点蚀和成本高昂的破损。沉积物可来自碳酸钙或其他结垢，来自淤泥，或来自微生物污垢。管沉积物 的后果是管沉积物为吃金属的(metal-eating)细菌的菌落提供大量繁殖的处所，并且生物 膜导致更多的沉积物阻塞管的内部。甚至不锈钢可以被贪食的细菌破坏。常规的冷却水 处理依赖化学添加剂，例如硫酸，但是这些化学添加剂正在变得难以获得并且成本高昂 到不可用。见 D.Daniels，Power, v.152, no.9, pp.74-78 (Sep.2008)。存在对用于冷却 水处理的非化学的手段的需要，并且本专利技术满足了这种需要。常规水消毒对于术语消毒，其意指病原体的杀死或灭活。废水或给水可能含有病原体，例 如贾第鞭毛虫属、隐孢子虫属、阿米巴、细菌、蠕虫、螺和病毒。术语病原体和术语微 生物在本文中将被共同使用以指代水的存活的污染物，包括病毒。常规的化学和过滤水 消毒太复杂并且成本高昂，以致不适合于用于偏远的地点，例如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于连续液体处理的设备，包括： 径向工作空间，其被限定在同轴的可异向旋转的离心式叶轮之间，所述工作空间包括用于处理的液体从所述工作空间的排出的外周，所述同轴的叶轮是近似平行的，并且具有在所述外周处的接近的分隔和径向向内朝向所述同轴的叶轮的旋转轴的较宽的分隔； 轴向供入口，其在叶轮旋转轴处与所述工作空间连通； 轴向排放口，其在所述叶轮旋转轴处与所述工作空间连通； 用于引起异向旋转的引起旋转装置，其连接于所述叶轮；以及 轴向吸入泵，其具有与所述轴向排放口连通的入口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：WH麦卡钦，大卫J麦卡钦，
申请(专利权)人：麦卡钦公司，
类型：发明
国别省市：US
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