阅读说明：本技术 一种用于处理染料废水的高效激光空化装置 (It is a kind of for handling the efficient laser cavitation device of waste water from dyestuff ) 是由 任旭东 顾嘉阳 罗春晖 张洪峰 卢主笔 张鹏华 孙禺州 刘怀乐 胡文景 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于处理染料废水的高效激光空化装置,包括空化仓,空化仓位于工作台上,工作台固定在四围移动平台上,空化仓上方设置有激光发生装置,所述空化仓通过入水管与蓄液池相连,水泵用于抽取蓄液池中的染料废水至空化仓中,空化仓通过出水管与蓄液池相连,水质检测器和浓度传感器安装在出水管上,空化仓上还安装有曝气装置、加热装置和催化装置。本发明将激光空化降解与辅助装置相结合,运用上位机进行智能控制,较大地提高了染料废水的处理效率。(The present invention relates to a kind of for handling the efficient laser cavitation device of waste water from dyestuff, including cavitation storehouse, cavitation position in storehouse is on workbench, workbench is fixed on all around mobile platform, generating device of laser is provided with above cavitation storehouse, the cavitation storehouse is connected by water inlet pipe with liquid storage pool, water pump is used to extract the waste water from dyestuff in liquid storage pool into cavitation storehouse, cavitation storehouse is connected by outlet pipe with liquid storage pool, Water quality detector and concentration sensor are mounted on outlet pipe, and aerator, heating device and catalytic unit are also equipped on cavitation storehouse.Laser cavitation is degraded and is combined with auxiliary device by the present invention, carries out intelligent control with host computer, significantly improves the treatment effeciency of waste water from dyestuff.)

一种用于处理染料废水的高效激光空化装置

技术领域

本发明属于水污染降解技术领域，特指一种用于处理染料废水的高效激光空化装置和方法。

背景技术

随着工业的不断发展，大量的工业废水被直接排放，这严重影响了当地的环境并对人类的生存造成了威胁。现阶段关于污水的处理技术大致可以分为三类，即物理处理法、化学处理法和生物处理法。其中物理方法处理效率低，处理时间长，投资较小。化学方法效率高，但是也存在成本相对较高，可能存在二次污染等问题。生物处理方法主要是好氧法和厌氧法，这类方法相对而言比较环保，但是处理时间较长，部分情况下处理方案还会受环境的影响。

空化使流体中特有的一种现象，空化发生时伴随空化泡的初生、成长和溃灭，在溃灭时可以释放大量的能量，导致局部高温高压等极端环境，因而产生大量的羟自由基与染料物反应，从而降解染料废水。目前的空化降解方法主要应用于水力空化，但染料废水中的一些微生物无法通过水力空化降解完全。

激光空化处理染料废水具有很强的可操纵性，能够有效地去除染料废水中的微生物，所以当前激光空化降解染料废水的技术正逐步兴起。但存在激光空化处理染料废水存在处理效率低的问题亟待解决。

发明内容

本发明是为了克服现有装置上的不足，提供了一种用于处理染料废水的高效激光空化装置和方法,使激光空化降解染料废水的过程中辅以旋转搅拌、曝气、升温、添加催化剂，极大的提高了激光空化的降解效率。

为解决相关技术问题，实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为： 一种用于处理染料废水的高效激光空化装置，包括空化仓，空化仓位于工作台上，工作台固定在四围移动平台上，空化仓上方设置有激光发生装置，所述空化仓通过入水管与蓄液池相连，水泵用于抽取蓄液池中的染料废水至空化仓中，空化仓通过出水管与蓄液池相连，水质检测器和浓度传感器安装在出水管上，空化仓上还安装有曝气装置、加热装置和催化装置。

上述方案中，所述工作台通过螺栓与四维移动平台固定。空化仓由固定架固定放置于工作台上。

上述方案中，空化仓内部有一层可拆卸橡胶圈，用来载留激光能量，转子放于空化仓中，用于加强移动平台的旋转搅拌。

上述方案中，所述曝气装置包括充气瓶、通气管、电磁阀，充气瓶中的气体为臭氧O₃,用于提高空化效率，由通气管与空化仓相连，电磁阀控制通气量。

上述方案中，所述加热装置包括加热器、导热棒、温度传感器，导热棒与温度传感器均位于加热器上，导热棒用于加热空化仓中的液体，温度传感器对液体的温度进行检测，并将信息反馈至控制器。

上述方案中，所述催化装置由催化剂输送器与输送管组成，所使用的催化剂为H₂O₂与Fe²⁺ ，用于促进空化处理染料废水反应的进行。

上述方案中，所述催化剂输送器、加热器、电磁阀、水质检测器、四维移动平台均由控制器控制，控制器与上位机通信，上位机与激光发生装置连接。

本发明的有益效果：(1)本发明采用的一种用于处理染料废水的高效激光空化装置,使激光空化降解染料废水的过程中辅以旋转搅拌、曝气、升温、添加催化剂，极大的提高了激光空化的降解效率。(2)整套装置控制方法智能化，提高了降解的准确性与连续性。(3)操作简单方便，避免了时间和人力的浪费。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图2为四维移动平台、工作台、空化仓结构装配图。

图中：1-上位机；2-控制器；3-水质检测器；4-蓄液池2；5-出水管；6-阀门；7-浓度传感器；8-催化剂输送器；9-四维移动平台；9-1-螺栓；10-工作台；10-1-固定套；11-橡胶圈；12-蓄液池1；13-入水管；14-水泵；15-充气瓶；16-通气管；17-电磁阀；18-转子；19-空化仓；20-全反镜；21-凹透镜；22-凸透镜；23-柱面镜；24-加热器；25-激光器；26-导热棒；27-温度传感器；28-激光器控制器；29-输送管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明装置作进一步详细说明。

如图1所示，一种用于处理染料废水的高效激光空化装置，包括激光空化系统、空化辅助系统、控制与检测系统。所述激光空化系统由激光器、透镜组、空化仓、工作台、移动平台、蓄液池组成。所述透镜组中全反镜20与激光器25呈平面45度角放置且中心正对激光束，还与凹透镜21、凸透镜22、柱面镜23的中心位于同一种直线上，透镜组将激光束聚焦成线光束后入射至空化仓19中。所述空化仓19通过入水管13与蓄液池12相连，通过出水管5与蓄液池4相连，水泵14用于抽取蓄液池12中的染料废水至空化仓19中，水质检测器3暂存激光空化处理后的部分液体，浓度传感器7检测液体的浓度是否达到处理标准，阀门6控制空化仓19中的液体是否进入蓄液池4。所述移动平台是可以在X、Y、Z的移动方向以及Y的转动方向上运行的四维移动平台，所述工作台10通过螺栓与四维移动平台9固定。空化仓19放置于工作台10上，其内部有一层橡胶圈11来载留激光能量，转子18放于空化仓19中用于加强移动平台的旋转搅拌。所述空化辅助系统由曝气装置、搅拌装置、催化装置、加热装置组成，所述控制与检测系统由上位机、控制器、温度传感器、浓度传感器组成。所述曝气装置由充气瓶15、通气管16、电磁阀17组成，充气瓶15中的臭氧O₃用于提高空化效率，由通气管16与空化仓19相连，电磁阀17控制通气量。所述加热装置由加热器24、导热棒26、温度传感器27组成，导热棒26与温度传感器27均放置于加热器上，导热棒26用于加热空化仓19中的液体，温度传感器27对液体的温度进行检测，并将信息反馈至控制器。所述催化装置由催化剂输送器8与输送管29组成，所使用的催化剂为H₂O₂与Fe²⁺ ，用于促进空化处理染料废水反应的进行。所述催化剂输送器8、加热器24、电磁阀17、水质检测器3、四维移动平台9均由控制器2控制，控制器2与上位机1通信，由上位机1来操作激光器与各个空化装置。

优选的，聚焦透镜采用柱面镜，使激光聚焦成一条线，从而在空化仓的液体中形成一个面，加大了激光空化发生的面积，从而提高了空化降解效率。

优选的，催化剂为H₂O₂与Fe²⁺混合试剂，充气瓶中的气体为臭氧O₃，具有强氧化性，能够与水中的染料物反应，加速染料废水的降解。

优选的，染料浓度检测采用紫外分光光度法进行检测。

利用该装置加工操作时，包括如下步骤：S1：将空化仓19固定于工作台10上，打开水泵14使蓄液池12中的染料废水流入空化仓19，调整好透镜组位置以及激光器参数，通过上位机1控制四维移动平台9在X和Z方向上移动，使空化仓19处于透镜组中央，然后打开激光器。S2：由上位机1使四维移动平台9绕Y轴旋转，带动转子18对液体进行搅拌，再由上位机1控制加热器24升温，导热棒26对空化仓19中的液体进行加热，温度传感器27将水温反馈至上位机，若水温在40^。C到60^。C的区间则停止加热，若未达到则继续加热。S3：通过上位机1打开电磁阀17使臭氧O₃通入空化仓19中，并控制催化剂输送器8使H₂O₂与Fe²⁺通入空化仓19，通过上位机1控制四维移动平台9在Y方向上移动，将离焦量调节至合适的位置。S4：浓度传感器7对暂存于水质检测器3中的液体进行检测，若达到处理要求，则关闭激光器2、电磁阀17、加热器24、催化剂输送器8与四维移动平台9，打开阀门6使空化仓19中的液体进入蓄液池4；若未达到处理要求，则保持当前状态继续工作，适当调整通入的臭氧O₃与催化剂的量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书内容等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。