CN108555014A - 一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机污染土壤生物修复设备技术领域，特别涉及一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器。包括移动平台及设置于移动平台上的反应器主箱体、液泵、储液罐及电控装置，其中反应器主箱体通过液泵与储液罐连通，反应器主箱体的底部依次设有加热层和通气层，反应器主箱体的顶部设有太阳能板滑盖，太阳能板滑盖和液泵均与电控装置连接。本发明具有集成一体化的特点，可实现移动式的应用模式，方便快捷。同时，中温好氧反应器处理系统运行平稳，处理效果稳定。

Description

一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器

技术领域

本发明涉及有机污染土壤生物修复设备技术领域，特别涉及一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器。

背景技术

微生物修复技术是土壤环境修复领域被广泛认同与接收的修复技术，并已在污染土壤修复工程中得到应用。微生物修复技术具有修复成本低廉、二次污染小、操作简便、绿色修复等优点，适用于针对有机污染土壤进行降解修复。然而，微生物的生物代谢过程需要较长的反应周期，从而使微生物修复效率不高。针对微生物的低效修复缺陷，多种强化微生物修复应用的手段得到研究和应用，包括生物放大、生物刺激、生物通风等强化措施。随着研究的深入，电动修复技术已成为研究的热点技术。研究表明，电动与微生物修复技术的联合应用具有刺激微生物代谢活性的特点，从而衍生出了电动强化微生物修复技术。然而，已有研究表明随着应用过程，该修复技术修复效率仍难以持续维持的高水平。对此，通过电动强化生物修复调控土壤性质，可进一步有效实现持续高效修复过程。

目前，针对土壤修复技术的优化，新的发展趋势是形成有效的修复反应器以实现便捷可移动的污染土壤异位修复模式。对此，在多种原始微生物修复强化措施应用的基础上结合电动修复技术的强化过程，实现微生物修复、电动修复及电动强化微生物修复的三重作用，再将该修复过程封装到满足相应条件的反应器中，达到方便快捷、高效稳定的有机污染土壤修复效果。为了实现上述效果，一种满足电动强化生物修复过程、且具有移动式高效修复有机污染土壤性能的的反应器丞待解决。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，以达到方便快捷、高效稳定的有机污染土壤修复效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，包括移动平台及设置于所述移动平台上的反应器主箱体、液泵、储液罐及电控装置，其中反应器主箱体通过液泵与储液罐连通，所述反应器主箱体的底部依次设有加热层和通气层，所述反应器主箱体的顶部设有太阳能板滑盖，所述太阳能板滑盖和液泵均与电控装置连接。

所述反应器主箱体内通过带有孔洞的电极液槽隔板分隔土壤槽及位于土壤槽两侧的电极液槽I和电极液槽II，所述电极液槽I和电极液槽II通过电极槽液平衡通道连通，所述电极液槽I通过供液管与所述储液罐连通，所述液泵设置于供液管上，所述土壤槽内设有电极，所述电极与所述电控装置连接。

所述电极液槽I和电极液槽II的底部设有电极槽液排放口，所述电极槽液排放口内设有槽液排放阀门。

所述反应器主箱体和所述加热层的底部均设有金属多孔板，使所述反应器主箱体、加热层和通气层依次连通。

所述加热层内设有卧式加热管，所述土壤槽内设有与所述卧式加热管连接的立式加热管，所述卧式加热管，和立式加热管与所述电控装置连接。

所述通气层内盘绕有通气管，所述通气管上设有多个气孔，所述通气管与热风机连接。

所述移动平台上设有与所述加热层和通气层的滑动方向垂直的热风机滑道，所述热风机可滑动地安装在热风机滑道上。

所述加热层和通气层均为抽屉式结构，所述加热层和通气层内填充有碎石。

所述反应器主箱体包括矩形结构框架和围绕于矩形结构框架上的保温壁，所述保温壁包括保温隔层及设置于保温隔层外侧的不锈钢外皮。

所述反应器主箱体的底部设有平台滚轮。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.本发明具有集成一体化的特点，可实现移动式的应用模式，方便快捷。同时，中温好氧反应器处理系统运行平稳，处理效果稳定。

2.本发明通过热风机为处理土壤提供中温处理环境及强制好氧条件。同时，加热层位于反应器主箱体与通气层之间，通气层所出中温空气经过加热层注入土体，具有持续保持空气温度的作用。此外，利用强制通风空气在土体中的扩散携带温度对土体进行热传递的模式，驱使土体温度场分布更加均匀，覆盖范围更广。在反应器主体箱中设置的立式加热管，同样起到稳定土体中温条件的作用。

3.本发明呈层状功能分区的模式构建，反应器外壁由外皮包夹保温材料制成的保温壁组成，保障反应器温度及密闭性。与此同时，轨道式的可移动模式，方便针对反应器组件的保养与更换。

4.本发明中电极液槽I与电极液槽II间通过电极槽液平衡通道连通，实现电极液的自动循环。

5.本发明中采用市电与太阳能发电共计的供电模式，适用于在断电的紧急情况及野外不具备供电的条件下进行土壤修复工作。

图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为本发明的主视图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明中保温壁的结构示意图；

图5为本发明的供电模式框图。

图中：1为反应器主箱体，2为加热层，3为通气层，4为通气管，5为卧式加热管，6为电极，7为导线，8为太阳能板滑盖，9为电极液槽I，10为太阳能板滑道，11为电极槽液平衡通道，12为连接头，13为电极槽液连通口，14为立式加热管，15为通风动层滑道，16为热风机，17为通风入口，18为可变通风连接管路，19为槽液排放阀门，20为热风机滑道，21为液泵，22为电极槽液入口，23为液泵出口，24为储液罐，25为电控装置，26侧壁，27为电极槽液排放口，28为供液管，29为保温壁，30为电极液槽II，31为风机供风口，32为液泵吸口，33为动层移动扶手，34为不锈钢外皮，35为保温隔层，36为移动平台，37为平台滚轮，38为金属多孔板，39为矩形结构框架，40为支撑块，41为土壤槽，42为电极液槽隔板，43为加热动层滑道，44为无缝金属板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-3所示，本发明提供的一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，包括移动平台36及设置于移动平台36上的反应器主箱体1、液泵21、储液罐24及电控装置25，其中反应器主箱体1通过液泵21与储液罐24连通，反应器主箱体1的底部依次设有加热层2和通气层3，反应器主箱体1的顶部设有太阳能板滑盖8，太阳能板滑盖8和液泵21均与电控装置25连接。

反应器主箱体1包括矩形结构框架39和围绕于矩形结构框架39上的保温壁29，并采用金属多孔板38作为反应器主箱体1底部，焊接固定而成。保温壁29包括保温隔层35及设置于保温隔层35外侧的不锈钢外皮34，如图4所示。反应器主箱体1的底部设有平台滚轮37，以实现中温好氧反应器的可移动性。

反应器主箱体1和加热层2的底部均设有金属多孔板38，使反应器主箱体1、加热层2和通气层3依次连通。

反应器主箱体1上端设置太阳能板滑盖8，太阳能板滑盖8与电控装置25中的蓄电池连接，进行电能开发及储存。太阳能板滑盖8安置在太阳能板滑道10上，并可通过太阳能板滑道10向两侧滑动。太阳能板滑盖8向电控设备内蓄电池进行蓄电储能。

反应器主箱体1内通过带有孔洞的电极液槽隔板42分隔有土壤槽41及位于土壤槽41两侧的电极液槽I9和电极液槽II30，电极液槽I9和电极液槽II30通过电极槽液平衡通道11连通，电极液槽I9的外侧开设电极槽液入口22，并通过供液管28与液泵21相连，液泵21进液端与储液罐24连通，通过液泵21工作为电极液槽I9内供给有机、无机营养液及水体。土壤槽41与两液槽间均通过电极液槽隔板42分隔，电极液槽隔板42为多孔结构，孔径为3～5mm。电极液槽I9和电极液槽II30的底部设有电极槽液排放口27，电极槽液排放口27内设有槽液排放阀门19，用以排出电极槽液。

土壤槽41内设有电极6，电极6与电控装置25连接，电极布设方式可为阳极阴极分置于两电极液槽处，但是并不限于此种方式。

加热层2内设有卧式加热管5，土壤槽41内设有与卧式加热管5连接的立式加热管14，卧式加热管5和立式加热管14通过导线7与电控装置25连接，立式加热管14进一步维持土体中温条件。

通气层3内盘绕有通气管4，通气管4上设有多个气孔，通气管4与热风机16连接。移动平台36上设有与加热层2和通气层3的滑动方向垂直的热风机滑道20，热风机16可滑动地安装在热风机滑道20上。热风机16可向土壤槽41内供给中温空气，中温范围为30-40度，温度范围依据应用条件而定。

加热层2和通气层3均为抽屉式结构，加热层2和通气层3内填充有碎石。

进一步地，加热层2与其上层反应器主箱体1间通过固定在反应器结构框架39上的金属多孔板38相隔，其内卧式加热管5与穿过金属多孔板的立式加热管14连接共同供电。加热层2下表面是固定在保温壁29的金属多孔板38，并安置在固定于反应器结构框架39的加热动层滑道43上，加热层2可沿滑道向设置动层移动扶手33侧滑动，加热层2整体呈现“无盖抽屉式”结构，利于对加热管5等组件进行清洁保养及维修更换。加热层2内采用碎石填充，作为分散气路的设计考虑。

通气层3也设置为可移动层的结构，由保温壁29内置通气管4组成，通气管4卧式盘绕于通气层中且表面开孔，孔径为2～5mm，但不限于此尺寸。通气管4通过通风入口17及可变通风连接管路18与外置热风机16连接。热风机16安置于固定在移动平台36上的热风机滑道20上端，可沿通气层3移动方向的垂直方向滑动。此设计方便为通气层3的移动预留空间。热风机16的运行周期及出风温度依据处理工况(如土壤性质、外部环境条件等)而定，本实施例可设置为35～40度，但不仅限于此温度范围。通风层3下表面是固定在保温壁29的无缝金属板44，并坐落在固定于移动平台36的通风动层滑道15上，通气层3可沿滑道向设置动层移动扶手33侧滑动，通气层3整体亦呈现“无盖抽屉式”结构，利于对加热管5等组件进行清洁保养及维修更换。通风层3内采用碎石填充，同样作为分散气路的设计考虑。

如图5所示，由电控装置25进行所需接电设备的用电输出，包括电动处理所需电极6供电、加热层2中及土壤槽41中的卧式加热管5和立式加热管14供电、热风机16供电及液泵21供电。此外，本实施例中还需对电控装置25自身进行供电。本实施例中对于电动处理所需电极6供电，为通过变压器转换为24V的低电压直流电进行供电输出，但不仅限于此变压范围；对于其余需供电部件进行直接输出电压供电。与此同时，由太阳能板滑盖8向电控装置25内蓄电池进行蓄电储能，以备在市电断电或野外无电源接入条件下支持反应器运行工作。

本发明通过热风机为处理土壤提供中温处理环境及强制好氧条件。同时，加热层位于反应器主箱体与通气层之间，通气层所出中温空气经过加热层注入土体，具有持续保持空气温度的作用。此外，利用强制通风空气在土体中的扩散携带温度对土体进行热传递的模式，驱使土体温度场分布更加均匀，覆盖范围更广。在反应器主体箱中设置的立式加热管，同样起到稳定土体中温条件的作用。

本发明具有集成一体化的特点，可实现移动式的应用模式，方便快捷。同时，中温好氧反应器处理系统运行平稳，处理效果稳定。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，包括移动平台(36)及设置于所述移动平台(36)上的反应器主箱体(1)、液泵(21)、储液罐(24)及电控装置(25)，其中反应器主箱体(1)通过液泵(21)与储液罐(24)连通，所述反应器主箱体(1)的底部依次设有加热层(2)和通气层(3)，所述反应器主箱体(1)的顶部设有太阳能板滑盖(8)，所述太阳能板滑盖(8)和液泵(21)均与电控装置(25)连接。

2.根据权利要求1所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述反应器主箱体(1)内通过带有孔洞的电极液槽隔板(42)分隔土壤槽(41)及位于土壤槽(41)两侧的电极液槽I(9)和电极液槽II(30)，所述电极液槽I(9)和电极液槽II(30)通过电极槽液平衡通道(11)连通，所述电极液槽I(9)通过供液管(28)与所述储液罐(24)连通，所述液泵(21)设置于供液管(28)上，所述土壤槽(41)内设有电极(6)，所述电极(6)与所述电控装置(25)连接。

3.根据权利要求2所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述电极液槽I(9)和电极液槽II(30)的底部设有电极槽液排放口(27)，所述电极槽液排放口(27)内设有槽液排放阀门(19)。

4.根据权利要求1所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述反应器主箱体(1)和所述加热层(2)的底部均设有金属多孔板(38)，使所述反应器主箱体(1)、加热层(2)和通气层(3)依次连通。

5.根据权利要求1所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述加热层(2)内设有卧式加热管(5)，所述土壤槽(41)内设有与所述卧式加热管(5)连接的立式加热管(14)，所述卧式加热管(5)，和立式加热管(14)与所述电控装置(25)连接。

6.根据权利要求1所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述通气层(3)内盘绕有通气管(4)，所述通气管(4)上设有多个气孔，所述通气管(4)与热风机(16)连接。

7.根据权利要求6所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述移动平台(36)上设有与所述加热层(2)和通气层(3)的滑动方向垂直的热风机滑道(20)，所述热风机(16)可滑动地安装在热风机滑道(20)上。

8.根据权利要求5或6所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述加热层(2)和通气层(3)均为抽屉式结构，所述加热层(2)和通气层(3)内填充有碎石。

9.根据权利要求1所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述反应器主箱体(1)包括矩形结构框架(39)和围绕于矩形结构框架(39)上的保温壁(29)，所述保温壁(29)包括保温隔层(35)及设置于保温隔层(35)外侧的不锈钢外皮(34)。

10.根据权利要求1所述的用于电动强化生物修复的中温好氧反应器，其特征在于，所述反应器主箱体(1)的底部设有平台滚轮(37)。