CN109205734A - 一种自重力水力空化水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种自重力水力空化水处理方法，本发明的具体步骤如下：步骤1、装置准备；步骤2、形成密闭空间；步骤3、消毒；步骤4、重复处理。本发明空化过程通过装置及进水的自身重力完成，无需增加孔板或文丘里管等额外耗能的装置来实现，高效节能。可以通过外力大小的调节，自由控制空化作用时间，适应不同水质、水量的工况。安全可靠，不产生有害的消毒副产物，杀灭或抑活水中的微生物效果明显，符合环境保护要求。容易实现自动化，工作高度可靠，维修量适中，占地面积少。

Description

一种自重力水力空化水处理方法

技术领域

本发明专利涉及水处理杀菌领域，尤其涉及水处理方法。

背景技术

目前水力空化作为一种新型的水处理技术在美国、印度等国家得到较为广泛的研究。当空化发生后，在空化泡溃灭瞬间，形成局部的极端高温和高压，并伴有强烈的冲击波和微射流。这种高度集中的能量释放，以及产生的机械效应作用在微生物上时，会使细胞分子产生振动，当分子振动的能量超过细胞壁的强度时，能够破坏细胞壁，并且可使细胞内水分子发生化学键断裂，产生自由基，从何起到杀灭细菌的作用。

现有的基于该原理的杀菌技术一般是通过文丘里管或是过流孔板造成水流速度和压强突变，从而产生局部水力空化进行杀菌，但是受限于产生空化的范围和程度，杀菌效率不可能太高。

发明内容

本发明提供一种可以通过外力大小的调节，自由控制空化作用时间，适应不同水质、水量的工况，安全可靠，不产生有害的消毒副产物，杀灭或抑活水中的微生物效果明显，符合环境保护要求，容易实现自动化，工作高度可靠，维修量适中，占地面积少，空化过程通过装置及进水的自身重力完成，无需增加孔板或文丘里管等额外耗能的装置来实现，高效节能的自重力水力空化水处理方法。

本发明的具体步骤如下：

步骤1、装置准备：准备自重力水力空化水处理装置，自重力水力空化水处理装置主要包括自重力空化器、水位控制室、固定端、虹吸管、进水管B、出水管、出水电动阀门、电动阀、分流阀门、复位弹簧和进水管A，水位控制室为一腔体，在水位控制室的一侧壁上设有进水管A，进水管A的一端置于水位控制室的外部，进水管A的另一端延伸至水位控制室的内部，进水管A与进水管B的一端相连接，进水管B的一端延伸至水位控制室的内部，进水管B延伸至水位控制室的部分为软管，进水管B的另一端与自重力空化器的侧壁相连接，与自重力空化器内部相联通，在进水管A和进水管B上分别设有分流阀门和出水电动阀门，倒U型的虹吸管的一端延伸至水位控制室，管口位于水位控制室底部，即虹吸停止液位处，倒U型的虹吸管的另一端置于水位控制室的外部，与原水水箱相连接，自重力空化器置于水位控制水的内部，自重力空化器的上端与复位弹簧的一端固定连接，复位弹簧的另一端固定在水位控制室的上表面的下部，在水位控制室的上部设有固定端，固定端的上端与水位控制室顶盖的下表面相连接，固定端的下端通过活塞插接在自重力空化器上，在自重力空化器上连接出水管，在出水管上设有电动阀，电动阀置于水位控制室的内部，出水管的下端与自重力空化器相连接，出水管的上端穿过水位控制室顶盖延伸至装置外部；

步骤2、形成密闭空间：通过自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位升高，对自重力水力空化水处理装置产生浮力作用，控制出水电动阀门和电动阀的开合，形成密闭可拉伸空间；

步骤3、消毒：降低自重力水力空化水处理装置的水位控制室中的液位，使自重力水力空化水处理装置悬空，内部液体产生拉应力，形成空化，对被处理水进行杀毒；

步骤4、重复处理：通过再次升高自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位，再次淹没自重力空化器，以浮力克服重力，通过控制出水电动阀门和电动阀的开合，排除被处理水后，使新的待处理水流入，重复步骤2。

进一步地，步骤1中的自重力空化器，可为中空圆管，且自重力空化器呈螺旋状，固定端呈圆柱杆状，自重力空化器的内径与固定端的外径相同，固定端的下端插接在自重力空化器的上端内，自重力空化器的下端与进水管B相连接。

进一步地，步骤1中的自重力空化器，自重力空化器内部空间可为串联上下折返结构，自重力空化器内为上开口的中空筒体，在自重力空化器内部的中心处设有一上下开口的连通筒，连通筒的上端与固定端的下端相插接，在连通筒的外壁上固定连接隔板，隔板的两侧壁分别与连通筒的外壁、自重力空化器的内壁相固定，隔板的高度与连通筒的高度相同，通过隔板将自重力空化器内部空间分割为条状流道，在自重力空化器的上部设有盖板，盖板为中部设有通孔的圆形平板，盖板的通孔的直径与连通筒的外径相同，连通筒的上端插接在盖板中部的通孔内，并延伸至盖板之上，连通筒的上端与出水管的下端相连，连通筒的下端与第一个条状流道的下端相连通，第一个条状流道A的顶端与相邻的条状流道BA的顶端相连接，条状流道BA的底端与相邻的条状流道BB的底端相连接，条状流道之间形成串联的上下折返结构，最后一个条状流道C的下端与进水管B相连接，形成气密的流道空间。

进一步地，自重力水力空化水处理装置的自重力空化器容积约为K*A，其中K为与所在地的大气压有关的系数，系数取值范围8m-10m；A为自重力水力空化水处理装置的活塞投影面积，单位m²。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)其空化过程通过装置及进水的自身重力完成，无需增加孔板或文丘里管等额外耗能的装置来实现，高效节能。

(2)可以通过外力大小的调节，自由控制空化作用时间，适应不同水质、水量的工况。

(3)安全可靠，不产生有害的消毒副产物，杀灭或抑活水中的微生物效果明显，符合环境保护要求。

(4)容易实现自动化，工作高度可靠，维修量适中，占地面积少。

附图说明

图1是本发明的实施例1、实施例2中自重力水力空化水处理装置的结构示意简图；

图2是本发明的实施例1中自重力水力空化水处理装置的重力空化器的结构示意简图；

图3是本发明的实施例2中的自重力水力空化水处理装置的重力空化器的结构示意简图；

图4是本发明的实施例2中的自重力水力空化水处理装置的重力空化器的俯视图；

图5是本发明的实施例2中的自重力水力空化水处理装置的重力空化器的内部示意简图；

图6为本发明的工作流程示意图。

图中，1-自重力空化器、2-水位控制室、3-固定端、4-虹吸管、5-进水管B、6-出水管、7-出水电动阀门、8-电动阀、9-分流阀门、10-复位弹簧、11-进水管A、12-回原水水箱、13-连通筒、14-隔板、15-条状流道、16-盖板。

具体实施方式

实施例1：

在图1、图2、图6所示的本发明的示意简图中，本发明的具体步骤如下：

步骤1、装置准备：准备自重力水力空化水处理装置，水位控制室2为一腔体，在水位控制室的一侧壁上设有进水管A11，进水管A的一端置于水位控制室的外部，进水管A的另一端延伸至水位控制室的内部，进水管A与进水管B5的一端相连接，进水管B的一端延伸至水位控制室的内部，进水管B延伸至水位控制室的部分为软管，进水管B的另一端与自重力空化器1的侧壁相连接，与自重力空化器内部相联通，在进水管A和进水管B上分别设有分流阀门9和出水电动阀门7，倒U型的虹吸管4的一端延伸至水位控制室，管口位于水位控制室底部，即虹吸停止液位处，倒U型的虹吸管的另一端置于水位控制室的外部，与原水水箱12相连接，自重力空化器置于水位控制水的内部，自重力空化器，为中空圆管，且自重力空化器呈螺旋状，固定端呈圆柱杆状，自重力空化器的内径与固定端的外径相同，固定端的下端插接在自重力空化器的上端内，自重力空化器的下端与进水管B相连接，自重力空化器的上端与复位弹簧10的一端固定连接，复位弹簧的另一端固定在水位控制室的上表面的下部，在水位控制室的上部设有固定端3，固定端的上端与水位控制室顶盖的下表面相连接，固定端的下端通过活塞插接在自重力空化器上，在自重力空化器上连接出水管6，在出水管上设有电动阀8，电动阀置于水位控制室的内部，出水管的下端与自重力空化器相连接，出水管的上端穿过水位控制室顶盖延伸至装置外部；

步骤2、形成密闭空间：通过自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位升高，对自重力水力空化水处理装置产生浮力作用，控制出水电动阀门和电动阀的开合，形成密闭可拉伸空间；

步骤3、消毒：降低自重力水力空化水处理装置的水位控制室中的液位，使自重力水力空化水处理装置悬空，内部液体产生拉应力，形成空化，对被处理水进行杀毒；

步骤4、重复处理：通过再次升高自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位，再次淹没自重力空化器，以浮力克服重力，通过控制出水电动阀门和电动阀的开合，排除被处理水后，使新的待处理水流入，重复步骤2。

实施例2：

在图1、图3、图4、图5和图6所示的本发明的示意简图中，本发明的具体步骤如下：

步骤1、装置准备：准备自重力水力空化水处理装置，水位控制室2为一腔体，在水位控制室的一侧壁上设有进水管A11，进水管A的一端置于水位控制室的外部，进水管A的另一端延伸至水位控制室的内部。进水管A与进水管B5的一端相连接，进水管B的一端延伸至水位控制室的内部，进水管B延伸至水位控制室的部分为软管，进水管B的另一端与自重力空化器1的侧壁相连接，与自重力空化器内部相联通，在进水管A和进水管B上分别设有分流阀门9和出水电动阀门7，倒U型的虹吸管4的一端延伸至水位控制室，管口位于水位控制室底部，即虹吸停止液位处。倒U型的虹吸管的另一端置于水位控制室的外部，与原水水箱12相连接，自重力空化器置于水位控制水的内部，自重力空化器内部空间为串联上下折返结构，自重力空化器内为上开口的中空筒体，在自重力空化器内部的中心处设有上下开口的连通筒13，连通筒的内径与水位控制室上部的固定端的外径相同，连通筒的上端与固定端的下端相插接，在连通筒的外壁上固定连接18个隔板14。隔板的两侧壁分别与连通筒的外壁、自重力空化器的内壁相固定，隔板的高度与连通筒的高度相同，通过隔板将自重力空化器内部空间分割为18个条状流道15，在自重力空化器的上部设有盖板16，盖板为中部设有通孔的圆形平板，盖板的通孔的直径与连通筒的外径相同，连通筒的上端插接在盖板中部的通孔内，并延伸至盖板之上。连通筒的上端与出水管的下端相连，连通筒的下端与第一个条状流道1的下端相连通，第一个条状流道1的顶端与相邻的条状流道A2的顶端相连接，条状流道A2的底端与相邻的条状流道B3的底端相连接，18个条状流道之间形成串联的上下折返结构，第18个条状流道C的下端与进水管B相连接，形成气密的流道空间，自重力空化器的上端与复位弹簧10的一端固定连接，复位弹簧的另一端固定在水位控制室的上表面的下部，在水位控制室的上部设有固定端3，固定端的上端与水位控制室顶盖的下表面相连接，固定端的下端通过活塞插接在自重力空化器上，在自重力空化器上连接出水管6，在出水管上设有电动阀8，电动阀置于水位控制室的内部，出水管的下端与自重力空化器相连接，出水管的上端穿过水位控制室顶盖延伸至装置外部；

步骤2、形成密闭空间：通过自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位升高，对自重力水力空化水处理装置产生浮力作用，控制出水电动阀门和电动阀的开合，形成密闭可拉伸空间；

步骤3、消毒：降低自重力水力空化水处理装置的水位控制室中的液位，使自重力水力空化水处理装置悬空，内部液体产生拉应力，形成空化，对被处理水进行杀毒；

步骤4、重复处理：通过再次升高自重力水力空化水处理装置自重力水力空化水装置的水位控制室中液位，再次淹没自重力空化器，以浮力克服重力，通过控制出水电动阀门和电动阀的开合，排除被处理水后，使新的待处理水流入，重复步骤2。

Claims (4)

1.一种自重力水力空化水处理方法，自重力水力空化水处理装置主要包括自重力空化器、水位控制室、固定端、虹吸管、进水管B、出水管、出水电动阀门、电动阀、分流阀门、复位弹簧和进水管A，水位控制室为一腔体，在水位控制室的一侧壁上设有进水管A，进水管A的一端置于水位控制室的外部，进水管A的另一端延伸至水位控制室的内部，进水管A与进水管B的一端相连接，进水管B的一端延伸至水位控制室的内部，进水管B延伸至水位控制室的部分为软管，进水管B的另一端与自重力空化器的侧壁相连接，与自重力空化器内部相联通，在进水管A和进水管B上分别设有分流阀门和出水电动阀门，倒U型的虹吸管的一端延伸至水位控制室，管口位于水位控制室底部，即虹吸停止液位处，倒U型的虹吸管的另一端置于水位控制室的外部，与原水水箱相连接，自重力空化器置于水位控制水的内部，自重力空化器的上端与复位弹簧的一端固定连接，复位弹簧的另一端固定在水位控制室的上表面的下部，在水位控制室的上部设有固定端，固定端的上端与水位控制室顶盖的下表面相连接，固定端的下端通过活塞插接在自重力空化器上，在自重力空化器上连接出水管，在出水管上设有电动阀，电动阀置于水位控制室的内部，出水管的下端与自重力空化器相连接，出水管的上端穿过水位控制室顶盖延伸至装置外部，其特征在于：本发明的具体操作如下：

步骤1、装置准备：准备自重力水力空化水处理装置；

步骤2、形成密闭空间：通过自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位升高，对自重力水力空化水装置产生浮力作用，控制出水电动阀门和电动阀的开合，形成密闭可拉伸空间；

步骤3、消毒：降低自重力水力空化水处理装置的水位控制室中的液位，使自重力水力空化水处理装置悬空，内部液体产生拉应力，形成空化，对被处理水进行杀毒；

步骤4、重复处理：通过再次升高自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位，再次淹没自重力空化器，以浮力克服重力，通过控制出水电动阀门和电动阀的开合，排除被处理水后，使新的待处理水流入，重复步骤2。

2.根据权利要求1所述的一种自重力水力空化水处理方法，其特征在于：自重力水力空化水处理装置的自重力空化器容积约为K*A，其中K为与所在地的大气压有关的系数，系数取值范围8m-10m；A为自重力水力空化水装置的活塞投影面积，单位m²。

3.根据权利要求1所述的一种自重力水力空化水处理方法，其特征在于：步骤1中的自重力空化器，为中空圆管，且自重力空化器呈螺旋状，固定端呈圆柱杆状，自重力空化器的内径与固定端的外径相同，固定端的下端插接在自重力空化器的上端内，自重力空化器的下端与进水管B相连接。

4.根据权利要求1所述的一种自重力水力空化水处理方法，其特征在于：步骤1中的自重力空化器，自重力空化器内部空间为串联上下折返结构，自重力空化器内为上开口的中空筒体，在自重力空化器内部的中心处设有一上下开口的连通筒，连通筒的上端与固定端的下端相插接，在连通筒的外壁上固定连接隔板，隔板的两侧壁分别与连通筒的外壁、自重力空化器的内壁相固定，隔板的高度与连通筒的高度相同，通过隔板将自重力空化器内部空间分割为条状流道，在自重力空化器的上部设有盖板，盖板为中部设有通孔的圆形平板，盖板的通孔的直径与连通筒的外径相同，连通筒的上端插接在盖板中部的通孔内，并延伸至盖板之上，连通筒的上端与出水管的下端相连，连通筒的下端与第一个条状流道的下端相连通，第一个条状流道A的顶端与相邻的条状流道BA的顶端相连接，条状流道BA的底端与相邻的条状流道BB的底端相连接，条状流道之间形成串联的上下折返结构，最后一个条状流道C的下端与进水管B相连接，形成气密的流道空间。