一種滾筒式生物蒸發(fā)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種滾筒式生物蒸發(fā)裝置，屬于環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水污染問(wèn)題是我國(guó)面臨的主要環(huán)境問(wèn)題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)廢水占到了總污水量的百分之七十以上，而工業(yè)廢水中絕大部分都屬于高濃度有機(jī)廢水。高濃度有機(jī)廢水主要來(lái)源于有機(jī)化工、制藥、印染、造紙、焦化、屠宰、垃圾填埋等行業(yè)，常見(jiàn)的高濃度有機(jī)廢水有初期垃圾滲濾液、造紙法煙葉薄片黑液、酒精廢醪液等，這些廢水COD都高于40，000mg/L，其中餐廚垃圾COD高達(dá)220，000mg/L。由于高濃度有機(jī)廢水對(duì)水環(huán)境污染程度嚴(yán)重且處理難度大，因此其處理技術(shù)的研究一直是水處理技術(shù)研究的重點(diǎn)。
[0003]針對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理，2013年申請(qǐng)?zhí)枮镻CT /KR2014/003527的國(guó)際發(fā)明專利提出了生物蒸發(fā)處理技術(shù)，該技術(shù)是從好氧堆肥和生物干化技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，其原理是利用微生物在好氧代謝中產(chǎn)生的代謝熱為熱源蒸發(fā)高濃度有機(jī)廢水里的水分，有機(jī)物作為微生物代謝的底物，隨著有機(jī)物濃度不斷增加，微生物的代謝熱也增加，代謝熱不斷積累形成高溫并對(duì)廢水中的水分進(jìn)行汽化，汽化后的水蒸氣由通風(fēng)氣流帶出反應(yīng)堆體以達(dá)到去除效果O
[0004]生物蒸發(fā)技術(shù)屬于水處理范疇，與傳統(tǒng)的蒸發(fā)技術(shù)相比，該技術(shù)既可實(shí)現(xiàn)水分蒸發(fā)去除，又可降解削減廢水中的污染物質(zhì)，處理過(guò)程不需預(yù)處理，無(wú)二次污染物，且處理費(fèi)用較小，僅有向反應(yīng)堆體曝氣所產(chǎn)生的能耗。在高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)中，生物蒸發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保，是高濃度有機(jī)廢水處理革命性的突破。
[0005]生物蒸發(fā)是一項(xiàng)較有推廣價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Φ男屡d技術(shù)。目前，生物蒸發(fā)技術(shù)處于實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段，研究過(guò)程均為批式實(shí)驗(yàn)或間歇補(bǔ)料實(shí)驗(yàn)。在生物蒸發(fā)過(guò)程中，初期由于堆體內(nèi)有機(jī)物充足，刺激了各類種群微生物的增長(zhǎng)，故微生物的總數(shù)逐級(jí)上升，產(chǎn)熱的代謝熱也增加并積累，隨著溫度的上升細(xì)胞中的生物化學(xué)反應(yīng)速率和生長(zhǎng)速率加快，但超過(guò)了一定的范圍，機(jī)體的重要組成如蛋白質(zhì)、核酸等對(duì)溫度敏感的物質(zhì)將隨著溫度的升高遭受不可逆的破壞而導(dǎo)致機(jī)體的死亡，因此高溫階段在細(xì)胞能承受的溫度下維持高細(xì)胞活性進(jìn)行生物蒸發(fā)。在從初期的升溫階段到高溫階段，微生物群落結(jié)構(gòu)由低、中溫菌群為主演變?yōu)橐灾?、高溫菌群為主，而隨著堆體內(nèi)有機(jī)物的降解減少導(dǎo)致代謝熱產(chǎn)量也減少，從而生物蒸發(fā)進(jìn)入降溫階段，當(dāng)溫度下降時(shí)，中、高溫菌群的數(shù)量又減少，微生物群落結(jié)構(gòu)又重新以低、中溫菌群為主。一次性投料或間歇補(bǔ)料使整個(gè)生物蒸發(fā)過(guò)程出現(xiàn)升溫階段、高溫階段和降溫階段，只有在高溫階段細(xì)胞的生物化學(xué)反應(yīng)速率和生長(zhǎng)速率最快，產(chǎn)生的代謝熱最多，最有利于水分蒸發(fā)和污染物質(zhì)降解，而在升溫階段和降溫階段嗜溫、嗜熱微生物活性不高，生物蒸發(fā)膨脹劑和生物載體有機(jī)負(fù)荷較低，三個(gè)階段不一致的生物活性導(dǎo)致生物蒸發(fā)整體有機(jī)負(fù)荷相對(duì)較低。
[0006]此外，批式實(shí)驗(yàn)或間歇補(bǔ)料實(shí)驗(yàn)所用的反應(yīng)器為靜態(tài)方形密閉裝置，反應(yīng)堆體在反應(yīng)器內(nèi)位置相對(duì)固定，堆體受自身重力作用易被壓實(shí)，使孔隙度降低，影響曝氣效果，導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)堆體溫度、水分和氧氣濃度極不均勻，制約著微生物好氧發(fā)酵和水分蒸發(fā)。目前生物蒸發(fā)過(guò)程連續(xù)恒定曝氣，耗氧量與堆體溫度和微生物活性正相關(guān)，恒定曝氣量無(wú)法匹配三個(gè)細(xì)胞活性不一樣的階段所需的通風(fēng)量，過(guò)程中多余的通風(fēng)會(huì)帶走堆體內(nèi)的代謝熱降低堆體溫度，而曝氣量不足則使堆體局部處于厭氧狀態(tài)，不利于好氧發(fā)酵產(chǎn)熱，影響水分蒸發(fā)。這些因素在一定程度上影響了微生物好氧代謝、代謝熱積累和水分去除，最終導(dǎo)致生物蒸發(fā)處理效率低。
[0007]由于以上缺陷和不足，使得生物蒸發(fā)技術(shù)在基礎(chǔ)研究中無(wú)法突破，更制約了生物蒸發(fā)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用和推廣。因此，生物蒸發(fā)技術(shù)急需一種有效的反應(yīng)裝置以及提高處理效率的方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生物蒸發(fā)技術(shù)在基礎(chǔ)研究和實(shí)際運(yùn)用中的突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)階段生物蒸發(fā)技術(shù)中曝氣不均勻、無(wú)法自動(dòng)化連續(xù)運(yùn)行、處理效率低、保溫效果差的缺陷和不足，提供一種頂部連續(xù)進(jìn)料、底部均勻曝氣、帶有保溫層的自動(dòng)化連續(xù)運(yùn)行滾筒式生物蒸發(fā)裝置，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0009]一種滾筒式生物蒸發(fā)裝置，包括滾筒主體1、旋轉(zhuǎn)裝置、靜態(tài)中心軸裝置和PLC控制系統(tǒng)；
[0010]所述旋轉(zhuǎn)裝置包括機(jī)架4、電機(jī)5、主動(dòng)齒輪6和從動(dòng)齒輪7，靜態(tài)中心軸裝置包括靜態(tài)中心軸2、通風(fēng)管10、進(jìn)料管11、排氣管12和溫度傳感器13，PLC控制系統(tǒng)包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3、PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)觸控屏21、氣體分析儀15、流量計(jì)和電磁閥；
[0011]所述旋轉(zhuǎn)裝置中機(jī)架4的兩端通過(guò)三角支架8與靜態(tài)中心軸2相連且機(jī)架4一端通過(guò)兩滾輪9與滾筒主體I的外圓柱面相切合;所述的電機(jī)5和主動(dòng)齒輪6均設(shè)置在機(jī)架4上且電機(jī)5的電機(jī)軸與主動(dòng)齒輪6傳動(dòng)連接，滾筒主體I上與主動(dòng)齒輪6相對(duì)應(yīng)的圓周方向上設(shè)置與主動(dòng)齒輪6相嚙合的從動(dòng)齒輪7;
[0012]所述靜態(tài)中心軸裝置中通風(fēng)管10、進(jìn)料管11、排氣管12和溫度傳感器13均布置在靜態(tài)中心軸2內(nèi)；通風(fēng)管10和進(jìn)料管11沿靜態(tài)中心軸2進(jìn)入滾筒主體I后分別沿滾筒主體I底部和頂部布置，進(jìn)料管11位于滾筒主體I內(nèi)部的上部為布料管17，通風(fēng)管10位于滾筒主體I內(nèi)部的底部為曝氣管20;排氣管12的排氣入口 14設(shè)置在滾筒主體I頂部中段并沿靜態(tài)中心軸2布置排出滾筒主體I，滾筒主體I的排氣管12與PLC控制系統(tǒng)中氣體分析儀15相連，溫度傳感器13的溫度傳感器探頭16設(shè)置在靜態(tài)中心軸2中段；
[0013]所述PLC控制系統(tǒng)中PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)觸控屏21連接PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3，通風(fēng)管10通過(guò)流量計(jì)118和電磁閥119連接空氣壓縮機(jī)的出氣口，進(jìn)料管11通過(guò)流量計(jì)Π 26和電磁閥Π 27連接料液輸送機(jī)出口，氣體分析儀15通過(guò)流量計(jì)ΙΠ28和電磁閥ΙΠ29連接排氣管12，電磁閥119、電磁閥Π 27、電磁閥ΙΠ29、氣體分析儀15、溫度傳感器13與PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3相連。
[0014]所述滾筒主體I外部為鍍鋅鋼板，內(nèi)部為聚乙烯塑料制成。
[0015]所述滾筒主體I內(nèi)壁設(shè)有擋板22。
[0016]所述滾筒主體I外表面設(shè)有卸料口 23和采樣口 24。
[0017]所述三角支架8底座的四個(gè)角上設(shè)置有便于移動(dòng)的萬(wàn)向輪25。
[0018]所述通風(fēng)管10在滾筒主體I底部為曝氣管20。
[0019]上述PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)觸控屏21的操控包括:顯示所述滾筒主體I內(nèi)堆體溫度曲線以及實(shí)時(shí)溫度;顯示所述滾筒主體I內(nèi)氧氣、二氧化碳、氨氣、硫化氫、甲烷的實(shí)時(shí)濃度。
[0020]上述PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3的控制過(guò)程:根據(jù)所述滾筒主體I內(nèi)氧氣的實(shí)時(shí)濃度通過(guò)電磁閥119設(shè)置通風(fēng)量;根據(jù)所述滾筒I內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度通過(guò)電磁閥Π27設(shè)置進(jìn)料量。
[0021 ]該滾筒式生物蒸發(fā)裝置的使用方法為:
[0022]生物蒸發(fā)開(kāi)始時(shí)，將卸料口23打開(kāi)加入生物蒸發(fā)膨脹劑和生物載體，通過(guò)進(jìn)料管11加入高濃度有機(jī)廢水原料液，打開(kāi)電機(jī)5通過(guò)主動(dòng)齒輪6帶動(dòng)從動(dòng)齒輪7，使?jié)L筒主體I轉(zhuǎn)速在I?100min/r，當(dāng)膨脹劑和生物載體與高濃度有機(jī)廢水原料液充分混合后通過(guò)通風(fēng)管10通入空氣，再經(jīng)曝氣管20向堆體均勻曝氣；
[0023]生物蒸發(fā)過(guò)程中，控制滾筒主體I穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，生物蒸發(fā)產(chǎn)生的尾氣通過(guò)排氣入口14經(jīng)排氣管12排出滾筒主體I，然后部分尾氣經(jīng)除濕后通入到氣體分析儀15中，氣體分析儀15測(cè)出滾筒主體I內(nèi)堆體氧氣和二氧化碳的實(shí)時(shí)濃度并反饋給PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3的氣體模式，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3的氣體模式控制電磁閥119，通過(guò)電磁閥119調(diào)節(jié)通風(fēng)管10的通風(fēng)量，避免通風(fēng)過(guò)少堆體內(nèi)出現(xiàn)局部厭氧狀態(tài)和通風(fēng)過(guò)多帶走熱量。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3的氣體模式同樣控制排氣管14的排氣量，通過(guò)控制電磁閥ΙΠ29控制排氣量與曝氣量、尾氣產(chǎn)量平衡；溫度傳感器探頭16將堆體內(nèi)實(shí)時(shí)溫度通過(guò)溫度傳感器13反饋給PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3的溫度模式，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)3的溫度模式控制電磁閥Π 27，通過(guò)電磁閥Π 27調(diào)節(jié)進(jìn)料管11的投料量，控制生物蒸發(fā)的有機(jī)負(fù)荷，使生物蒸發(fā)過(guò)程連續(xù)處于微生物活性最高的狀態(tài)下進(jìn)行；
[0024]隨著生物蒸發(fā)過(guò)程不斷連續(xù)運(yùn)行，生物蒸發(fā)膨脹劑和生物載體隨之老化，生物蒸發(fā)處理效率降低，此時(shí)關(guān)閉電磁閥119和電磁閥Π 27，關(guān)閉電機(jī)5使?jié)L筒主體I停止旋轉(zhuǎn)，打開(kāi)卸料口 23將膨脹劑和生物載體從滾筒主體I內(nèi)取出，更換新的生物蒸發(fā)膨脹劑和生物載體后再