[发明专利]一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置及其工作方法

摘要

本发明公开了一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置及其工作方法，包括进水管，高温曝气装置，搅拌装置，反应箱，排水管，排渣管，冷凝装置，排泥管，控制系统；进水管将含四氯化碳的地下水输送至反应箱内，高温曝气装置将温度为100℃～120℃的高温气体输送至反应箱内，控制系统控制搅拌装置启动开始搅拌，高温空气和地下水在反应箱内部混合反应，反应后的浮渣从排渣管排出，反应中蒸发的气体在冷凝装置中冷凝后排出，沉淀在反应箱底部的泥沙从排泥管排出，最后生成的洁净水从排水管排出。本发明所述的一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置及其工作方法，采用高温蒸发加曝气的工艺，处理地下水中四氯化碳效率高、效果好。 1

主权项

1.一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置，包括进水管（1），高温曝气装置（2），搅拌装置（3），反应箱（4），排水管（5），排渣管（6），冷凝装置（7），排泥管（8），控制系统（9）；其特征在于：所述反应箱（4）一侧下部设有进水管（1）和搅拌装置（3），反应箱（4）另一侧设有排渣管（6）和排水管（5），反应箱（4）顶部设有冷凝装置（7）和控制系统（9），反应箱（4）底部设有排泥管（8），反应箱（4）前部设有高温曝气装置（2）；

所述高温曝气装置（2），包括高温气泵（2‑1），进气主管（2‑2），进气支管（2‑3），曝气头（2‑4）；所述高温气泵（2‑1）位于反应箱（4）前侧外部，高温气泵（2‑1）与进气主管（2‑2）一端连接；所述进气主管（2‑2）另一端从反应箱（4）上部垂直伸入反应箱（4）内部，进气主管（2‑2）在反应箱（4）内部靠近反应箱（4）底部10cm～15cm处为水平布置的两端封闭的管道；所述进气支管（2‑3）一端与进气主管（2‑2）垂直贯通连接，进气支管（2‑3）另一端为封闭结构，进气支管（2‑3）在反应箱（4）底部10cm～15cm处水平分布，进气支管（2‑3）数量不少于5个，进气支管（2‑3）在反应箱（4）内水平均匀分布；所述曝气头（2‑4）底端与进气支管（2‑3）上部垂直贯通连接，曝气头（2‑4）上端竖直向上，曝气头（2‑4）在进气支管（2‑3）上均匀分布，每根进气支管（2‑3）上的曝气头（2‑4）数量不少于10个。

2.根据权利要求1所述的一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置，其特征在于：所述曝气头（2‑4），包括竖直叶片（2‑4‑1），水平叶片（2‑4‑2）；其中所述竖直叶片（2‑4‑1）为矩形薄板，多块竖直叶片（2‑4‑1）沿中心竖直均匀焊接在中心轴上组成一个圆柱形结构，竖直叶片（2‑4‑1）的数量不少于6块；所述水平叶片（2‑4‑2）为圆环形薄板，水平叶片（2‑4‑2）中间开有圆形通孔，水平叶片（2‑4‑2）中间开口的直径为水平叶片（2‑4‑2）直径的0.3～0.5倍，水平叶片（2‑4‑2）直径与竖直叶片（2‑4‑1）围城的圆柱形的直径相同，水平叶片（2‑4‑2）上下对称镶嵌在竖直叶片（2‑4‑1）上，水平叶片（2‑4‑2）数量为2块。

3.根据权利要求2所述的一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置，其特征在于：所述搅拌装置（3），包括电机（3‑1），齿轮箱（3‑2），搅拌轴（3‑3），搅拌齿（3‑4）；所述电机（3‑1）位于反应箱（4）外侧，电机（3‑1）与齿轮箱（3‑2）一端垂直连接；所述齿轮箱（3‑2）位于反应箱（4）一侧外壁下端，齿轮箱（3‑2）一侧侧壁与反应箱（4）外壁无缝焊接；所述搅拌轴（3‑3）一端与齿轮箱（3‑2）连接，搅拌轴（3‑3）另一端垂直贯穿反应箱（4）一侧侧壁并伸入反应箱（4）内部，搅拌轴（3‑3）的数量不少于3根，搅拌轴（3‑3）在反应箱（4）内水平均匀分布；所述搅拌齿（3‑4）为圆柱形结构，搅拌齿（3‑4）两端为两个直径相同的圆盘，搅拌齿（3‑4）两端圆盘在中心位置与搅拌轴（3‑3）贯通且无缝焊接，搅拌齿（3‑4）两圆盘边缘通过垂直焊接的搅拌条相连，每个搅拌齿（3‑4）上对称设有四根搅拌条，搅拌齿（3‑4）的数量与搅拌轴（3‑3）数量相同。

4.根据权利要求3所述的一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置，其特征在于：所述反应箱（4），包括高温曝气室（4‑1），温度传感器（4‑2），分隔板（4‑3），滤网（4‑4），落渣板（4‑5），活性炭层（4‑6），支撑滤板（4‑7），四氯化碳浓度传感器（4‑8）；所述高温曝气室（4‑1）位于反应箱（4）内部左侧，高温曝气室（4‑1）为封闭设计的矩形中空室，高温曝气室（4‑1）长度为反应箱（4）总长度的四分之三；所述温度传感器（4‑2）位于高温曝气室（4‑1）一侧侧壁中部，温度传感器（4‑2）与控制系统（9）通过导线连接；所述分隔板（4‑3）位于高温曝气室（4‑1）另一侧，分隔板（4‑3）为两块竖直方向在同一平面的矩形板组成，分隔板（4‑3）下部的矩形板前后端和底端分别与反应箱（4）的前后内壁和底部垂直无缝焊接，分隔板（4‑3）下部的矩形板上端与反应箱（4）上檐口的距离为80cm～100cm，分隔板（4‑3）上部的矩形板前后端分别与反应箱（4）的前后内壁垂直无缝焊接，分隔板（4‑3）上部的矩形板下端与反应箱（4）上檐口的距离为60cm～80cm，分隔板（4‑3）上部的矩形板上端与反应箱（4）上檐口的距离为20cm～30cm；所述滤网（4‑4）位于分隔板（4‑3）上下两块矩形板之间，滤网（4‑4）上下网壁与分隔板（4‑3）垂直相连，滤网（4‑4）前后网壁与反应箱（4）前后内壁垂直连接；所述落渣板（4‑5）为矩形薄板，落渣板（4‑5）一端与分隔板（4‑3）上部矩形板的上壁无缝焊接，落渣板（4‑5）另一端与反应箱（4）的一侧内壁无缝焊接，落渣板（4‑5）前后面与反应箱（4）的前后内壁垂直无缝焊接，落渣板（4‑5）板面与水平面的夹角为10°～30°；所述活性炭层（4‑6）位于分隔板（4‑3）右侧和落渣板（4‑5）下侧的空间内，活性炭层（4‑6）的厚度为100cm～150cm；所述支撑滤板（4‑7）位于活性炭层（4‑6）下部，支撑滤板（4‑7）为带有均匀分布的条形虑孔的矩形板，支撑滤板（4‑7）前后壁和一侧侧壁分别与反应箱（4）的前后内壁和一侧内壁垂直无缝焊接，支撑滤板（4‑7）的另一侧侧壁与分隔板（4‑3）的一侧侧壁垂直无缝焊接，支撑滤板（4‑7）下端距离反应箱（4）底部的距离为20cm～30cm；所述四氯化碳浓度传感器（4‑8）位于支撑滤板（4‑7）下端，四氯化碳浓度传感器（4‑8）连接在反应箱（4）一侧内壁上，四氯化碳浓度传感器（4‑8）与控制系统（9）通过导线连接。

5.根据权利要求4所述的一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置，其特征在于：所述冷凝装置（7），包括：拢气室（7‑1），引流板（7‑2），冷凝通道（7‑3），排液管（7‑4）；所述拢气室（7‑1）为横截面为梯形的柱形中空室，拢气室（7‑1）底端与反应箱（4）垂直贯通连接，拢气室（7‑1）上端与冷凝通道（7‑3）贯通连接；所述引流板（7‑2）位于拢气室（7‑1）内部，引流板（7‑2）数量为两块，引流板（7‑2）在拢气室（7‑1）内部沿拢气室（7‑1）中心轴对称布置，引流板（7‑2）下端与拢气室（7‑1）侧壁弯折部位无缝焊接，引流板（7‑2）前后端与拢气室（7‑1）前后内壁垂直无缝焊接，引流板（7‑2）上端沿拢气室（7‑1）中心位置向上倾斜，引流板（7‑2）与水平面的夹角为10°～30°，对称布置的两块引流板（7‑2）上端保持齐平，两块引流板（7‑2）上端之间的距离为20cm～30cm；所述冷凝通道（7‑3）为两端开口的矩形中空结构，冷凝通道（7‑3）下端与拢气室（7‑1）上端垂直贯通连接，冷凝通道（7‑3）的垂直高度为3m～4m；所述排液管（7‑4）在拢气室（7‑1）后部室壁上靠近两块引流板（7‑2）与拢气室（7‑1）相交的两个交点上部位置垂直贯通连接在拢气室（7‑1）上。

6.根据权利要求5所述的一种高温曝气去除地下水中四氯化碳装置，其特征在于：所述曝气头（2‑4）由高分子材料压模成型，曝气头（2‑4）按重量份数计的组成成分和制造过程如下：

第1步、在反应釜中加入电导率为0.15μS/cm～0.20μS/cm的超纯水800～1000份，启动反应釜内搅拌器，转速为50rpm～55rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至60℃～75℃；依次加入油酸乙酯15～20份、乳酸乙酯15～20份、丙酸乙酯15～20份，搅拌至完全溶解，调节pH值为8.2～9.5，将搅拌器转速调至70rpm～95rpm，温度为85℃～105℃，酯化反应1～15小时；

第2步、取磷酸三乙酯1～15份、丙烯酸乙酯1～15份粉碎，粉末粒径为300～350目；加入纳米级硼酸铑100～200份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为6mm～18mm，采用剂量为1.3kGy～4.0kGy、能量为0.25MeV～1.30MeV的α射线辐照15min～25min；

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