[发明专利]用于饮用水消毒的文丘里式空化空蚀反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种消毒设备，更具体的说，它涉及一种用于饮用水消毒的文丘里式空化空蚀反应器。

背景技术

随着我国经济的快速发展、城市化进程的加快，水污染问题日趋严重。由于饮用水源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。 因此，亟需一种既安全又经济的饮用水消毒新技术。

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结构简单、操作方便、维护成本低、无需添加任何药品或试剂、不存在加氯消毒副产品DBPs的危害的用于饮用水消毒的文丘里式空化空蚀反应器。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于饮用水消毒的文丘里式空化空蚀反应器，其包括用于提高流速降低压力的收缩段、用于形成空泡并使空泡生长的喉部、用于使空泡溃灭产生空蚀作用破坏病原微生物的扩散段，收缩段开口较小的一端连接在喉部的一端，扩散段开口较小的一端连接喉部的另一端。

通过采用上述技术方案，水流通过收缩段后进入喉部，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，在喉部产生空泡形成空化水流，空泡随水流进入下游扩散段压力升高会使空泡溃灭发生空蚀作用。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、原生动物等)的细胞、衣壳发生空蚀破坏，以便杀灭原水中病原微生物。

本发明进一步设置为：所述喉部的端面呈方形断面设置。

本发明进一步设置为：所述收缩段和扩散段与喉部连接的端面均呈方形断面设置。

本发明进一步设置为：所述喉部根据长径比的不同分为四种，分别为L/R＝10、L/R＝30、L/R＝60和L/R＝100。

本发明进一步设置为：所述扩散段与收缩段根据扩散角/收缩角的不同，扩散段/收缩段分为五种：α＝1.9°、α＝2.9°、α＝4.3°、α＝5.7°和α＝8.5°。

本发明进一步设置为：所述扩散段与收缩段对应于上述五种扩散角/收缩角，扩散段/收缩段的长径比L/R分别为L/R＝90、L/R＝60、L/R＝40、L/R＝30和L/R＝20。

本发明进一步设置为：所述喉部与扩散段上的前后两侧及顶部均设置有观察窗。

本发明进一步设置为：所述喉部与扩散段上的底部均设置有若干测压孔。

本发明进一步设置为：所述收缩段和扩散段与喉部连接处均通过法兰连接。

本发明进一步设置为：所述反应器为收缩段、喉部和扩散段的依次组合结构，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。