基于多孔板和文丘里管的空化器设计及应用

水动力空化技术在污水处理的应用研究进展摘要：由于大量的生活污水和工业废水的排放，水污染已成为一个严重的问题，寻求先进的水处理方法，提高工作效率和经济效益是至关重要的。

水动力空化技术作为一种绿色高效的污水处理手段，受到广泛关注研究。

本文综述了水动力空化用于污水处理的作用机制及其对微生物污水、染料废水等不同类型污水的处理效果。

最后，对水动力空化技术在水处理中的未来发展提出了建议。

关键词:水动力空化，绿色高效，污水处理1.概述由于大量的生活污水和工业废水的排放，水污染已成为一个严重的问题。

来自纺织、制药、农药和石油化工等行业的废水中含有大量的有机化合物，如纺织染料、芳香族化合物、氯代烃和酚类化合物。

这些化合物是难降解的或有毒的，如果废水处理不当，会对人体和水环境造成很大的污染。

因此，寻求先进的水处理方法，提高工作效率和经济效益是至关重要的。

19世纪以来，蒸汽机械得到了广泛的应用。

当螺旋桨的速度增加到一定程度时，船的速度并没有相应增加。

一些蒸汽机船的螺旋桨转速也降低了。

对于这种现象，巴纳比和帕森斯首先提出了“空化”[1]，其中提到了水动力空化。

水动力空化是指当流体的局部压力低于饱和蒸汽压时，在液体中形成空化泡、增长、坍塌的过程。

气泡破裂过程会产生温度和压力的急剧上升，这对水利机械产生影响[2]，如叶轮的损坏，机械的振动加剧和性能下降。

而利用空泡破裂产生的高温高压液体环境，可以强化各种化学和物理过程。

而且与超声空化、光致空化其他两种空化方式相比，水动力空化具有更高的空化效率和更低的能耗。

而且在实际应用中更容易实现，具有绝对的经济优势。

因此，水动力空化技术更适合水处理行业。

随着现代工业的快速发展，水动力空化成为一种经济高效、无消毒副产物的水处理方法，受到了广泛研究。

此外，也证明了它是可行的。

本文综述了水动力空化的方法及其对不同类型污水(微生物废水、染料废水和其他工业废水)的处理效果。

阐述了空化、气泡破裂的影响及水处理机理。

文丘里管空化生成微米气泡的试验
阳希颖;黄广源;宋煜晨;蔡康贝;尹俊连;王德忠
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2023(42)1
【摘要】微米气泡在工业中应用广泛,采用文丘里管空化产生微米气泡具有结构简单、能耗低等优点。

为探究文丘里管空化过程微米气泡的生成规律,文中以水为介质、高速摄像为测量手段,探讨了空化数对于微米气泡尺寸分布的影响。

试验发现:空化程度最剧烈时气泡直径分布最广,在20~230μm,并服从多元高斯分布;随着空化数的增加,空化程度有所降低,气泡Sauter平均直径增加而气泡数量降低。

此研究为空化生成微米气泡的方法提供了重要的数据支撑。

【总页数】8页(P138-145)
【作者】阳希颖;黄广源;宋煜晨;蔡康贝;尹俊连;王德忠
【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.文丘里空化空蚀杀灭大肠杆菌的试验研究
2.文丘里式气泡发生器气泡碎化特性研究
3.三相磨粒流文丘里管结构空化辅助抛光机理与试验
4.文丘里管式微气泡发生器内单气泡碎化行为的数值模拟
5.文丘里式微气泡发生器气泡碎化数值研究
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水力空化在食品加工和水处理中的应用Parag R.Gogate摘要水力空化，长期以来被认为是流体系统的一个不易解决的问题，当用于强化各种物理和化学处理应用时，可以作为超声空化的替换方法，是超声空化的强劲竞争对手。

水利空化产生热点，高活性自由基，与流体回路流量相关的扰动，可以用于强化各种物理/化学变化处理应用。

目前的工作聚焦水力空化的各个方面，包括基本原理、基于空泡动力学分析的选择运行参数最优组合的建议、反应器设计和食品加工和水处理工业各方面应用的综述。

本文重点讲解了水力空化在食品消毒、微生物细胞破碎释放酶、水消毒和水处理方面的应用。

使用水力空化处理也能取得超声空化处理相同的效果，能量效率比超声空化高，但是处理规模比超声空化的要大。

Keywords 水力空化 . 食品消毒 .微生物细胞破碎 .水消毒.水处理 . 过程强化前言空化现象包括空泡的产生、发展和溃灭过程，空穴在极短的时间间隔（百万分之一秒）力不断的出现、消失，释放大量的能量，产生非常高的局部能量密度（单位体积释放的能量）和高温（1000-10000K）高压（100-5000bar），这个现象通过在空化器(Suslick 1990内对数百万个点进行测量证实。

空化现象产生高活性自由基，能够用于清洗。

而且空化对流体的扰动作用，增加固体催化剂的比表面积，增大系统的质量传递比率(Mason and Lorimer 1988;Luche 1999。

空化根据产生方式可以分为四类：声空化、水力空化、光空话和微粒空化。

但是只有水力空化和声空化开发应用于工程中产生物理/化学上的变化，而光空化和微粒空化通常只适用于单空泡空化，不能使本体溶液产生任何物理/化学的变化。

超声(声空化的特殊效用已经成功应用于物理/化学处理工程和生物工业(Povey and Mason 1998; Mason and Lorimer 2002。

如本文所述，应用于木瓜(Fernandez et al. 2008和其他热带水果脱水(Fernandez et al. 2010、水果汁加工(Tiwari et al. 2009和微生物灭活（杀菌消毒） (Walkling-Ribeiro et al. 2009。

文丘里水膜除尘器设计指导书（一） 计算书部分1、 熟悉资料（1） 设备原理：文丘里水膜除尘器是一种高效湿式除尘器，常用于高温烟气降温和除尘上，其结构包括文丘里洗涤器和旋风水膜除尘器。

了解其原理有助于画图前分析计算。

（2） 土建资料：根据建筑平、立、剖面图，了解除尘设备结构特点为管道合理布局提供参考条件。

（3） 设计依据：依据建筑条件图和设计规范、设计手册、技术措施、标准图集设计。

2、 设计过程文丘里除尘器的设计主要包括三个主要内容：净化气体量、文丘里管和捕集器的主要尺寸的确定。

（1） 净化气体量Q 的确定净化气体量可以根据生产工艺物料平衡和燃烧装置的燃烧计算来求，也可以采用直接测量的烟气量数据。

对于烟气量的设计与计算，都以文丘里管前的烟气性质和状态参数为准。

为了简化设计计算，计算时可以不考虑其漏风系数、烟气温度的降低、烟气中水蒸气对烟气体积的影响。

（2） 文丘里管几何尺寸的确定1） 喉管①喉管截面积 通常按式（1-1）计算。

03600u Q t A = （1-1） 式中 A 0— 喉管的截面积，m2 Q t —温度为t 时气体口的气体流量，m 3/hu 0— 通过喉管的气体流速，m/s②确定高宽比求得高、宽2） 收缩管① 收缩管进气端截面积 通常按与之相连的进气管道形状计算，计算公式为：113600u Q t A = （1-2） 式中 A 1—收缩管进气端的截面积，Q t —温度为t 时气体口的气体流量，m 3/hu 1— 收缩管进气端气体的速度，m/s② 计算截面收缩管进气端的高度和宽度③ 确定收缩角1θ④ 矩形文丘里管的收缩管长度 矩形收缩管长度L 1可以按式（1-3）和式（1－4） 计算，取两式最大值作为收缩管的长度。

2cot 2a a L 101a1θ-= （1－3）2cot 2b b L 101b 1θ-= （1－4）L 1a —用收缩管进气端高度1a 和喉管高度0a 计算收缩管长度，mL 1b —用收缩管进气端宽度b 1和喉管宽度b 0计算收缩管长度，m3） 扩散管①扩散管出气端的截面积 其计算式如下223600u Q A t = （1－5） 式中 A 2—扩散管出气端的截面积，m 2Q t —温度为t 时气体口的气体流量，m 3/hu 2—扩散管出气端气体的速度，m/s②计算截面扩散管出气端的高度和宽度③确定扩散角2θ④矩形文丘里管的扩散管长度 矩形扩散管长度L 2可以按式（1－6）和式（1－7）计算，取两式最大值作为扩散管的长度。

文丘里水膜除尘器设计指导
首先，设计文丘里水膜除尘器时，需要考虑其工作原理。

文丘里水膜
除尘器是利用水膜在高速气流中形成润湿膜，并与颗粒物发生冲突，从而
使颗粒物与水滤出。

因此，在设计水膜除尘器时，需要确保气流与水膜的
接触面积足够大，以提高除尘效果。

其次，设计水膜除尘器时，需要考虑其整体结构。

通常情况下，水膜
除尘器包括进气管道、布料和喷水系统。

进气管道应设计为流线型，以减
少气流的阻力。

同时，进气口和布料的距离需要合理设置，以保证气流在
布料上形成水膜，并与颗粒物发生冲突。

喷水系统应确保水量和压力稳定，以满足除尘要求。

第三，设计水膜除尘器时，需要考虑水的循环和处理。

由于水膜除尘
器需要不断提供清洁的水来形成水膜，因此需要考虑水的循环和处理。

通
常情况下，可以设置循环水系统，将排放水通过处理设备进行过滤和净化，再循环使用。

此外，还可以设置在线监测系统，监测水质，并及时调整处
理设备，以保证水的清洁程度。

最后，设计水膜除尘器时，需要考虑设备的维护和保养。

水膜除尘器
在使用过程中，会产生一定的沉积物和污垢，因此需要定期进行清洗和维护。

此外，还需要关注设备的运行状态，及时检查和更换磨损的部件，以
确保水膜除尘器的正常运行。

综上所述，设计文丘里水膜除尘器时，需要考虑其工作原理、整体结构、水的循环和处理，以及设备的维护和保养。

通过合理设计和实施这些
措施，可以提高水膜除尘器的除尘效果，保证工作区域的清洁。

文丘里流量计实验(新)一、实验目的和要求、1、掌握文丘里流量计的原理。

2、学习用比压计测压差和用体积法测流量的实验技能。

3、利用量测到的收缩前后两断面1-1和2-2的测管水头差h ∆，根据理论公式计算管道流量，并与实测流量进行比较，从而对理论流量进行修正，得到流量计的流量系数μ，即对文丘里流量计作出率定。

一、实验装置 1. 仪器装置简图124567321891011121234图一 文丘里流量计实验装置图1. 自循环供水器2. 实验台3. 可控硅无级调速器4. 恒压水箱5. 溢流板6. 稳水孔板7. 文丘里实验管段8. 测压计气阀9. 测压计10. 滑尺11. 多管压差计12. 实验流量调节阀[说明]1. 在文丘里流量计7的两个测量断面上, 分别有4个测压孔与相应的均压环连通, 经均压环均压后的断面压强，由气—水多管压差计9测量, 也可用电测仪测量。

2. 功能(1) 训练使用文丘里管测量管道流量和采用气—水多管压差计测量压差的技术;(2) 率定流量计的流量系数μ, 供分析μ与雷诺数Re的相关性;(3) 可供实验分析文氏流量计的局部真空度, 以分析研究文氏空化管产生的水力条件与构造条件及其他多项定性、定量实验。

3. 技术特性(1) 由可控硅无级调速器控制供水流量的自循环台式装置实验仪;(2) 恒压供水箱、文丘里管及实验管道采用丘明有机玻璃精制而成。

文丘里管测压断面上设有多个测压点和均压环;(3) 配有由有机玻璃测压管精制而成的气 水多管压差计, 扩充了测压计实验内容;(4) 为扩充现代量测技术, 配有压差电测仪, 测量精度为0.01;(5) 供电电源: 220V、50HZ; 耗电功率:100W;(6) 流量: 供水流量0～300ml/s, 实验管道过流量0～200ml/s;(7) 实验仪专用实验台: 长×宽=150cm×55cm 。

二、安装使用说明:1. 安装仪器拆箱以后, 按图检查各个部件是否完好, 并按装置图所示安装实验仪, 各测点与测压计各测管一一对应,并用连通管联接, 调速器及电源插座可固定在实验台侧壁或图示位置, 调速器及电源插座位置必须高于供水器顶;2. 通电试验加水前先接上220V交流市电, 顺时针方向打开调速器旋钮, 若水泵启动自如, 调速灵活, 即为正常。

文丘里施肥器水力空化数值模拟吴冬;卿启湘;文桂林【摘要】A bstr act:The Venturi injector is widely used in the Water and fertilizer synchronization irrigation.Its structural parame-ters have significant effect on irrigation effect.However, there is little research on its structure design and parameter opti-mization,and there is no uniform standard.Hydrodynamic cavitation is a complex fluid dynamic phenomenon occurring at the throat of the venturi injector when the pressure reaches a critical value.It is necessary to consider the internal cavitati-on of venturi injector for its structural design and parameter optimization.This paper presents a numerical simulation mod-el for internal flow of venturi injector which considers the effect of hydrodynamic cavitation.The numerical simulation re-sults are in agreement with the experimental results, which can provide technical support for the simulation calculation, structural design and optimization of Venturi injector.%文丘里施肥器在水肥一体化灌溉中应用广泛,其结构参数对灌溉效果影响显著,但对其结构设计及参数优化却研究较少,也没有统一的参数标准.水力空化,是文丘里施肥器入口压力达到一临界值后,在其喉部发生的复杂流体动力学现象,是文丘里施肥器结构设计及参数优化所必须考虑的.为此,提出了一种数值模拟文丘里施肥器内部流动的仿真模型,该模型考虑了水力空化的影响,数值模拟结果与试验结果吻合,为文丘里施肥器的仿真计算、结构设计与优化提供了技术支持.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2018(040)011【总页数】5页(P12-16)【关键词】文丘里施肥器;水力空化;数值模拟;结构优化【作者】吴冬;卿启湘;文桂林【作者单位】湖南大学特种装备先进技术与仿真教育部重点实验室,长沙 410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082;湖南大学特种装备先进技术与仿真教育部重点实验室,长沙 410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082;湖南大学特种装备先进技术与仿真教育部重点实验室,长沙 410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】S224.210 引言文丘里管应用范围广泛。

ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００８￣０１９８ ２０２２ ０３ ０２１事故油池含油废水水力空化技术应用研究邱斌斌１ꎬ２ꎬ李国勇３ꎬ张华东１ꎬ２ꎬ王小豪１ꎬ２(１.国网湖南省电力有限公司超高压变电公司ꎬ湖南长沙４１０００４ꎻ２.变电智能运检国网湖南省电力有限公司实验室ꎬ湖南长沙４１０００４ꎻ３.国网湖南省电力有限公司ꎬ湖南长沙４１０００４)摘㊀要:目前在变电站含油废水的油水分离和深度净化领域ꎬ尚未有一套能够同时满足不同浓度含油废水达标排放和兼顾高效经济性的成熟技术ꎬ因此提出采用水力空化油水分离方法耦合臭氧氧化工艺的含油废水处理技术ꎮ前期先采用旋流器去除大部分浮油后ꎬ难去除的乳化油进入水力空化单元ꎬ少量浮油和乳化油通过空化效应被氧化成小分子物质得以去除ꎬ同时臭氧发生器产生的臭氧可以强化该氧化反应效率ꎬ提高设备处理量并降低后续出水中油和有机物的含量ꎮ搭建实验平台配置不同含油量的含油废水进行试验ꎬ结果表明含油废水的总油量降低至５ｍｇ/Ｌꎬ验证了该技术的可行性和高效性ꎮ关键词:事故油池ꎻ含油废水ꎻ水利空化中图分类号:Ｘ７０３㊀㊀文献标志码:Ａ文章编号:１００８￣０１９８(２０２２)０３￣０１０６￣０４基金项目:国网湖南省电力有限公司科技项目(５２１６Ａ３２１００１９)收稿日期:２０２２￣０１￣０４㊀修回日期:２０２２￣０３￣２３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＣａｖｉｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＯｉｌｙＷａｓｔｅｗａｔｅｒｉｎＡｃｃｉｄｅｎｔＯｉｌＰｏｏｌＱＩＵＢｉｎｂｉｎ１ꎬ２ꎬＬＩＧｕｏｙｏｎｇ３ꎬＺＨＡＮＧＨｕａｄｏｎｇ１ꎬ２ꎬＷＡＮＧＸｉａｏｈａｏ１ꎬ２(１.ＳｔａｔｅＧｒｉｄＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄＥｘｔｒａＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＳｕｂｓｔａｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０００４ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｕｂｓｔａｔｉｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＯｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０００４ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＳｔａｔｅＧｒｉｄＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０００４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｔｐｒｅｓｅｎｔꎬｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｏｉｌ￣ｗａｔｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｅｐｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｉｌｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｎｓｕｂｓｔａｔｉｏｎꎬｔｈｅｒｅｉｓｎｏｍａｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｈａｔｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｏｆｏｉｌｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓａｎｄｇｉｖｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｔｏｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｙ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｏｉｌｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｃａｖｉｔａｔｉｏｎｏｉｌ￣ｗａｔｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈｏｚｏｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｓｔａｇｅꎬａｆｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｍｏｓｔｏｆｔｈｅｏｉｌｓｌｉｃｋｗｉｔｈｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅꎬｔｈｅｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄｏｉｌｔｈａｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｒｅｍｏｖｅｅｎｔｅｒｓｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃａｖｉｔａｔｉｏｎｕｎｉｔꎬａｎｄａｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔｏｆｆｌｏａｔｉｎｇｏｉｌａｎｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄｏｉｌａｒｅｏｘｉｄｉｚｅｄｉｎｔｏｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃａｖｉｔａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｔｏｂｅｒｅｍｏｖｅｄ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅꎬｔｈｅｏｚｏｎｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｏｚｏｎｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｃａｎｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｉｌａｎｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｉｎｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｅｆｆｌｕｅｎｔ.Ｂｙｓｅｔｔｉｎｇｕｐａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒｉｎｇｏｉｌｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｆｏｒｔｅｓｔꎬｔｈｅｔｏｔａｌｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｉｌｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃａｎｂｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｔｏ５ｍｇ/Ｌꎬｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ａｃｃｉｄｅｎｔｏｉｌｐｏｏｌꎻｏｉｌｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒꎻｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙｃａｖｉｔａｔｉｏｎ６０１ ㊀第４２卷第３期㊀湖㊀南㊀电㊀力㊀ＨＵＮＡＮＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ㊀２０２２年６月０㊀引言日常运行中ꎬ变电站事故油池在收集设备渗漏油的同时也会收集变电站内产生的部分雨水ꎮ随着运行时间加长ꎬ油池内积油不断增多ꎬ事故油池中的油水混合物经过静置分层后ꎬ部分油质会浮在表面ꎬ形成浮油ꎻ部分会形成乳化油和溶解油ꎬ与水混合在一起ꎬ形成含油废水ꎮ一旦遇有暴雨这些处理不及时或不彻底的油水混合物随雨水排出站外ꎬ对水体㊁土壤环境将造成污染[１－８]ꎮ传统含油废水油水分离技术主要利用油的密度比水小的特性ꎬ通过重力沉降㊁离心旋转或气浮法实现初步分离ꎬ再结合波纹板或活性炭进行二次分离ꎮ但仪器造价高㊁能源消耗量大且工作效率低ꎬ且大多是针对含油量高的含油废水ꎬ即 油多水少 的含油废水处理ꎮ而对于变电站含油量较低的含油废水(总油量低于２００ｍｇ/Ｌ)ꎬ即 水多油少 这一特定处理对象研究甚少[９]ꎮ本文采用水力空化油水分离方法耦合臭氧氧化工艺的含油废水处理技术ꎬ前期先采用旋流器去除大部分浮油后ꎬ难去除的乳化油进入水力空化单元ꎬ少量浮油和乳化油通过空化效应被氧化成小分子物质得以去除ꎬ同时臭氧发生器产生的臭氧可以强化该氧化反应效率ꎬ提高设备处理量ꎬ并降低后续出水中油和有机物的含量ꎮ通过搭建实验平台配置不同含油量的含油废水进行试验ꎬ该技术可明显降低含油废水的总油量至５ｍｇ/Ｌꎬ验证了其可行性和高效性ꎮ１㊀系统组成前期现场调查研究发现ꎬ事故油池中存在的油大量以浮油的形式存在ꎬ因此本系统采用旋流器等成熟技术先去除浮油ꎬ以降低后续工艺中油的处理量ꎮ经旋流器后ꎬ绝大部分的浮油得以去除ꎬ只剩少许乳化油存在ꎮ难去除的乳化油进入水力空化单元ꎬ在本系统的核心设备组件文丘里管中ꎬ水流通过文丘里管产生空化效应ꎬ少量浮油和乳化油通过空化效应被氧化成小分子物质得以去除ꎬ而臭氧发生器产生的臭氧可以强化该氧化反应效率ꎬ提高设备处理量并降低后续出水中油和有机物的含量ꎮ后期利用ＧＬ￣７１００在线红外测油检测仪对出水含油量进行测定ꎬ检测含油量值不大于５ｍｇ/Ｌ时ꎬ将其直接排出容器进行存储ꎻ在含油量值大于５ｍｇ/Ｌ时ꎬ将反馈至水力空化单元再次进行处理ꎬ直至满足达标排放要求ꎮ系统运行原理如图１所示ꎮ图１㊀含油废水处理系统原理２㊀水力空化单元２ １㊀水力空化机理空化对有机废水有降解作用ꎬ能降解难降解的有机成分ꎬ能强化氧化反应促进降解ꎮ臭氧氧化是苯酚废水处理的方法之一ꎬ单纯使用臭氧氧化法处理废水存在臭氧利用率低㊁氧化能力不足等问题ꎮ而水力空化过程中产生的强射流和局部高温高压有利于臭氧在系统中的分散以及产生更强氧化性的羟基自由基ꎬ提高臭氧的利用率ꎮ水力空化系统利用液体空化及空泡溃灭产生的机械效应和热效应使部分臭氧转变成羟基自由基ＯＨꎬ这是比臭氧更强的氧化剂ꎬ形成水力空化－臭氧联动的高级氧化技术ꎮＯ３㊁Ｏ㊁ ＯＨ粒子能量极高且不稳定ꎬ协同作用使得有机物分子链键断裂ꎬ完成快速反应ꎬ形成最终产物二氧化碳和水ꎮ烷烃㊁环烷族饱和烃㊁芳香族不饱和烃与臭氧氧化反应通式如下:ＣｎＨ２ｎ＋２＋Ｏ３＝ ＝ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ(１)ＣｎＨ２ｎ＋Ｏ３＝ ＝ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ(２)ＣｎＨ２ｎ－ｍ＋Ｏ３＝ ＝ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ(３)２ ２㊀水力空化定量描述空化数是一个无量纲的参数ꎬ用来表征空化装置内部的空化情况ꎬ被定义为空化器喉部和此处液体介质相应温度下的饱和蒸汽压力的压力降与喉部动能头的比值[１０－１３]ꎮ由下式来定义空化数:Ｃｖ＝Ｐɕ－ＰＶ１２ρμ２ɕ(４)本文计算选择Ｃｖ＝０ ３１ꎮ２ ３㊀文丘里混合器结构设计文丘里混合器主要由６个部分组成:流出通道㊁扩散段㊁接收室㊁流入通道㊁喉管和喷嘴ꎮ工作原理:当含油废水以低速进入喷嘴时ꎬ由于喷嘴与渐缩管类似ꎬ出口截面小ꎬ所以含油废水经过喷７０１第４２卷第４期㊀邱斌斌等:事故油池含油废水水力空化技术应用研究２０２２年８月嘴出口时过流面积就很小ꎻ被喷嘴喷出后ꎬ由于流体的突然扩散ꎬ会在接收室形成高速低压的流体ꎻ含油废水在吸入室将形成一个负压ꎬ从而将次流入口的臭氧通过压差的形式吸入到接收室里ꎬ使其与含油废水进行充分混合ꎬ此时两者就变成了均匀混合的流体ꎮ混合的流体进入到喉管段ꎬ使油相与臭氧进一步充分混合ꎬ二者接触面积增加ꎬ反应更加充分ꎻ之后进入扩散段进行降速ꎬ恢复压力ꎬ最后在流出通道得到低速混合流体ꎮ２ ３ １㊀文丘里混合器进出口压力和压力降想要提升文丘里混合器的效率ꎬ可改变含油废水与臭氧的混合程度ꎬ混合程度越好ꎬ效率越高ꎮ混合程度跟文丘里混合器的压力降ΔＰ(主流入口压力减去文丘里混合器出口压力)有关ꎬ压力降的高低也可以说明两相流体在文丘里混合器内的混合程度ꎮ一般来说ΔＰ为０ ５~１ ５ｋｇ/ｃｍ２ꎮＰｃ＝Ｐｄ－ΔＰ１(５)Ｐｍ＝Ｐｄ－ΔＰ２＋Ｈρｍ１０(６)ρｍ＝(１＋μ)ρｃρｒρｃ＋μρｐ(７)μ＝ＧｃＧｐ(８)式中ꎬＰｃ为次流入口压力ꎻＰｄ为沉降罐操作压力ꎻΔＰ１为沉降罐底到次流入口压力降ꎻＰｍ为文丘里混合器出口压力ꎻΔＰ２为沉降罐入口与文丘里混合器入口的压力降ꎻＨ为文丘里混合器与沉降罐的高度差ꎻρｍ为混合液体密度ꎻρｐ为主流密度ꎻρｃ为次流密度ꎻＧｐ为主流质量流速ꎻＧｃ为次流质量流速ꎻμ为混合比ꎮ２ ３ ２㊀喷嘴结构设计喷嘴的作用是将主流的能量进行转换ꎬ含油废水经过喷嘴出口后形成低压ꎬ目的是为了抽吸次流介质ꎮ喷嘴出口的截面积计算如下:Ａｎ＝Ｇｐ０ ９５１０５２ｇρｐΔＰ１２(９)ΔＰ１２＝Ｐ１－Ｐ２(１０)ｄｎ＝１ １３Ａｎ(１１)式中ꎬＡｎ为喷嘴出口截面积ꎻｄｎ为喷嘴直径ꎻＧｐ为主流质量流速ꎻＰ１为混合器主流入口压力ꎻＰ２为混合器次流入口压力ꎮ收敛角越大ꎬ喷嘴锥体长度就越短ꎬ收敛角越小ꎬ喷嘴锥体长度就越长ꎬ并且收敛角的大小还会改变含油废水经过喷嘴时流体的流动性质ꎮ大量研究表明ꎬ喷嘴的收敛角为１０ʎ~１５ʎ时对文丘里混合器的混合程度影响不大ꎬ所以取喷嘴收敛角区间的最大值ꎬ不仅可以在设计时降低喷嘴的锥体长度ꎬ还可以降低加工时的机械加工难度ꎮ通常按照以下方程来设计喷嘴锥体长度:ｄｐ＝ｄｎ＋２ˑＬＡˑｔａｎθ２(１２)３㊀实验分析针对事故油池含油废水的净化需求ꎬ搭建了实验室实验和测试平台ꎬ以及系统样机一套ꎮ实验中使用ＤＮ２５新型双锥旋流油水分离器ꎬ强化离心力形成稳定的油水包络面ꎬ从而获得稳定的油水分离效果ꎬ样机部件采用３Ｄ打印技术ꎬ材料安全可靠ꎬ设计迭代周期快ꎮ在１ｍ３的连续相体积下ꎬ经过多次调节氧气进气量以及旋流空化器间隙ꎬ气泡充满整个出口管路ꎮ因此ꎬ系统稳定之后ꎬ通入臭氧ꎬ每反应５ｍｉｎ取样ꎬ比较反应前后含油量ꎬ如图２所示ꎮ图２㊀臭氧除油效率曲线在混合良好的情况下ꎬ系统循环流量为８ｍ３/ｈꎬ空化器污水处理流量约为６ｍ３/ｈꎬ压力损失大概为０ ２~０ ３Ｍｐａꎮ经过３０ｍｉｎ的循环处理后ꎬ整体油含量成功降低到符合一级工业水排放标准(５ｍｇ/Ｌ)ꎬ前半段(前１５ｍｉｎ)处理效果尤其明显ꎬ后半段数据波动较大且降解率较低ꎮ由此可知ꎬ空化－臭氧除油的变压器油脱除效果和入口浓度密切相关ꎬ当入口浓度在５０ｍｇ/Ｌ左右时ꎬ降解率较高ꎬ浓度在１０ｍｇ/Ｌ以下时ꎬ空化－臭氧除油８０１ 第４２卷第４期㊀湖㊀南㊀电㊀力２０２２年８月效率较低ꎮ若不通臭氧ꎬ仅通过空化处理的情况下重复本实验ꎬ由于缺少Ｏ３在空化作用下转化的羟基自由基ꎬ单空化诱导水热解离产生的羟基自由基产量较少ꎬ因此除油效率较低ꎮ旋流器是一种重要的预处理分离设备ꎬ其占地面积小㊁维护容易㊁处理量大㊁成本低廉ꎬ对存在一定密度差的非均相混合物分离效率较高ꎮ在１ｍ３的连续相体积下ꎬ循环流量８ｍ３/ｈ时ꎬ旋流器压力损失０ １~０ ２Ｍｐａꎬ分流比约为１０％ꎮ经过１０ｍｉｎ的循环周期ꎬ入口浓度逐渐下降ꎬ计算旋流器的进出口浓度以及分离效率ꎬ结果如图３所示ꎮ处理结果表明ꎬ分离效率随着入口浓度的下降而下降ꎬ这是因为低浓度情况下ꎬ变压器油主要以５μｍ以下的微细乳化状油滴和溶解油的形式存在ꎬ受布朗运动等微观特性的影响显著于宏观力(离心力)ꎬ离心迁移效果不明显ꎮ入口浓度在１００~１１０ｍｇ/Ｌ时ꎬ分离效率可以达到５０％以上ꎬ降低了后续空化器的入口污水浓度ꎬ１０％的预处理溢流排水可以直接或者浓缩后作为危废排放ꎬ减少了整个事故油池的危废排放量ꎮ图３㊀旋流－臭氧组合除油效率曲线４　结语针对目前变电站含油废水的油水分离和深度净化领域ꎬ尚未有一套能够同时满足不同浓度含油废水达标排放和兼顾高效经济性的成熟技术ꎬ提出采用水力空化油水分离方法耦合臭氧氧化工艺的含油废水处理技术ꎮ前期先采用单一旋流器等成熟技术去除大部分浮油后ꎬ难去除的乳化油进入水力空化单元ꎻ少量浮油和乳化油通过空化效应被氧化成小分子物质得以去除ꎬ同时臭氧发生器产生的臭氧可以强化该氧化反应效率ꎬ提高设备处理量并降低后续出水中油和有机物的含量ꎮ搭建实验平台进行试验ꎬ处理后出水水质稳定ꎬ油可部分回收利用ꎬ对环境不产生二次污染ꎬ验证了该技术的可行性和高效性ꎮ参考文献[１]解宏端ꎬ刑文东ꎬ杨雨桐ꎬ等.含油废水处理技术现状及发展趋势[Ｊ].科技资讯ꎬ２０１５ꎬ１８(７６):１３７￣１３９.[２]毛文奇ꎬ彭平ꎬ刘赟.一起典型的套管运行中漏油事故分析[Ｊ].湖南电力ꎬ２０１７ꎬ３７(４):５９￣６１.[３]张雨酌.电厂化学取样水回收利用可行性研究[Ｊ].湖南电力ꎬ２０１６ꎬ３６(３):７３￣７４.[４]杨轶珣ꎬ蒋翼ꎬ王媛媛ꎬ等.含油废水处理技术的研究进展[Ｊ].化学工业与工程技术ꎬ２００７ꎬ２８(５):２９￣３２.[５]徐昆鹏.含油废水处理方法的研究现状及展望[Ｊ].化工管理ꎬ２０２１(２４):２１￣２２.[６]潘志敏ꎬ黄兵ꎬ梁运华ꎬ等.排油注氮灭火装置防误动技术改造实践[Ｊ].湖南电力ꎬ２０２１ꎬ４１(１):４４￣４７.[７]刘奕奕ꎬ李孟强ꎬ万涛.排油注氮消防装置检修阀漏油故障分析[Ｊ].湖南电力ꎬ２０２０ꎬ４０(３):３８￣４１ꎬ４７.[８]李辉ꎬ朱敏ꎬ刘晓华ꎬ等.５００ｋＶ变电站事故油池油水分离性能及处理研究[Ｊ].资源节约与环保ꎬ２０１８(１１):７１￣７２.[９]刘晓华ꎬ李辉ꎬ郭振国ꎬ等.变电站移动式一体化含油废水处理装置研究[Ｊ].绿色科技ꎬ２０２０(２):１０９￣１１０ꎬ１１６.[１０]潘森森ꎬ彭晓星.空化机理[Ｍ].北京:国防工业出版社ꎬ２０１３.[１１]古孜扎尔 米吉提ꎬ地力拜 马力克ꎬ马忠庭ꎬ等.空化射流技术处理含油废水的应用研究进展[Ｊ].工业技术ꎬ２０１６ꎬ３６(１９):１２１￣１２２.[１２]刘峰ꎬ朱南文ꎬ王亚林ꎬ等.射流空化技术处理乳化含油废水的研究[Ｊ].石油与天然气化工ꎬ２００５ꎬ３４(５):４１６￣４１９.[１３]雷飞东ꎬ邓松圣ꎬ赵云峰.空化射流处理含油废水的研究[Ｊ].中国储运ꎬ２０１０(３):１０２￣１０３.作者简介邱斌斌(１９８７)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ高级工程师ꎬ研究方向为变电运维㊁环保ꎮ９０１ 第４２卷第４期㊀邱斌斌等:事故油池含油废水水力空化技术应用研究２０２２年８月。

文丘里管射流器在工业中的应用摘要：文丘里管、射流器、搅拌关键词：文丘里管、射流器、搅拌、混合射流搅拌是混合液体的一种方法。

它能使液体各组分之间在敞开或者密闭的容器内产生直接混合作用,可使物料一直处于恒定的运动状态,因此对于维持容器内液体的均质分布(如温度、酸度、碱度以及颗粒等)相当有利。

射流搅拌与机械搅拌相比具有结构轻巧,成本低廉、安装方便、不易堵塞、本身无运动部件不需维修、不会污染等优点。

所以射流搅拌不仅适用于一般液体的混和以及有腐蚀介质的搅拌,而且对带有粉末状的淤浆和悬浮物料的搅拌是十分有效的。

还可以用于防止非混合液体的分离。

射流搅拌器的结构属于液-液喷射器类型。

其由喷嘴、吸入室、混合管和扩压管组成，且可铸造为一体，安装使用十分方便。

1.文丘里射流器的工作原理如图1所示,高速水流经过文丘里管的变径后,速度急剧増大,压力减少,从喷嘴喷出的水流锥体,在直径等于引射管内径后受管壁约束而变为圆柱体 ,随着水柱从喷嘴喷出,活塞沿引射管高速运动并从喷射出口高速射出,水流锥的后部形成真空,外部水源不断地从吸气口吸入引射管,这些新吸进的水流在引射喷射管内与水流锥喷撞混合,并从喷射口喷出。

若吸入的是含盐浓度较高的水流,则高浓度盐水被强制喷射出引射管后,很快便进行溶解,从而实现快速溶解在水中的目的。

1.文丘里管射流器的安装方法图2 文丘里射流器的布置示意图如图2所示，用于工业软水处理置换工序，文丘里管射流器连接在循环盐水管道上。

当来水管线的动力流量和压力在所需射流器的工作流量范围内时，可直接把射流器安装在主管上，在管道动力流量和压力不变的情况下，射流器吸入恒定量的高浓度盐水。

1.容器形状对文丘里射流搅拌器布置的影响要维持一定几何形状容器内的液体达到均匀混合的目的，就必须恰当地选择射流搅拌器的数量及其安装位置。

举例说明如下：1.球形容器该类容器无锐角阻碍流体流动,所以只需要安装单个射流搅拌器就能造成容器内的物料均匀而自然的循环混和。