專利名稱：一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔的制作方法
一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下水技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔。背景技術(shù)：
我國地下水污染狀況非常嚴(yán)重，其中有機(jī)物污染是最常見且最難治理的一類，已逐漸成為科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。四氯乙烯(PCE)、三氯乙烯(TCE)、氯仿等氯代烴類有機(jī)物，在世界各地地下水中被頻繁檢出。目前修復(fù)這類污染環(huán)境的技術(shù)主要有抽出處理、滲透性反應(yīng)墻和生物修復(fù)等。抽出處理法是治理地下水有機(jī)污染的常規(guī)方法，是目前應(yīng)用最普遍的去污措施。在美國的上百個(gè)污染場(chǎng)址區(qū)，對(duì)地下水采取抽出處理的約占75%。其中空氣吹脫法是一種比較便宜的地下水異位抽出凈化技術(shù)，據(jù)報(bào)道，空氣吹脫的處理費(fèi)用是$1. 14 7. 50/m3，這使得空氣吹脫技術(shù)在美國被迅速應(yīng)用于地下水的凈化。吹脫法就是讓壓縮空氣與廢水充分接觸，使廢水中溶解氣體和易揮發(fā)的溶質(zhì)穿過氣液界面，向氣相擴(kuò)散，從而達(dá)到脫除污染物的方法。吹脫法的主要設(shè)備——吹脫塔。吹脫塔又分為填料塔與篩板塔兩種。填料塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空氣阻力小，但是傳質(zhì)效率不夠高，設(shè)備比較龐大，填料容易堵塞。篩板塔構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造方便，傳質(zhì)效率高，塔體比填料塔小，且不易堵塞，比較適合用來處理地下水。有機(jī)物污染地下水中不僅含溶解性的易揮發(fā)有機(jī)物亦含難揮發(fā)有機(jī)物，地下水污染類型相當(dāng)復(fù)雜，對(duì)于難揮發(fā)有機(jī)物的處理很有必要。臭氧氧化是非常有效的方法之一。臭氧具有強(qiáng)氧化性，對(duì)水體有消毒、除臭、脫色等作用。地下水中除氯代有機(jī)物外，還含有各種有色礦物質(zhì)。臭氧對(duì)水體中的顯色有機(jī)物具有氧化分解的作用，微量的臭氧就能達(dá)到良好的效果。顯色有機(jī)物一般是具有不飽和鍵的多環(huán)有機(jī)物，用臭氧進(jìn)行處理時(shí)能夠使不飽和化學(xué)鍵斷裂，從而使水澄清。任何受污染場(chǎng)地地下水污染類型都不是單一的，水中含溶解性的易揮發(fā)有機(jī)物和難揮發(fā)有機(jī)物，單一工藝往往難以滿足復(fù)合型污染的地下水，或單一處理工藝使用往往難以達(dá)到滿意的處理效果，此二工藝有效耦合可以達(dá)到此目的，滿足不同污染場(chǎng)地類型及污染程度地下水的處理需求。我國正處于地下水復(fù)合型污染治理與修復(fù)的起步階段，亟需這樣的復(fù)合有機(jī)物污染地下水的修復(fù)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于技術(shù)創(chuàng)新，節(jié)省投資成本，提供一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔；其能作為工程應(yīng)用規(guī)模的經(jīng)濟(jì)、可行的異位修復(fù)組合型設(shè)備，其中包括吹脫塔去除揮發(fā)性有機(jī)物，臭氧化段去除難揮發(fā)的發(fā)色物；主要修復(fù)目標(biāo)為地下水中的揮發(fā)性與難揮發(fā)有機(jī)污染物，包括高濃度和低濃度的有機(jī)污染物。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，為吹脫裝置和氧化裝置，吹脫裝置和氧化裝置通過法蘭結(jié)構(gòu)連接而成；
所述的吹脫裝置包括圓筒體，多層塔板，進(jìn)料口，進(jìn)氣口，出氣口，測(cè)壓口，泄壓閥， 液壓壓差計(jì)，各個(gè)塔節(jié)通過法蘭連接成一圓筒體；所述的連接法蘭為有機(jī)玻璃；所述的吹脫裝置為四塊圓形篩板的吹脫段，包括各進(jìn)出料口部分和塔板部分；筒體頂部設(shè)有進(jìn)液口和尾氣排放口 ；進(jìn)液口設(shè)有輸水管及進(jìn)液擋板；尾氣排放口處設(shè)有除沫器；筒體底部設(shè)有進(jìn)氣口 ；進(jìn)氣口用法蘭連接管道；吹脫裝置的筒體內(nèi)有四塊篩板，每塊板上分別設(shè)置篩孔，受液盤，入口安全區(qū)，溢流堰，降液管；塔頂，各塔節(jié)用法蘭連接；所述的吹脫裝置采用圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑350mm，高1150mm，用有機(jī)玻璃制成，分成四個(gè)塔節(jié)和一個(gè)塔頂，各設(shè)置取樣口 ；吹脫塔頂部設(shè)圓形出氣管接口，圓形出氣管接口內(nèi)徑125mm ；圓形出氣管接口與出氣管用法蘭連接；吹脫塔上端設(shè)有圓形進(jìn)樣口接口，圓形進(jìn)樣口接口內(nèi)徑50mm，圓形進(jìn)樣口接口與進(jìn)水管道用法蘭連接；吹脫塔底部設(shè)圓形進(jìn)氣管接口，圓形進(jìn)氣管接口內(nèi)徑IOOmm ；圓形進(jìn)氣管接口與進(jìn)氣管用法蘭連接；所述的吹脫裝置采用圓形篩板，篩板直徑330mm，厚度8mm，用有機(jī)玻璃制成；篩板受液盤寬度為70mm，受液盤下凹20mm，入口安定區(qū)寬度為15mm ；板上的篩孔呈正三角形，篩孔直徑3mm ；未設(shè)出口安定區(qū)；溢流堰高30mm ；所述的氧化裝置用有機(jī)玻璃制成；所述的氧化裝置為帶曝氣頭的鼓泡型氧化段，包括內(nèi)置填料，曝氣頭，各進(jìn)出料口部分和擋板部分；筒體頂部設(shè)有進(jìn)氣口 ；進(jìn)氣口設(shè)有進(jìn)氣管；吹脫裝置的液體進(jìn)入氧化裝置處設(shè)有帶孔進(jìn)液隔板；筒體中間裝玻璃珠填料；玻璃珠填料下部裝曝氣頭；筒體底部設(shè)有出水口 ；出水口用法蘭連接出水管道；所述的氧化裝置采用圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑350mm，高1000mm，用有機(jī)玻璃制成，塔底設(shè)置取樣口 ；帶孔進(jìn)液隔板上端垂直設(shè)有10個(gè)出水孔，出水孔內(nèi)徑IOmm ；玻璃珠填料高 50mm，填充直徑215mm;氧化裝置的塔底部設(shè)圓形出水管接口，圓形出水管接口內(nèi)徑50mm; 圓形出水管接口與出水管道用法蘭連接；所述的氧化裝置的塔內(nèi)裝大圓形曝氣頭或者4個(gè)小型曝氣頭組合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是(1)本發(fā)明借鑒化工分離中常用的吸收塔技術(shù)，根據(jù)地下水污染具體情況構(gòu)建了異位修復(fù)有機(jī)物污染地下水的篩板式吹脫塔，并且結(jié)合較為成熟的臭氧化技術(shù)，去除難揮發(fā)有機(jī)物和發(fā)色物，以保證處理效果和出水水質(zhì)；(2)本發(fā)明的裝置設(shè)計(jì)新穎，多功能，使地下水中揮發(fā)性有機(jī)物吹脫和難揮發(fā)有色物反應(yīng)在一個(gè)裝置中完成，吹脫段采用逆流形式，傳質(zhì)推動(dòng)力大；(3)本發(fā)明的裝置操作靈活，可根據(jù)處理對(duì)象類型、濃度來變更塔板數(shù)，在處理不同污染場(chǎng)地時(shí)可拆卸搬運(yùn)，實(shí)用方便；(4)本發(fā)明的體系設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)施起來較為方便，對(duì)有機(jī)物污染的地下水具有高效、經(jīng)濟(jì)、無二次污染的特點(diǎn)；(5)本發(fā)明修復(fù)地下水范圍寬，可去除的污染物種類非常廣泛，如石油烴，多環(huán)芳烴，氯代烴等常見地下水污染物；(6)本發(fā)明并不只局限于對(duì)地下水的治理，也可以應(yīng)用于城市污水和生活污水的治理。
圖1新型地下水污染吹脫氧化組合塔裝置平面示意圖；圖加圖2b分別為吹脫段篩板和板孔具體結(jié)構(gòu)圖；圖3控水隔板結(jié)構(gòu)圖；附圖中的標(biāo)號(hào)分別為1、吹脫段，2、反應(yīng)段，3、進(jìn)液管接口，4、進(jìn)氣管接口，5、尾氣出口，6、出水管接口，7、臭氧進(jìn)氣口，8、篩板，9、曝氣頭，10、玻璃珠填充層，11、控水隔板， 12、筒體法蘭。
具體實(shí)施方式以下提供本發(fā)明地下水污染吹脫氧化組合塔的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例1請(qǐng)參見附圖l，2a，2b和3，一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，包含溶解的揮發(fā)性有機(jī)物吹脫段和難揮發(fā)有機(jī)物反應(yīng)段；按照氧化裝置2，吹脫裝置1從下至上的順序安裝裝置，吹脫裝置1和氧化裝置2通過法蘭結(jié)構(gòu)連連成一個(gè)整體塔結(jié)構(gòu)；所述的吹脫裝置1包括吹脫段圓筒體1，多層塔板8，進(jìn)料口 3，進(jìn)氣口 4，出氣口 5， 各個(gè)塔節(jié)通過法蘭連接成一圓筒體；所述的吹脫裝置為四塊圓形篩板8的吹脫段，包括各進(jìn)出料口部分和塔板部分； 筒體頂部設(shè)有進(jìn)液口 3和尾氣排放口 5 ；進(jìn)液口 3設(shè)有輸水管及進(jìn)液擋板；尾氣排放口處設(shè)有除沫器；筒體底部設(shè)有進(jìn)氣口 4 ；進(jìn)氣口 4用法蘭連接管道；吹脫段筒體內(nèi)有四塊篩板8， 每塊板上分別設(shè)置篩孔，受液盤，入口安全區(qū)，溢流堰，降液管；塔頂，各塔節(jié)用法蘭連接；所述的吹脫裝置采用圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑350mm，高1150mm，用有機(jī)玻璃制成，分成四個(gè)塔節(jié)和一個(gè)塔頂，各設(shè)置取樣口 ；吹脫塔頂部設(shè)圓形出氣管接口，圓形出氣管接口內(nèi)徑125mm ；圓形出氣管接口與出氣管用法蘭連接；吹脫塔上端設(shè)有圓形進(jìn)樣口接口，圓形進(jìn)樣口接口內(nèi)徑50mm，圓形進(jìn)樣口接口與進(jìn)水管道用法蘭連接；吹脫塔底部設(shè)圓形進(jìn)氣管接口，圓形進(jìn)氣管接口內(nèi)徑100mm;圓形進(jìn)氣管接口與進(jìn)氣管用法蘭連接；所述的吹脫裝置采用圓形篩板，篩板直徑330mm，厚度8mm，用有機(jī)玻璃制成；篩板受液盤寬度為70mm，受液盤下凹20mm，入口安定區(qū)寬度為15mm ；板上的篩孔呈正三角形，篩孔直徑3mm ；未設(shè)出口安定區(qū)；溢流堰高30mm ；所述的氧化裝置用有機(jī)玻璃制成；所述的氧化裝置為帶曝氣頭的鼓泡型氧化段，包括內(nèi)置填料，曝氣頭，各進(jìn)出料口部分和擋板部分；筒體頂部設(shè)有進(jìn)氣口 ；進(jìn)氣口設(shè)有進(jìn)氣管；吹脫段液體進(jìn)入氧化段處設(shè)有帶孔進(jìn)液隔板；筒體中間裝玻璃珠填料；玻璃珠填料下部裝曝氣頭；筒體底部設(shè)有出水口 ；出水口用法蘭連接出水管道；所述的氧化裝置采用圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑350mm，高1000mm，用有機(jī)玻璃制成，塔底設(shè)置取樣口 ；帶孔進(jìn)液隔板上端垂直設(shè)有10個(gè)出水孔，出水孔內(nèi)徑IOmm ；玻璃珠填料高 50mm，填充直徑215mm ；氧化段塔底部設(shè)圓形出水管接口，圓形出水管接口內(nèi)徑50mm ；圓形出水管接口與出水管道用法蘭連接；所述的氧化裝置塔內(nèi)裝大圓形曝氣頭或者4個(gè)小型曝氣頭組合。
待裝置組裝完整后，抽出待處理的有機(jī)污染地下水從塔頂進(jìn)水口通入吹脫塔中， 受污染的地下水由進(jìn)水口注入吹脫塔中的第一塊塔板上，水流在橫過篩板的過程中經(jīng)過空氣充分吹脫。通過吹脫段，已經(jīng)去除揮發(fā)性有機(jī)物的水進(jìn)入氧化段進(jìn)行臭氧氧化，使難揮發(fā)有機(jī)物和顯色有機(jī)物被臭氧氧化。吹脫尾氣由尾氣管道進(jìn)入后續(xù)的處理單元。水處理后達(dá)標(biāo)并通過出水管直接回注到地下。具體過程為(1)裝置安裝在每一節(jié)筒體上固定篩板，降液管和溢流堰，從下至上將筒體逐節(jié)用法蘭結(jié)構(gòu)連接，用圓形鐵支架固定塔體，在各進(jìn)出樣接口上安裝相對(duì)應(yīng)的管道；(2)進(jìn)水實(shí)驗(yàn)將受多種氯代烴污染呈酒紅色的地下水(三氯乙烯濃度為750mg/ L，四氯乙烯濃度為200mg/L，氯苯酚濃度5. :3mg/L，鄰苯二甲酸二辛酯濃度0. 02mg/L及金屬離子)用泵提升送入塔頂進(jìn)液口中，吹脫段底部進(jìn)氣口用鼓風(fēng)機(jī)鼓入干凈空氣，同時(shí)在氧化段緩慢通入臭氧。系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，吹脫塔出水TCE濃度約為0. lmg/L，PCE濃度約為 0. 02mg/L，塔底出水已脫色，整體氯代烴去除效率約為99%，可見該設(shè)備對(duì)含易揮發(fā)與難揮發(fā)有色污染物的地下水修復(fù)能達(dá)到很好的效果。本發(fā)明體系設(shè)計(jì)完善，實(shí)施方便，處理含易揮發(fā)與難揮發(fā)顯色有機(jī)物污染的地下水具有高效、節(jié)能、無二次污染的特點(diǎn)；修復(fù)地下水范圍寬，可去除的污染物種類多，應(yīng)用范圍廣。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，為吹脫裝置和氧化裝置，吹脫裝置和氧化裝置通過法蘭結(jié)構(gòu)連接而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，所述的吹脫裝置包括圓筒體，多層塔板，進(jìn)料口，進(jìn)氣口，出氣口，測(cè)壓口，泄壓閥，液壓壓差計(jì)，各個(gè)塔節(jié)通過法蘭連接成一圓筒體。
3.如權(quán)利要求1所述的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，所述的吹脫裝置為四塊圓形篩板的吹脫段，包括各進(jìn)出料口部分和塔板部分；筒體頂部設(shè)有進(jìn)液口和尾氣排放口 ；進(jìn)液口設(shè)有輸水管及進(jìn)液擋板；尾氣排放口處設(shè)有除沫器；筒體底部設(shè)有進(jìn)氣口 ；進(jìn)氣口用法蘭連接管道；吹脫裝置的筒體內(nèi)有四塊篩板，每塊板上分別設(shè)置篩孔， 受液盤，入口安全區(qū)，溢流堰，降液管；塔頂，各塔節(jié)用法蘭連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，所述的吹脫裝置采用圓柱體結(jié)構(gòu)，用有機(jī)玻璃制成，分成四個(gè)塔節(jié)和一個(gè)塔頂，各設(shè)置取樣口 ；吹脫塔頂部設(shè)圓形出氣管接口，圓形出氣管接口與出氣管用法蘭連接；吹脫塔上端設(shè)有圓形進(jìn)樣口接口，圓形進(jìn)樣口接口與進(jìn)水管道用法蘭連接；吹脫塔底部設(shè)圓形進(jìn)氣管接口 ；圓形進(jìn)氣管接口與進(jìn)氣管用法蘭連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，所述的吹脫裝置采用圓形篩板，用有機(jī)玻璃制成；板上的篩孔呈正三角形。
6.如權(quán)利要求1所述的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，所述的氧化裝置為帶曝氣頭的鼓泡型氧化段，包括內(nèi)置填料，曝氣頭，各進(jìn)出料口部分和擋板部分； 筒體頂部設(shè)有進(jìn)氣口 ；進(jìn)氣口設(shè)有進(jìn)氣管；吹脫裝置的液體進(jìn)入氧化裝置處設(shè)有帶孔進(jìn)液隔板；筒體中間裝玻璃珠填料；玻璃珠填料下部裝曝氣頭；筒體底部設(shè)有出水口 ；出水口用法蘭連接出水管道。
7.如權(quán)利要求1所述的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，所述的氧化裝置采用圓柱體結(jié)構(gòu)，用有機(jī)玻璃制成，塔底設(shè)置取樣口 ；帶孔進(jìn)液隔板上端垂直設(shè)有出水孔；氧化裝置的塔底部設(shè)圓形出水管接口 ；圓形出水管接口與出水管道用法蘭連接；
8.如權(quán)利要求1所述的一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，其特征在于，所述的氧化裝置的塔內(nèi)裝大圓形曝氣頭或者4個(gè)小型曝氣頭組合。
9.一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔在地下水，城市污水和印染污水的治理中應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型地下水污染吹脫氧化組合塔，它兼具對(duì)地下水中易揮發(fā)有機(jī)物的吹脫和難揮發(fā)有機(jī)物的氧化作用；按照反應(yīng)類型，從上至下大致分為吹脫段和氧化段，吹脫段和氧化段通過法蘭結(jié)構(gòu)連接成塔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)裝置設(shè)計(jì)新穎，將吹脫塔和氧化塔的功能融為一體，節(jié)省投資；合并后，吹脫段較高氣壓有助于氧化段內(nèi)臭氧充分溶解于水中，逸出臭氧亦能進(jìn)一步與水接觸；處理對(duì)象范圍廣，適合易揮發(fā)性和(或)難揮發(fā)性有機(jī)物污染地下水的處理，具有高效、節(jié)能、無二次污染的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，針對(duì)不同污染場(chǎng)地類型和污染程度的地下水可通過靈活調(diào)節(jié)塔板數(shù)和工藝控制開關(guān)來滿足不同污染場(chǎng)地地下水的修復(fù)技術(shù)需求，應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)C02F1/20GK102241444SQ201110108409
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者呂樹光, 廖志強(qiáng), 張衛(wèi), 張猛, 張秀蘋, 彭俊彪, 李麗, 李忠元, 李晶, 李炳智, 李輝, 林俐沖, 林匡飛, 羅啟仕, 賈楠, 郭偉 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)