CN208561752U - 一种用于处理地下水挥发性有机物污染的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，包括：高筒体、低筒体、供料单元和供气单元；高筒体内由上至下依次设置有气相活性炭吸附层、干燥剂层、除雾器、上层布水系统、上填料层、下层布水系统、下填料层和曝气系统，上层布水系统与供料单元连通，下层布水系统与供料单元连通，曝气系统与供气单元连通；低筒体通过导流槽或导流管与高筒体连通，其内部由上至下依次设置有液相活性炭吸附层布水系统、液相活性炭吸附层和反冲洗系统，反冲洗系统与供气单元连通。该装置将“吹脱+曝气+吸附”融合为一体，吹脱分离效果好，去除率高，操作弹性大，填料不易堵，处理耗时短，可大批量地下水的连续异位处理。

Description

一种用于处理地下水挥发性有机物污染的装置

技术领域

本实用新型的实施例涉及一种废物处理装置，具体而言，涉及一种用于处理地下水挥发性有机物污染的装置。

背景技术

目前，地下水有机物污染的处理修复方式主要有物理法、化学法和生物法。其中的化学法和生物法具有耗时长，费用高等特点，而且化学法引入的化学药品还会造成严重的二次污染物。抽出-处理技术(P&T)是地下水污染修复中最为常见的异位处理技术，但是我国真正成功应用到地下水抽出-处理技术项目的处理装置较少，大多装置存在设计不够完善，处理效率低、占地面积大、处理能力小等问题。

吹脱是用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质，即将用空气作为载气通入水中，使之相互充分接触，使水中溶解气体和挥发性物质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。目前应用较多的吹脱塔为氨氮吹脱塔，一般氨氮吹脱塔多用于垃圾渗滤液、高浓度氨氮废液等的氨氮吹脱。氨氮吹脱塔对氨氮吹脱有针对性，而对地下水挥发性有机物污染没有针对性。利用氨氮吹脱塔处理被挥发性有机物污染的地下水，被吹脱分离出来的挥发性污染物后续没有特定处理工艺，会对空气造成污染；另外，被挥发性有机物污染的地下水单凭吹脱工艺无法达标排放；因此，针对地下水挥发性有机物的特点，被污染的地下水经过吹脱工艺之后，气相与液相后续都应做进一步处理才能够达标排放。同时，根据以往使用经验，吹脱塔会出现塔内填料堵塞的问题，针对填料堵塞需设反冲洗装置以防止堵塞的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种将“吹脱+曝气+吸附”融合为一体的新型装置，其优点在于吹脱分离效果好，去除率高可一次处理达到废气废水排放标准，操作弹性大，填料不易堵，占地面积小，处理耗时短，设备投资小，无二次污染，可胜任大批量地下水的连续异位处理。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，包括：高筒体、低筒体、供料单元和供气单元；所述高筒体内由上至下依次设置有气相活性炭吸附层、干燥剂层、除雾器、上层布水系统、上填料层、下层布水系统、下填料层和曝气系统，顶部设置有排气口，底部设置有进气口，筒壁上设置有上进水口和下进水口，所述上层布水系统通过上进水口与供料单元连通，所述下层布水系统通过下进水口与供料单元连通，曝气系统通过进气口与供气单元连通；所述低筒体通过导流槽或导流管与高筒体连通，其内部由上至下依次设置有液相活性炭吸附层布水系统、液相活性炭吸附层和反冲洗系统，顶部设置有反冲洗排气口，底部设置有反冲洗进气口，筒壁的下部设置有排水口，反冲洗系统通过反冲洗排气口与供气单元连通。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

高筒体呈圆形，其直径为3～4米，高为20～25米；低筒体呈圆形，其直径为3～4米，高为5～10米。

高筒体的筒壁采用玻璃钢、碳钢加防腐、不锈钢、复合钢板或者碳钢衬胶材料制成；低筒体的筒壁采用玻璃钢、碳钢加防腐、不锈钢、复合钢板或者碳钢衬胶材料制成。

气相活性炭吸附层、干燥剂层、上填料层、下填料层和液相活性炭吸附层的填料高度分别为1～2米，并且上述每一层填料都设有筛板、支撑架和人孔。

气相活性炭吸附层内的填料包括复合型蜂窝状活性炭滤料或者颗粒活性炭滤料，活性炭材质为煤质、木质、果壳或者椰壳；液相活性炭吸附层内的填料包括复合型蜂窝状活性炭滤料或者颗粒活性炭滤料，活性炭材质为煤质、木质、果壳或者椰壳。

干燥剂层内的填料包括硫酸钙、氯化钙、硅胶或活性氧化铝。

除雾器采用丝网除雾器或者板型除雾器，其高度为100～300毫米。

上层布水系统包括布水排管以及若干喷淋嘴，该若干喷淋嘴均朝下；下层布水系统包括布水排管以及若干喷淋嘴，该若干喷淋嘴均朝上。

上填料层采用鲍尔环装填，装填材料为陶瓷、塑料、不锈钢或金属；下填料层采用鲍尔环装填，装填材料为陶瓷、塑料、不锈钢或金属。

曝气系统包括曝气管，曝气管呈排式或同心圆式分布，曝气管上连接有若干曝气头或者设置有若干穿孔，该若干曝气头均朝向上，采用刚玉曝气头或微孔曝气盘，该若干穿孔均向下45°交错开口，穿孔孔径为2～20毫米。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：是一种将“吹脱+曝气+吸附”融合为一体的新型装置，可针对性地处理地下水挥发性有机物，其优点在于吹脱分离效果好，去除率高，可一次处理达到废气废水排放标准，操作弹性大，填料不易堵，占地面积小，处理耗时短，设备投资小，可胜任大批量地下水的连续异位处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是本实用新型较佳实施例的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

如图1所示，本实施例的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置包括：高筒体、低筒体、供料单元和供气单元，高筒体主要用于吹脱、曝气和吸附，低筒体主要用于吸附，供料单元用于向高筒体输入待处理的地下水，供气单元用于向高筒体和低筒体输入空气。

高筒体呈圆形且中空，其直径为3～4米，高为20～25米，筒壁采用玻璃钢、碳钢加防腐、不锈钢、复合钢板或者碳钢衬胶材料。由于高筒体高度较高，为避免雷击，在高筒体顶端设置有避雷针1防雷接地。高筒体内部由上至下依次设置有气相活性炭吸附层3、干燥剂层4、除雾器5、上层布水系统6、上填料层7、下层布水系统8、下填料层9和曝气系统10，顶部设置有排气口2，底部设置有进气口21，筒壁上设置有上进水口22和下进水口23。上述的气相活性炭吸附层3、干燥剂层4、上填料层7、下填料层9的填料高度分别为1～2米，并且上述每一层填料都设有筛板、支撑架和人孔。

高筒体内部的气相活性炭吸附层3采用复合型蜂窝状活性炭滤料装填，或者采用颗粒活性炭(包括规则的圆柱状颗粒炭或不规则的颗粒活性炭)滤料装填。活性炭材质为煤质、木质、果壳或者椰壳等，每层填料可以根据水质情况单一材质装填或者复合装填。设计气相活性炭吸附层主要是利用活性炭高度发达的孔隙构造和大量的表面积，使其与杂质充分接触，在分子间的作用力下，非常容易达到吸附收集杂质的目的。

干燥剂层4可采用化学干燥剂装填，如硫酸钙、氯化钙等；也可采用物理干燥剂装填，如硅胶或活性氧化铝等。

除雾器5采用丝网除雾器或者板型除雾器，高度为100mm～300mm，由筒内支架支撑。当含有雾沫的气体以一定速度流经除雾器时，由于气体的惯性撞击作用，雾沫与除雾器相碰撞而凝聚，当液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从波形板表面上被分离下来。

上层布水系统6和下层布水系统8均为排管式布水系统，包括布水排管和设置在该布水排管上的若干喷淋嘴，上层布水系统6的喷淋嘴向下喷淋布水，下层布水系统8的喷淋嘴向上喷淋布水。使用时，废水会以一定压力从喷淋嘴喷出，该两个布水系统的喷淋嘴除了起到均匀布水的作用外，其中下层布水系统的喷淋嘴还有反冲洗作用，可以防止滤料堵塞。

上填料层7和下填料层9均采用鲍尔环装填，装填材料为陶瓷、塑料、不锈钢或金属等。上填料层7和下填料层9的主要作用是令下降的水形成不规则流动，使得水气充分接触，提高吹脱效率。

曝气系统包括但不限于以下两种形式，第一种形式的曝气系统包括曝气管和若干曝气头，曝气管呈排式或同心圆式分布，若干曝气头朝向上，可采用刚玉曝气头、微孔曝气盘等；第二种形式的曝气系统包括曝气管和若干穿孔，若干穿孔向下45°左右交错开口，穿孔孔径为2～20毫米。

低筒体呈圆形且中空，其直径为3～4米，高为5～10米，筒壁采用玻璃钢、碳钢加防腐、不锈钢、复合钢板或者碳钢衬胶材料。低筒体通过导流槽19与高筒体连通(当然也可以通过导流管连通)，低筒体内部由上至下依次设置有液相活性炭吸附层布水系统16、液相活性炭吸附层15和反冲洗系统14，顶部设置有反冲洗排气口17，底部设置有反冲洗进气口20，筒壁的下部设置有排水口13。

液相活性炭吸附层15的填料高度为1～2米，并且设有筛板、支撑架和人孔。液相活性炭吸附层15采用复合型蜂窝状活性炭滤料装填，或者采用颗粒活性炭(包括规则的圆柱状颗粒炭或不规则的颗粒活性炭)滤料装填。活性炭材质为煤质、木质、果壳或者椰壳等，每层填料可以根据水质情况单一材质装填或者复合装填。设计液相活性炭吸附层主要是利用活性炭高度发达的孔隙构造和大量的表面积，使其与杂质充分接触，在分子间的作用力下，非常容易达到吸附收集杂质的目的。

反冲洗系统14为排管式或同心圆式，采用穿孔曝或盘式曝气等。反冲洗系统14同样包括曝气管和若干曝气头，曝气管呈排式或同心圆式分布，若干曝气头朝向上或向下45°左右交错开口。

供料单元包括供料泵11、水管、以及设置在水管上的控制阀门24，供料泵11用于抽水，水管通过上进水口22与上层布水系统6连通，通过下进水口23与下层布水系统8连通，控制阀门24和两个布水系统的喷嘴大小通过DCS控制系统自控。

供气单元包括鼓风机12以及导气管。导气管通过曝气系统进气口21与曝气系统10连通，通过反冲洗进气口20与反冲洗系统14连通。导气管上设置有流量计和控制阀门，通过电子信号传输系统将实时数据传送到DCS自控系统，而进气由控制阀门控制，控制阀门与鼓风机开关通过DCS控制系统自控。

工作时，本实用新型装置首先将预处理好的地下水通过供料泵11提升至高筒体，在一定压力的作用下，地下水被上层布水系统6和下层布水系统8的喷嘴均匀分散地喷淋在塔体内。地下水在重力作用下经过上层填料层7和下层填料层9，这时水流会形成不规则流动。上下两层填料层的鲍尔环增大了气液两相的传质面积，在填料层中下降的水流与上升的空气得以充分接触，从而把水中大部分的挥发性有机污染物从水中分离出来，而分离后的空气继续向上，水流继续下落进入曝气系统区域。在曝气系统区域里，鼓风机鼓入的空气增加了水的扰动，通过曝气方式使气液相互充分接触，从而使地下水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使地下水得到处理。曝气后出水在导流槽或导流管19的作用下，导流至旁边的低筒体内的液相活性炭吸附层，此时，液相活性炭将地下水中剩余微量的污染物完全吸附，最终出水可达标排放。为了使地下水与空气得到良好的接触。空气采用鼓风机将空气从底部吹入，进入塔内的空气被曝气系统均匀分布，空气经过曝气区后继续往上，穿过鲍尔环填料层，接着被干燥剂干燥吸收，然后在气相活性炭的吸附作用下，除去空气中的污染物，被净化后的空气即可高空达标排放。

本实用新型的装置是一种融“吹脱+曝气+吸附”为一体的新型装置。其优点在于采用强力吹脱方式将地下水中的挥发性有机物污染吹脱分离出来，为保证出水达标，吹脱后的出水的剩余污染物被改性活性炭吸附而去除，处理达标后回灌，此外，吹脱分离出来的污染物经过除雾干燥处理后进入气相活性炭吸附层去除空气中的挥发性有机物污染，尾气处理达标后再排入大气中。

所谓曝气吹脱吸附，就是气液相平衡和传质速度理论，在气液两相系统中，溶质气体在气相中的分压与该气体在也相中的浓度成正比。当该组分的气相分压低于其溶液中该组分浓度对应的气相平衡分压时，就会发生溶质组分从液相向气相的传质。传质速率取决于组分平衡分压和气相的差值。气液相平衡关系与传质速率随物系、温度和两相接触状况而异。对特定的物系，通过升高水温，实用新鲜空气或负压操作，增大气液接触面积和时间，减小传质阻力，可以达到降低水中溶质浓度，增大传质速率的目的。

本实用新型融“吹脱+曝气+吸附”为一体，多层填料加曝气处理，处理效果好，去除率高，可一次处理达到废气废水排放标准，操作弹性大，填料不易堵，占地面积小，处理耗时短，设备投资小，无二次污染，可胜任大批量地下水的连续异位处理。并且进水增设水、气反冲洗装置以及底部曝气，防止了运行后堵塞的问题。吸附饱和的活性炭可以经过热托付处理后再次回塔利用，托付出来的挥发性有机物可以选择性回收利用，没有二次污染，提高循环经济利用

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于其包括：高筒体、低筒体、供料单元和供气单元；

所述高筒体内由上至下依次设置有气相活性炭吸附层、干燥剂层、除雾器、上层布水系统、上填料层、下层布水系统、下填料层和曝气系统，顶部设置有排气口，底部设置有进气口，筒壁上设置有上进水口和下进水口，所述上层布水系统通过上进水口与供料单元连通，所述下层布水系统通过下进水口与供料单元连通，曝气系统通过进气口与供气单元连通；

所述低筒体通过导流槽或导流管与高筒体连通，其内部由上至下依次设置有液相活性炭吸附层布水系统、液相活性炭吸附层和反冲洗系统，顶部设置有反冲洗排气口，底部设置有反冲洗进气口，筒壁的下部设置有排水口，反冲洗系统通过反冲洗排气口与供气单元连通。

2.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述高筒体呈圆形，其直径为3～4米，高为20～25米；所述低筒体呈圆形，其直径为3～4米，高为5～10米。

3.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述高筒体的筒壁采用玻璃钢、碳钢加防腐、不锈钢、复合钢板或者碳钢衬胶材料制成；所述低筒体的筒壁采用玻璃钢、碳钢加防腐、不锈钢、复合钢板或者碳钢衬胶材料制成。

4.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述气相活性炭吸附层、干燥剂层、上填料层、下填料层和液相活性炭吸附层的填料高度分别为1～2米，并且上述每一层填料都设有筛板、支撑架和人孔。

5.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述气相活性炭吸附层内的填料包括复合型蜂窝状活性炭滤料或者颗粒活性炭滤料，活性炭材质为煤质、木质、果壳或者椰壳；所述液相活性炭吸附层内的填料包括复合型蜂窝状活性炭滤料或者颗粒活性炭滤料，活性炭材质为煤质、木质、果壳或者椰壳。

6.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述干燥剂层内的填料包括硫酸钙、氯化钙、硅胶或活性氧化铝。

7.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述除雾器采用丝网除雾器或者板型除雾器，其高度为100～300毫米。

8.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述上层布水系统包括布水排管以及若干喷淋嘴，该若干喷淋嘴均朝下；所述下层布水系统包括布水排管以及若干喷淋嘴，该若干喷淋嘴均朝上。

9.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述上填料层采用鲍尔环装填，装填材料为陶瓷、塑料、不锈钢或金属；所述下填料层采用鲍尔环装填，装填材料为陶瓷、塑料、不锈钢或金属。

10.根据权利要求1所述的用于处理地下水挥发性有机物污染的装置，其特征在于：所述曝气系统包括曝气管，所述曝气管呈排式或同心圆式分布，所述曝气管上连接有若干曝气头或者设置有若干穿孔，该若干曝气头均朝向上，采用刚玉曝气头或微孔曝气盘，该若干穿孔均向下45°交错开口，穿孔孔径为2～20毫米。