CN103951003A - 一种污水中挥发性有机物分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水中挥发性有机物分离装置，属于水处理技术领域，包括污水处理池和冷凝器，所述污水处理池通过传导隔离区分隔为水蒸气发生腔和蒸汽混合腔，所述水蒸气发生腔底部设有加热器，所述蒸汽混合腔一侧上部与冷凝器连通，水蒸气发生腔位于蒸汽混合腔下方，并通过水蒸气通道与蒸汽混合腔连通。本技术方案通过利用高温蒸汽间接对待处理液进行加热，将水蒸发成蒸汽的过程和挥发性有机物的分离过程结合，简化了装置结构，减少了水处理过程中的热量损失和物质丢失；采用高温水蒸气带动挥发性有机物实现可控温挥发，并在待处理液上方形成饱和水蒸气，抑制了待处理液中的水分蒸发，可有效保证挥发性有机物分离后处理液体的浓度。

Description

一种污水中挥发性有机物分离装置

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种污水处理中的挥发性有机物分离技术，具体是涉及一种污水中挥发性有机物分离装置。

背景技术

挥发性有机物是指芳香烃（苯、甲苯、二甲苯）、酮类、醛类、胺类、卤代类、不饱和烃类等不同沸点的挥发性有机化合物的总称。挥发性有机物对人体健康危害很大，人若长期处于含有挥发性有机物的环境中，在感官方面会造成视觉、听觉、嗅觉受损，在感情方面会造成应激性、神经质、冷淡症或忧郁症，在认识方面会造成长期或短期记忆混淆，在运动方面会造成体力变弱或不协调，可能引起机体免疫系统水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自学症状，还可影响消化系统，出现食欲不振、恶心等，严重时甚至可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。

在污/废水中，需处理的有机物不是单纯的挥发性和非挥发性的有机物，而是挥发性和非挥发性的有机物混合物，这样的水体给进一步的生物处理带来了极大的困难。因此，设法将污/废水中的挥发性和非挥发性的有机物有效分离，成为水处理技术中的重要环节。

在现有技术中，污水处理过程中主要是采用吹脱法脱除污/废水中溶解的挥发性有机物。吹脱法的原理就是向废水中吹入空气，使废水中溶解状的挥发物质由液相转入气相，属于一个传质过程，其推动力为废水中挥发物质的浓度与气相中该物质的平衡浓度之差。在此浓度差的作用下，可溶性气体由废水向气泡内扩散，并随气泡一起离开水体，实现与水体分离。

目前通常所采用的分离装置多为较复杂的结构，如国内发明专利201110108409.1公开了一种地下水污染吹脱氧化组合塔，通过吹脱塔装置和氧化装置，针对不同污染场地类型和污染程度的地下水的修复技术需求，较好的实现了吹脱功能。但其同时存在操作不便，占用空间大，同时还要考虑不同的温度条件和控温环境等问题。另外，由于吹脱的发生是将气体通入有机液体中，因此水分的蒸发也是一个极大的影响因数，水分蒸发将导致待处理液浓度增加，降低有机物的生物降解性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种污水中挥发性有机物分离装置，达到了将污水中的挥发性有机物有效分离的效果。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种污水中挥发性有机物分离装置，包括污水处理池和冷凝器，所述污水处理池通过传导隔离区分隔为水蒸气发生腔和蒸汽混合腔，所述水蒸气发生腔底部设有加热器，所述蒸汽混合腔一侧上部与冷凝器连通，水蒸气发生腔位于蒸汽混合腔下方，并通过水蒸气通道与蒸汽混合腔连通。

所述水蒸气发生腔中装有净水，水位上方的水蒸气发生腔壁上设有净水注水口，底部设有净水排水口，净水水位下设有净水温度传感器；在所述蒸汽混合腔中装待处理液，液位上方的蒸汽混合腔壁上设待处理液注入口，底部设有处理液排出口，待处理液液位下设有待处理液温度传感器。

所述水蒸气通道上设有蒸汽调节口；所述传导隔离区为中空结构，上端设有介质填充口，下端设填充介质出口。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种污水中挥发性有机物分离装置，通过对水蒸气发生腔中的净水进行加热产生高温蒸汽，利用高温蒸汽间接对待处理液进行加热，将水蒸发成蒸汽的过程和挥发性有机物的分离过程结合，进行封闭和一体化的结构设计，简化了装置结构，并可有效减少水处理过程中的热量损失和物质丢失；

采用高温水蒸气带动挥发性有机物实现可控温挥发，并在待处理液上方形成饱和水蒸气，根据浓度平衡的原理，使得在实现待处理液中的挥发性有机物分离的同时，抑制了待处理液中的水分蒸发，可有效保证挥发性有机物分离后处理液体的浓度；

传导隔离区为中空结构，可通过针对各种不同的挥发性有机物填充不同的介质材料，实现对待处理液的加热温度和速度进行调整，以适应不同挥发性有机物的分离；

蒸汽调节口结构的设计，可结合温度传感器读数对多余水蒸气进行调节和控制，从而控制挥发性有机物分离所需的温度，以保证待处理液的温度稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作原理示意图。

图中：1-污水处理池，2-加热器，3-水蒸气发生腔，31-净水注水口，32-净水排水口，33-净水温度传感器，34-净水，4-蒸汽混合腔，41-待处理液注入口，42-处理液排出口，43-待处理液温度传感器，44-待处理液，5-水蒸气通道，51-蒸汽调节口，6-冷凝器，61-冷凝水入口，62-冷凝水出口，63-混合蒸汽入口，64-混合蒸汽出口，7-传导隔离区，71-介质填充口，72-填充介质出口。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1、图2所示，本发明所述的一种污水中挥发性有机物分离装置，包括污水处理池1和冷凝器6，所述污水处理池1通过传导隔离区7分隔为水蒸气发生腔3和蒸汽混合腔4，所述水蒸气发生腔3底部设有加热器2，用于加热净水34以产生高温水蒸气，所述蒸汽混合腔4一侧上部与冷凝器6连通，水蒸气发生腔3位于蒸汽混合腔4下方，并通过水蒸气通道5与蒸汽混合腔4连通。

所述水蒸气发生腔3中装有净水34，水位上方的水蒸气发生腔3壁上设有净水注水口31，底部设有净水排水口32，净水3水位下设有净水温度传感器33。

在所述蒸汽混合腔4中装待处理液44，液位上方的蒸汽混合腔4壁上设待处理液注入口41，底部设有处理液排出口42，待处理液44液位下设有待处理液温度传感器43。

所述水蒸气通道5上设有蒸汽调节口51，可结合待处理液中的温度传感器读数，对蒸汽调节口51进行调节，有效控制挥发性有机物从待处理液44中分离所需要的温度并保持温度稳定性。

所述传导隔离区7为中空结构，上端设有介质填充口71，下端设填充介质出口72，可根据需要向传导隔离区7中填充或更换不同的传导介质材料。

本装置工作时，位于水蒸气发生腔3底部的加热器2工作，对腔中的净水进行加热，将净水加热到沸腾，产生大量高温蒸汽；高温蒸汽充满水面到传导隔离区7底部的空间，将热量通过传导隔离区7内的传导介质传递到蒸汽混合腔4中，对待处理液44进行加热；同时，部分水蒸汽通过水蒸气通道5进入蒸汽混合腔4中，充满待处理液44上方的空间，形成饱和的水蒸气层，由于水蒸气饱和，可有效抑制待处理液44中的水分蒸发，以保持处理后的液体中其他有机物浓度；随着待处理液44的温度增高，在一定的温度下，待处理液44中的挥发性有机物得以分离从混合液体中分离出来，由于挥发性有机物在待处理液44与饱和水蒸气中存在浓度差，挥发性有机物从待处理液44中分离出后随即与上方的饱和水蒸气混合，通过混合蒸汽入口63进入冷凝器6中，冷凝器6的冷凝水入口61不断通入冷却水，冷却水从冷却水出口62流出，形成冷却循环，通过冷凝器6冷凝管的混合蒸汽则在冷凝管中被液化，从冷凝器6的混合蒸汽出口64流出，直到通过检测，混合蒸汽出口64流出的液体中不再含有需分离的挥发性有机物成分，完成挥发性有机物的分离过程。

传导隔离区7中可通过填充不同的传热材料作为传热介质，由于不同介质的传导性不同，即可通过更换传热材料来改变对待处理液44的加热速度和温度，从而使加热过程与挥发性有机物与液体分离的要求相匹配，以达到分离效果。

当待处理液温度传感器43的读数达到所需温度后，可通过调节蒸汽调节口51来调整释放出的高温蒸汽量，以保持待处理液44的温度稳定。

本技术方案适用于各种挥发性有机物的分离温度低于水蒸气温度的待处理液分离处理过程。

Claims (5)

1.一种污水中挥发性有机物分离装置，包括污水处理池（1）和冷凝器（6），其特征在于：所述污水处理池（1）通过传导隔离区（7）分隔为水蒸气发生腔（3）和蒸汽混合腔（4），所述水蒸气发生腔（3）底部设有加热器（2），所述蒸汽混合腔（4）一侧上部与冷凝器（6）连通，水蒸气发生腔（3）位于蒸汽混合腔（4）下方，并通过水蒸气通道（5）与蒸汽混合腔（4）连通。

2.根据权利要求1所述的一种污水中挥发性有机物分离装置，其特征在于：所述水蒸气发生腔（3）中装有净水（34），水位上方的水蒸气发生腔（3）壁上设有净水注水口（31），底部设有净水排水口（32），净水（3）水位下设有净水温度传感器（33）。

3.根据权利要求1所述的一种污水中挥发性有机物分离装置，其特征在于：在所述蒸汽混合腔（4）中装待处理液（44），液位上方的蒸汽混合腔（4）壁上设待处理液注入口（41），底部设有处理液排出口（42），待处理液（44）液位下设有待处理液温度传感器（43）。

4.根据权利要求1所述的一种污水中挥发性有机物分离装置，其特征在于：所述水蒸气通道（5）上设有蒸汽调节口（51）。

5.根据权利要求1所述的一种污水中挥发性有机物分离装置，其特征在于：所述传导隔离区（7）为中空结构，上端设有介质填充口（71），下端设填充介质出口（72）。