[发明专利]一种水处理装置、系统及水处理方法

说明书

本发明涉及一种水处理装置、系统及水处理方法，该装置包括超声换能器和薄层状处理室，薄层状处理室设置有第一盖板、第二盖板以及渐缩和渐扩形流道，渐缩和渐扩形流道设置有一个或多个阀门，第一盖板和第二盖板之间含有液体；其中，超声换能器辐射面固定在第一盖板上；超声换能器用于发射超声波，薄层状处理室用于接收超声波，并产生超声空化；渐缩和渐扩形流道用于产生水力空化，水力空化和超声空化耦合产生耦合空化；耦合空化用于处理水。本申请提供的水处理装置采用辐射面直径大于压电片直径的清洗槽式超声换能器，使得装置的价格低廉、工作稳定、适应性强，大的辐射面积覆盖了耦合区和外部超声单独作用的区域，避免了超声能量的浪费。

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其是一种水处理装置、系统及水处理方法。

背景技术

当代中国在经济高速发展的同时面临着巨大的环境恶化的压力，其中水污染问题尤其严重，现状堪忧。传统的化学方法污水处理技术会带来二次污染，且有一些难以降解的有机物无法用传统方法降解，或者即使能够降解也成本很高。而物理方法进行污水处理，不会产生二次污染，是一种绿色水处理技术。空化污水处理技术就是一种物理方法的污水处理技术，它利用空化效应在空泡内部产生高温高压，以及在液体中产生的羟基自由基进行污水处理，可以降解一些传统方法难以降解或不能降解的有机物。现有的空化污水处理技术有的是利用超声空化，超声空化的空化强度较高，实验室内降解效果很好，但是它成本较高，处理量小，难以实现大规模的工业应用。而且，现有技术中，采用薄层结构和超声换能器的结合处理污水很少。有的是利用水力空化，水力空化处理量大，但是它空化强度较低，污水处理的效果欠佳。这就需要一种将水力空化和超声空化耦合起来的污水处理技术，既能满足处理量的需求，又能满足空化强度的需求，同时将成本控制在工业可接受的程度。现有技术中，虽然也有类似于文丘里管的结构，但是不能实现在文丘里管内部的超声空化和水力空化的耦合，一般文丘里管形流道内部发生的水力空化一般发生在喉部和渐扩段，但是因为文丘里管一般为圆管状结构，形成的水力空化云为环状结构，传统的方法很难实现超声空化和水力空化的耦合，我们利用薄层文丘里管以及通过阀门控制水流速就能很好的解决这个问题。还有的技术，虽然可能涵盖超声空化和其他种类水力空化的耦合，但是并不能控制超声空化区和耦合空化区的面积，本发明实现了相互独立的耦合空化区和超声空化区，并可以调节两种空化的作用比例。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中水处理成本较高，处理量小，难以实现大规模的工业应用的不足，提供了一种水处理装置、系统及水处理方法。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种水处理装置，包括超声换能器和薄层状处理室，薄层状处理室含有液体，薄层状处理室设置有第一盖板、第二盖板以及渐缩和渐扩形流道，渐缩和渐扩形流道设置有一个或多个阀门；其中，超声换能器辐射面固定在第一盖板上；超声换能器用于发射超声波，薄层状处理室用于接收超声波，并产生超声空化；渐缩和渐扩形流道用于产生水力空化，水力空化和超声空化耦合产生耦合空化；耦合空化用于处理水。

优选的，第一盖板和第二盖板距离为1mm～5cm。

优选的，超声换能器辐射面插入第一盖板中，通过胶圈密封固定；或者，超声换能器辐射面通过胶粘在第一盖板上。

优选的，超声换能器频率为1KHz～500MHz。

优选的，第二盖板上设置有三角形孔，三角形孔用于调节一个或多个阀门进而控制装置中水的流量。

优选的，渐缩或渐扩形流道设置有微孔或微凸的核源，核源用于产生空化核。

优选的，超声换能器为清洗槽式超声换能器，超声换能器的辐射面直径大于压电片的直径。

第二方面，本申请提供了一种水处理系统，包括水泵、超声电源和一个或多个上述第一方面提供的水处理装置；一个或多个上述第一方面提供的水处理装置分别与水泵和超声电源连接。