公布日：2023.10.13
申請日：2023.09.08
分類號：C02F3/08(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，其包括在流化床單元上設(shè)置的多個上下相間分布的擾流總成。擾流總成中的擾流板設(shè)在流化床外筒的筒腔內(nèi)，能相對流化床外筒在左右方向上往復(fù)竄動，而能橫向地不斷攪動水體，促使水體內(nèi)部產(chǎn)生紊流；曝氣管伸入至流化床外筒的筒腔內(nèi)的一段上，于對應(yīng)在擾流板上方和/或下方位置形成有橫向延伸的支管，該支管上相間地設(shè)有多個曝氣頭；曝氣頭相距擾流板的上部邊沿和/或下部邊沿形成有間距；曝氣頭的曝氣氣流射至擾流板。本專利能提高曝氣與水體的傳質(zhì)、混合效果，使有機物與在充分曝氣條件下處于流化狀態(tài)的焦沫進(jìn)行充分地傳質(zhì)、混合，來供足夠的溶氧條件使微生物對附著在焦沫表面的有機物氧化分解。
權(quán)利要求書
1.一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，包括污水池、流化床單元、沉淀池、回流槽和回流泵；所述流化床單元包括流化床外筒，以及設(shè)在所述流化床外筒內(nèi)的三相分離器和流化床反應(yīng)器，所述流化床反應(yīng)器包含陶瓷膜分離系統(tǒng)；所述污水池通過管路連通在所述流化床外筒的下部；曝氣管伸入至所述流化床外筒內(nèi)；所述沉淀池通過管路連通所述三相分離器；所述回流槽通過管路連通所述沉淀池；所述回流泵分別通過管路與所述回流槽和所述流化床外筒連通；在所述流化床外筒的側(cè)壁上設(shè)有焦沫投放器；其特征在于，還包括多個上下相間分布的擾流總成；所述擾流總成中的擾流板設(shè)在所述流化床外筒的筒腔內(nèi)，能相對所述流化床外筒在左右方向上往復(fù)竄動，而能橫向地不斷攪動水體，促使水體內(nèi)部產(chǎn)生紊流；所述曝氣管伸入至所述流化床外筒的筒腔內(nèi)的一段上，于對應(yīng)在所述擾流板上方和/或下方位置形成有橫向延伸的支管，該支管上相間地設(shè)有多個曝氣頭；所述曝氣頭相距所述擾流板的上部邊沿和/或下部邊沿形成有間距；所述曝氣頭的曝氣氣流射向所述擾流板；所述擾流總成還包括竄動桿、一對端塊、一對彈簧裝伸縮套，以及驅(qū)動單元；兩個端塊相對布置且被固定在所述流化床外筒的內(nèi)壁上，均形成有軸孔；所述驅(qū)動單元固定在所述流化床外筒的外壁上；所述竄動桿的兩端分別插入至兩個端塊上的軸孔內(nèi)，且竄動桿的一端伸入至同一端的端塊上的軸孔中部，竄動桿的另一端穿出至同一端的端塊上的軸孔外而與所述驅(qū)動單元匹配，使所述驅(qū)動單元能驅(qū)使所述竄動桿沿所述流化床外筒的徑向做往復(fù)移動；所述擾流板固定在所述竄動桿的中部，能與所述竄動桿同步移動；一對彈簧裝伸縮套均套裝在所述竄動桿上，并對應(yīng)分布在所述竄動桿兩端處的所述擾流板兩端與兩個端塊之間的位置；彈簧裝伸縮套的一端固定在所述竄動桿的外壁上，另一端固定在所述端塊上，來將所述竄動桿上靠近兩端的一段桿體與所述流化床外筒的腔實現(xiàn)隔離；在所述擾流板的前側(cè)和后側(cè)分別固定設(shè)有多個撥片，每一側(cè)的撥片均沿所述擾流板的長度方向相間設(shè)置；所述撥片上形成有相對伸出所述擾流板的前、后邊緣的翅板，使同一側(cè)的撥片上的翅板朝相同方向傾斜；所述撥片包括第一撥片和第二撥片，所述第一撥片上的翅板長度小于所述第二撥片上的翅板長度，且在擾流板的前、后側(cè)所設(shè)置的多個撥片均為第一撥片與第二撥片交替布置的形式；所述撥片朝向主動方向的一側(cè)形成有第一楔面，同時，所述撥片的前側(cè)或后側(cè)形成有第二楔面；撥片上形成的所述第一楔面與所述第二楔面連貫形成夾角為鈍角的“V”形面；所述撥片朝向被動方向的一側(cè)形成有第三楔面；于所述擾流板的兩端的前側(cè)面和后側(cè)面上分別形成有第四楔面；使在所述擾流板前、后側(cè)相對設(shè)置的兩個撥片上的第一楔面形成梯形口樣式且大口端朝向主動方向；使在所述擾流板前、后側(cè)相對設(shè)置的兩個撥片上的第二楔面形成梯形口樣式且大口端朝向主動方向；所述第一楔面間形成的梯形口的擴口幅度大于所述第二楔面間形成的梯形口的擴口幅度；所述撥片的外側(cè)面形成為呈弧形的凹面；在所述翅板的自由端形成翻邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，其特征在于：在所述流化床外筒上設(shè)有上下相間的多個焦沫投放器；所述焦沫投放器分別對應(yīng)在相鄰的兩個擾流總成之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，其特征在于：在所述流化床外筒上設(shè)有酸溶液投放器；所述酸溶液投放器能夠?qū)⑺崛芤和斗旁谒隽骰餐馔驳耐睬幌虏俊?/span>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，其特征在于：在所述三相分離器與所述沉淀池之間設(shè)有曝氣池；所述三相分離器通過管路與所述曝氣池上部連通；所述曝氣池上部通過管路與所述沉淀池上部連通；所述沉淀池下部與所述曝氣池上部通過管路連通，且在管路上設(shè)有蠕動泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，其特征在于：所述流化床反應(yīng)器包括承載架和固定在所述承載架上的多個層板；多個層板之間前后相間地布置，且在相鄰的兩個層板之間設(shè)有上下相間的多個隔板，而在相鄰的層板之間形成貫通槽；所述擾流總成中的擾流板對應(yīng)設(shè)在貫通槽內(nèi)；所述陶瓷膜分離系統(tǒng)設(shè)置在層板之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，其特征在于：至少在所述承載架的上、下端配置設(shè)有緩沖網(wǎng)組；所述緩沖網(wǎng)組包括多層緩沖網(wǎng)，且該多層緩沖網(wǎng)之間形成有上下間距；在所述承載架上對應(yīng)于緩沖網(wǎng)組的上、下方布設(shè)有縱橫交叉的繩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，其特征在于：所述驅(qū)動單元包括傳動箱和電機，傳動箱固定在流化床外筒上且內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)的輸出端為凸輪；所述流化床外筒的外壁上形成有能伸入至所述傳動箱內(nèi)的凸臺，并在所述凸臺的端面上形成有沉孔；套裝在所述竄動桿上的彈簧置入在所述凸臺上的沉孔中；所述彈簧的一端與所述凸臺上的沉孔的內(nèi)底面接觸，另一端與在所述竄動桿上設(shè)置的螺環(huán)接觸；所述竄動桿的端部與所述凸輪匹配；隨著所述凸輪旋轉(zhuǎn)，以及所述彈簧的伸縮變化，來使所述竄動桿作往復(fù)竄動動作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的焦沫去除焦化廢水COD的裝置，能提高曝氣與水體的傳質(zhì)、混合效果，使有機物與在充分曝氣條件下處于流化狀態(tài)的焦沫進(jìn)行充分地傳質(zhì)、混合，而能為吸附在焦沫多孔表面的大量微生物提供足夠的溶氧，在高溶解氧條件下實現(xiàn)微生物對附著在焦沫表面的有機物進(jìn)行氧化分解。
本發(fā)明實現(xiàn)其技術(shù)目的所采取的技術(shù)方案如下：
一種焦沫去除焦化廢水COD的裝置，包括污水池、流化床單元、沉淀池、回流槽和回流泵。
所述流化床單元包括流化床外筒、設(shè)在所述流化床外筒內(nèi)的三相分離器和流化床反應(yīng)器，以及設(shè)在所述流化床外筒上的多個擾流總成。其中，所述三相分離器設(shè)在流化床外筒的上部，所述流化床反應(yīng)器設(shè)在所述三相分離器的下方，包含有陶瓷膜分離系統(tǒng)。多個擾流總成上下相間分布。所述流化床外筒的筒腔下部設(shè)有布水器。
所述污水池通過管路連通在所述流化床外筒的下部，且在管路上設(shè)有進(jìn)水泵和流量計，所述進(jìn)水泵可選擇為蠕動泵。
曝氣管自上向下伸入至所述流化床外筒內(nèi)，外端匹配設(shè)有空氣泵。在所述曝氣管的管路上設(shè)有流量計和空氣增壓泵。
所述沉淀池通過管路連通所述三相分離器，且在管路上設(shè)有電磁閥。所述回流槽通過管路連通所述沉淀池。所述回流泵分別通過管路與所述回流槽和所述流化床外筒連通，而能由所述回流槽抽吸回流廢液輸送給所述流化床單元，并且在所述回流泵與所述流化床單元之間的連接管路上設(shè)有電磁閥和流量計。所述回流泵可選擇為離心泵。
在所述流化床外筒的側(cè)壁上設(shè)有焦沫投放器。
所述擾流總成中的擾流板設(shè)在所述流化床外筒的筒腔內(nèi)，能相對所述流化床外筒左右往復(fù)竄動，而能橫向地不斷攪動水體，促使水體局部產(chǎn)生湍流或者稱亂流、擾流或紊流。
所述曝氣管伸入至所述流化床外筒的筒腔內(nèi)的一段上，于對應(yīng)在所述擾流板上方和/或下方位置形成有橫向延伸的支管，在該支管上沿軸向相間地設(shè)有多個曝氣頭。仍可在曝氣管的下端設(shè)置曝氣頭。
所述曝氣頭相距所述擾流板的上部邊沿和/或下部邊沿形成有一定間距。所述曝氣頭的曝氣氣流能射向所述擾流板且部分地射至所述擾流板上。所述曝氣氣流可以上下垂直地射向所述擾流板，也可以相對水平方向呈銳角夾角的射流方向射向所述擾流板。
在本專利方案下，所述曝氣頭射出的曝氣氣流的部分氣泡能直接與擾動的水流撞擊混合，來提升曝氣與水體的傳質(zhì)、混合效果；還有所述曝氣頭射出的曝氣氣流的部分曝氣氣泡能被所述擾流板切割形成更小的多個氣泡，并分散向擾動的水體，來提升曝氣與水體的傳質(zhì)、混合效果。提升了曝氣效果和溶氧程度，能促使溶氧與處于流化狀態(tài)的焦沫實現(xiàn)充分傳質(zhì)、混合，而在高溶解氧條件下實現(xiàn)微生物對附著在焦沫表面的有機物的氧化分解過程，來進(jìn)一步改善對焦化廢水中的COD去除效果。
可選地，于所述流化床外筒上，上下相間地設(shè)有多個焦沫投放器。所述焦沫投放器分別對應(yīng)在相鄰的兩個擾流總成之間。
可選地，在所述流化床外筒的下部設(shè)有酸溶液投放器。所述酸溶液投放器能夠?qū)⑺崛芤和斗旁谒隽骰餐馔驳耐睬幌虏俊？墒顾崛芤和斗旁诓妓鞯纳戏健?/span>
可選地，在所述三相分離器與所述沉淀池之間設(shè)有曝氣池。所述三相分離器通過管路與所述曝氣池上部連通。所述曝氣池上部通過管路與所述沉淀池上部連通。所述沉淀池下部與所述曝氣池上部通過管路連通，且在管路上設(shè)有蠕動泵、流量計和電磁閥。在所述曝氣池的下部配置有曝氣管路，在曝氣管路的自由端配置有空氣泵，曝氣管路上設(shè)有流量計和空氣增壓泵。
可選地，所述流化床反應(yīng)器包括承載架和固定在所述承載架上的多個層板。所述層板沿上下方向延伸。
多個層板之間前后相間地布置，且在相鄰的兩個層板之間設(shè)有上下相間的多個隔板，而在相鄰的層板之間形成貫通槽。所述擾流總成中的擾流板對應(yīng)設(shè)在貫通槽內(nèi)，可使擾流板的兩端貫穿至貫通槽的外部。
所述陶瓷膜分離系統(tǒng)設(shè)置在各個層板之間。所述貫通槽對應(yīng)的位置沒有布設(shè)陶瓷膜分離部件。
可選地，至少在所述承載架的上、下端配置設(shè)有緩沖網(wǎng)組。所述緩沖網(wǎng)組包括多層緩沖網(wǎng)，且該多層緩沖網(wǎng)之間形成有上下間距。在所述承載架上對應(yīng)于緩沖網(wǎng)組的上、下方布設(shè)有縱橫交叉的繩。所述繩交叉形成的繩網(wǎng)能約束著緩沖網(wǎng)組上下擺浮的幅度。
還可在所述承載架的左、右端配置緩沖網(wǎng)組，此處的緩沖網(wǎng)組也包括多層緩沖網(wǎng)且多層緩沖網(wǎng)之間左右相間。
可選地，所述擾流總成還包括竄動桿、一對均形成有軸孔的端塊、一對彈簧裝伸縮套，以及驅(qū)動單元。
一對端塊在所述流化床外筒的徑向上相對，且被固定在所述流化床外筒的內(nèi)壁上。
所述驅(qū)動單元固定在所述流化床外筒的外壁上。
所述竄動桿的兩端分別插入至所述端塊上的軸孔內(nèi)，且竄動桿的一端伸入至同一端的端塊上的軸孔中部，另一端穿出至同一端的端塊上的軸孔外而與所述驅(qū)動單元相匹配。
所述驅(qū)動單元能驅(qū)使所述竄動桿沿徑向做往復(fù)移動。
所述擾流板固定在所述竄動桿的中部。
一對彈簧裝伸縮套均套裝在所述竄動桿上，并對應(yīng)分布在所述竄動桿兩端處的所述擾流板兩端與兩個端塊之間的位置。
所述彈簧裝伸縮套的一端固定在所述竄動桿的外壁上，另一端固定在所述端塊上，能將所述竄動桿的兩端段與所述流化床外筒的腔隔離。
所述竄動桿受所述驅(qū)動單元驅(qū)使而沿所述流化床外筒的徑向作往復(fù)竄動的過程中，所述彈簧裝伸縮套能產(chǎn)生伸縮變形，來提供讓位。
具體地，可以使一個端塊上的軸孔可以是沉孔，另一個端塊上的軸孔為通孔，使竄動桿穿出該通孔后與驅(qū)動單元匹配。還可以使兩個端塊上的軸孔均為通孔。
一般要求，所述竄動桿與所述端塊上的軸孔相匹配的一段的外徑與所述端塊上的軸孔的內(nèi)徑一致。但不排除端塊上的軸孔內(nèi)徑大于所述竄動桿與軸孔對應(yīng)匹配段的外徑的實施方案。
為減小相對摩擦阻力，延長所述竄動桿的使用壽命。一方面，可在所述流化床外筒上安裝潤滑油注入器，來向所述端塊的軸孔內(nèi)間斷地注入潤滑油。此時，靠向所述驅(qū)動單元的端塊上的軸孔與竄動桿的匹配面之間需要設(shè)置密封圈。另一方面，還可在所述竄動桿上的與所述端塊上的軸孔對應(yīng)匹配的一段外壁上嵌裝滾珠，滾珠能與軸孔的內(nèi)壁相切，來減小摩擦，延長竄動桿的使用壽命。
可選地，所述驅(qū)動單元包括傳動箱和電機，所述傳動箱固定在所述流化床外筒上且內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)的輸出端為凸輪。
所述流化床外筒的外壁上形成有能伸入至所述傳動箱內(nèi)的凸臺，且在所述凸臺的端面上形成有沿所述流化床外筒的徑向的沉孔。
套裝在所述竄動桿上的彈簧置入在所述凸臺上的沉孔中。所述彈簧的一端與所述凸臺上的沉孔的內(nèi)底面接觸，另一端與在所述竄動桿上設(shè)置的螺環(huán)接觸。所述竄動桿的端部與所述凸輪匹配。隨著所述凸輪旋轉(zhuǎn)，能間斷地推動所述竄動桿沿所述流化床外筒的徑向移動，所述彈簧被壓縮，同時借助所述彈簧的伸展變形，能使所述竄動桿不斷復(fù)位，而實現(xiàn)循環(huán)地驅(qū)使所述竄動桿沿所述流化床外筒的徑向作往復(fù)竄動的動作目的。隨著所述竄動桿的往復(fù)移動，能同步地帶著所述擾流板往復(fù)竄動，而能橫向地不斷攪動水體，促使水體局部產(chǎn)生亂流。
可選地，在所述擾流板的前側(cè)和后側(cè)分別固定設(shè)有多個撥片，每一側(cè)的撥片均沿所述擾流板的長度方向相間設(shè)置。
所述撥片上形成有相對伸出所述擾流板的前、后邊緣的翅板。同一側(cè)的撥片上的翅板朝相同方向傾斜。
具體地，可使前后側(cè)的撥片對稱地設(shè)置。
具體地，所述撥片包括第一撥片和第二撥片，所述第一撥片上的翅板長度小于所述第二撥片上的翅板長度，且在擾流板的前、后側(cè)所設(shè)置的多個撥片均為第一撥片與第二撥片交替布置的形式。
具體地，定義所述竄動桿朝背離所述驅(qū)動單元一側(cè)移動的方向為主動方向，同時，定義所述竄動桿朝靠近所述驅(qū)動單元一側(cè)移動的方向為被動方向，還設(shè)有一下技術(shù)特征：
所述撥片的上端面和下端面分別相對所述擾流板的上端面和下端面向上或向下凸出。
所述撥片朝向主動方向的一側(cè)形成有第一楔面，同時，所述撥片的前側(cè)或后側(cè)形成有第二楔面。這樣，撥片上形成的所述第一楔面與所述第二楔面連貫形成夾角為鈍角的“V”形面，并稱之為內(nèi)側(cè)面。此外，所述撥片朝向被動方向的一側(cè)形成有第三楔面。
使在所述擾流板前、后側(cè)相對設(shè)置的兩個撥片上的第一楔面形成梯形口樣式且大口端朝向主動方向。使在所述擾流板前、后側(cè)相對設(shè)置的兩個撥片上的第二楔面形成梯形口樣式且大口端朝向主動方向。要求所述第一楔面間形成的梯形口的擴口幅度要顯著大于所述第二楔面間形成的梯形口的擴口幅度。所述撥片上的第一楔面與第三楔面的傾斜方向相同，相對左右方向形成的夾角大小可以相同，也可以略有差異。所述第一楔面的延伸長度顯著大于所述第三楔面的延伸長度。
所述撥片的外側(cè)面形成為呈弧形的凹面。可在所述撥片或者說所述翅板的自由端形成一定幅度的翻邊，也可以不設(shè)置翻邊。
可選地，所述彈簧裝伸縮套的兩端分別連接著第一連接環(huán)和第二連接環(huán)。所述第一連接環(huán)與所述竄動桿之間可以通過螺紋連接結(jié)構(gòu)來建立固定連接關(guān)系。所述第二連接環(huán)與所述端塊上形成的螺紋沉孔連接。
具體地，所述彈簧狀伸縮套外形呈椎體狀且大端朝向所述端塊。
有益效果：本專利所提供的焦沫去除焦化廢水COD的裝置，能提升曝氣與水體的傳質(zhì)、混合效果，使水體中難以降解的有機物與在充分曝氣條件下處于流化狀態(tài)的焦沫進(jìn)行充分地傳質(zhì)、混合，而能為吸附在焦沫多孔表面的大量微生物提供足夠的溶氧，在高溶解氧條件下實現(xiàn)微生物對附著在焦沫表面的（小分子）有機物進(jìn)行氧化分解，來進(jìn)一步改善對焦化廢水中的COD去除效果，降低COD指標(biāo)。
（發(fā)明人：王曉東;李煥壘）
