㈠ 超聲波處理水完整PPT
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概述 二十世紀九十年代進行超聲空化降解水中的有害有機物的研究時,研究證明,超聲降解水中有機物效果顯著,從而引起很多學者的興趣。超聲作用於化學反應,主要來自超聲空化現象,空化泡崩潰產生局部高溫、高壓和強烈的沖擊波及射流,為在一般條件下難以實現或不可能實現的化學反應提供了一種新的非常特殊的物理化學環境。超聲作用於水處理,是近年來聲化學領域研究的新發展。
二、處理機理
(一)功率超聲機理
(二)超聲化學機理 (一)功率超聲機理 當一定強度的超聲波在媒質中傳播時,會產生力學、熱學、光學、電學和化學等一系列效應。這些效應可歸納為下列三種基本作用: 1、機械作用 2、空化作用 3、熱作用 1、機械作用 超聲波是機械能量的傳播形式,與波動過程有關,會產生線性效變的振動作用。超聲波在液體中傳播時,其同質點位移振幅雖然很小,但超聲引起的質點加速度卻非常大。若20KHz、1W/m2的超聲波在水中傳播,則其產生的聲壓幅值為173Kpa,這意味著聲壓幅值每秒種內要在正負173Kpa之間變化2萬次,最大質點的加速度達144萬米每二次方秒,大約為重力加速度的1500倍,這樣激烈而快速變化的機械運動就是功率超聲的機械振動效應。 2、空化作用 超聲波在液體媒質中傳播時,當聲強達到一定的強度,液體中聲場作用區域形成局部的暫時負壓,使液體中的微氣泡生長、澎脹至突然破裂,導致氣泡周圍的液體中產生強烈的激波,形成局部點的高溫高壓,空化泡崩潰時,在空化泡周圍極小空間內產生5000K的瞬態高溫和約50Mpa的高壓,且溫度冷卻率達109K/s,並伴有強烈沖擊波和時速達400Km的射流,就是超聲空化效應。 氣蝕 當葉輪進口低壓區的壓力PK小於或等於飽和蒸汽壓Pva時,水就大量汽化,同時,原先溶解在水裡的氣體也自動逸出,出現「冷沸」現象,形成的氣泡中充滿蒸汽和逸出的氣體。氣泡隨水流帶入葉輪中壓力升高的區域時,氣泡突然被四周水壓壓破,水流因慣性以高速沖向氣泡中心,在氣泡閉合區內產生強烈的局部水錘現象,其瞬間的局部壓力,可以達到幾十兆帕,此時,可以聽到氣泡沖破時炸裂的雜訊,這種現象稱為氣穴現象。由這種現象得出的效應稱為氣蝕。 3、熱作用 超聲波在媒質中傳播,其振動能量不斷被媒質吸收轉變為熱能而使自身溫度升高。聲能不間斷的吸收可引起媒質中的整體加熱,邊界外的局部加熱和空化形成激波時,波前處的局部加熱等,這就是功率超聲的熱作用。 (二)超聲化學機理 1、超聲催化 2、超聲降解 1、超聲催化 超聲催化反應是一個新興的研究領域。目前,有關反應模型、機理的研究尚很模糊,但眾多的科研成果確認了催化反應的顯著效果。其主要作用:一是高溫高壓條件有利於反應物裂解成自由基和二階炭,形成更為活潑的物種。二是沖擊波和微射流對固體表面有吸解和清洗作用。三是沖擊波可破壞反應物結構,分散反應物系。四是超聲空化導致金屬品格的變形和內部應變區的形成,從而提高金屬化學反應活性。超聲條件下的反應速率比沒有超聲時增加了100000倍,且反應時間大大縮短。 2、超聲降解 超聲處理可以降解大分子,尤其是處理高分子量聚合物時,降解效果更為顯著。超聲降解源於超聲的機械效應、空化效應和熱效應。
三、相關工藝技術介紹 1、固液分離是超聲處理的前提 2、過濾是污水處理中的必要條件 3、超聲污水處理中水處理劑的作用 4、紫外線與超聲波聯天 1、固液分離是超聲處理的前提 污水一般伴有懸浮污物或雜質,因此必須有收集裝置,這種裝置可以是污水池或污水槽,其中的大體積雜物和污物應與污水分離,當一些細小體積的懸浮物則可添加聚丙烯醯胺絮凝劑或無機絮凝劑。 陰、陽非離子型聚丙烯醯胺絮凝劑是一種水溶性的高分子聚合物或電解質。它能通過吸附污水中懸浮的固位粒子,使粒子間架橋或通過電荷中和使粒子凝聚成大的絮凝物,從而加速懸浮液中粒子的沉降,有非常明顯的加快溶液澄清,促進過濾等效果。若同時使用無機絮凝劑,則可顯示出更大的效果。絮凝劑的添加量一般為0.011g/m3,在冷水中也能完全溶解。其主要作用是澄清凈化作用、沉降促進作用、過濾促進作用、增稠(濃)作用,是廢水、廢液處理中的常用品。 2、過濾是污水處理中的必要條件 過濾的目的是將污水中含有小於等於20mg/L濃度的懸浮顆粒物、膠質顆粒物加以濾除。這里的過濾無須活性炭類精密昂貴的裝置,普通機械過濾器完全
㈡ 超聲波紫外線殺菌器的工作原理
被處理水經進水口進入超聲波紫外線殺菌器機體,頻率在20KHZ以上的超聲波對水具有空化、混合、裂解、氧化、推流、殺菌、滅藻、清洗、除垢防垢等一系列作用,超聲波空化實現了輔助殺菌和對有機物的降解,其產生的局部激波能使被處理水產生紊流現象,使水與紫外線更加充分均勻的接觸,達到更加高效的殺菌效果;同時超聲波對腔體和石英套管起到了關鍵的清洗、除垢、防垢作用,結合波長254nm的強紫外線C(UVC)照射水流,實現進一步廣譜殺菌,使被處理水在很短的時間內達到非常好的殺菌效果。
紫外線是一種肉眼不可見光,根據波長的不同可細分為UVA(315-400nm)UVB(280-315nm)和UVC(200-280nm),其中UVC最易被DNA(核糖核酸)吸收,紫外線殺菌設備使用的就是UVC,當水中的細菌、病毒、藻類、生物等受到一定劑量的UVC(波長254nm)照射後,其細胞的DNA、RNA結構再生無法進行,細菌病毒喪失自我復制的能力,從而達到水的殺菌和凈化的目的,因此已被廣泛應用於各類污水、給水、中水、地表水、純水、凈水、景觀水、泳池水及海水等各種水質的殺菌消毒,細菌殺滅率在99%以上。
但在實際應用過程中,由於水質差、硬度高、細菌含量大等因素,很容易在紫外線燈的石英管壁上吸附有機物、生物粘泥、細小顆粒等雜質,並且在具有一定硬度的水質當中工作,很容易在石英管壁上結垢,導致紫外線輻射能量低、穿透力弱,大大降低殺菌效率,嚴重影響了殺菌效果。
世紀源超聲波紫外線殺菌器充分利用超聲波的超聲空化效應,不但克服了以上缺點,能永遠保持石英套管較高的透光率,同時還具有輔助殺菌作用。超聲空化即:液體中的微小氣泡核在超聲波作用下產生振動,當聲壓達到一定值時,氣泡將繼續膨脹,然後突然閉合,在氣泡閉合時產生沖擊波,這種膨脹、閉合、振盪等一系列動力學過程稱為超聲空化。這些小氣泡急速崩潰時在氣泡內產生了高溫(5000C)、高壓(上千個大氣壓),並且由於氣泡周圍的液體高速沖入氣泡,而在氣泡附近的液體中產生了強烈的局部激波,也形成了局部的高溫高壓,從而產生了超聲波的混合、清洗、粉碎、裂解、推流、氧化、殺菌、滅藻、除垢、防垢等一系列的作用。
㈢ 電磁除垢使用方便嗎能達到什麼樣的最終效果
1).靜電水處理器:其方法防垢能阻垢不能除垢,並吸附重金屬離子,版兩年須清洗一下電極。
2).超聲權波水處理器:利用聲波除垢,缺點處理距離短,效果弱,除垢不徹底。
3).普通電子水處理器:只能除碳酸鈣;由於信號沒有達到程度,顯效時間長,半年才有效果;大塊掉垢,會在管道或閥門等部位產生阻塞;殺菌效果差;不能防腐、防銹。
可以考慮一下物理方法除垢