一种生物炭臭氧化反应系统的制作方法

本发明涉及环境保护领域，尤其涉及一种生物炭臭氧化反应系统。

背景技术：

在原油收集和加工的整个过程中，油田所在地的土壤随着原油从地层中被开采出来，被原油所污染，污泥中含有大量的有机物并携带许多悬浮固体，而且高温高压的油层中溶解了地层中的各种盐类和气体，使油田土壤成分更加复杂，并且在原油集输过程中加入的各种化学药剂也使土壤污染程度增加。随着污泥排放标准的不断严格，对污泥中化学需氧量 (COD)、氮、磷等物质的排放要求越来越高，工业污泥中化学需氧量 (COD) 的去除与脱氮除磷面临着巨大挑战。传统的处理方式往往增加基建投资的费用及能耗，并且运行较为复杂。

生物炭臭氧化反应装置及其污泥处理工艺是一种污泥处理的高效设备和工艺。其具有容积负荷、所需基建投资少，处理效率高，运行能耗低，运行费用少的特点。

但是现有技术中的生物炭臭氧化反应装置还存在诸多问题：由于污泥含水量高，在有机物浓度过高的情况下，会导致细菌大量繁殖，堵塞管道，很容易导致反应失败，从而影响处理效果；而且，生物炭臭氧化反应装置对含有难降解有机物污泥中污染物的去除能力有限，该问题是制约生物炭臭氧化反应装置技术发展的主要因素。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种生物炭臭氧化反应系统。该系统在污泥含水量高，在有机物浓度过高的情况下，通过臭氧杀灭细菌，防止其大量繁殖造成堵塞管道，能够提高反应成功率，同时结合水蒸气和臭氧迅速降解有机物污泥中污染物。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种生物炭臭氧化反应系统，包括反应器壳体和空气泵，所述空气泵连通一臭氧发生器，所述臭氧发生器出口连通一臭氧空气管道，在反应器壳体内部设有一多孔金属板，所述多孔金属板将反应器壳体内部腔体分隔成顶部的氧化反应腔和底部的臭氧空气腔，所述臭氧空气管道穿过所述反应器壳体与臭氧空气腔连通，一污泥生物炭混合投料装置穿过反应器壳体与氧化反应腔连通，氧化反应腔设有一臭氧化生物炭排放口，氧化反应腔的顶部连通一尾气排气装置，一柔性尾气再循环管分别连通尾气排气装置和空气泵，所述柔性尾气再循环管靠近尾气排气装置一端设有过滤器，靠近空气泵一端设有单向阀，氧化反应腔的上部设有带热感应机构的喷水装置，在臭氧空气腔的底部设有出口阀，所述污泥生物炭混合投料装置包括金属筒，金属筒的上端设置有进料斗，进料斗与金属筒之间设置过滤装置，进料斗的内壁上设置有热风机，金属筒的内部安装传送辊，传送辊与一电机连接，传送辊上安装加热器，金属筒上部开设有排气孔、下部设有排污孔，传送辊的下端安装有模头，模头上部连接有冷却水进水管、下部连接有冷却水出水管。

其中，所述喷水装置还包括进水管、喷头、出水口和进水阀门，所述喷头连接在进水管上，所述出水口位于喷头上，所述阀门设置在进水管上；所述热感应机构位于喷头上，与进水阀门电信号连接并控制进水阀门的启闭。

其中，所述喷头可以绕着进水管呈360°旋转。

其中，所述喷头为球体或圆锥体。

其中，所述热感应机构位于喷头上出水口的上方。

其中，所述出水口上方设有可拆卸的滤网。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明在污泥含水量高，在有机物浓度过高的情况下，通过臭氧杀灭细菌，防止其大量繁殖造成堵塞管道，提高反应成功率。

2、本发明结合水蒸气和臭氧对含有难降解有机物污泥中污染物的去除能力较强。

3、本发明柔性尾气再循环管循环使用尾气排气装置收集的处理尾气，节能环保，特别是通过多个操作循环可以实现更理想的结果。

4、本发明的喷水装置的喷头可以绕着进水管呈360°旋转，所以可以感应的范围更大，对污泥生物炭混合物能够均匀喷洒。

5、本发明的喷水装置的热感应机构位于喷头上出水口的上方，避免损坏热感应机构。

6、本发明的喷水装置的出水口还设有可拆卸的滤网，如果进水管的水不干净，将出水口堵住，可以将滤网取下来清理。

附图说明

图1为本发明的一种生物炭臭氧化反应系统的结构示意图；

图2为本发明的污泥生物炭混合投料装置的结构示意图；

图3为本发明的喷水装置的结构示意图。

附图标记说明：

101-空气泵、102-臭氧发生器、103-臭氧空气腔、104-多孔金属板、105-反应器壳体、106-出口阀、107-氧化反应腔、108-污泥生物炭混合投料装置、109-臭氧化生物炭排放口、110-尾气排气装置、111-柔性尾气再循环管、112-过滤器、113-单向阀、114-喷水装置、116-臭氧空气管道、201-进水管、202-喷头、203-出水口、204-热感应机构、205-进水阀门、206-滤网、301-金属筒、302-进料斗、303-电机、304-热风机、305-过滤装置、306-传送辊、307-加热器、308-排气孔、309-排污孔、310-模头、311-冷却水进水管、312-冷却水出水管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，一种生物炭臭氧化反应系统，包括反应器壳体105和空气泵101，所述空气泵101连通一臭氧发生器102，所述臭氧发生器102出口连通一臭氧空气管道116，在反应器壳体105内部设有一多孔金属板104，所述多孔金属板104将反应器壳体105内部腔体分隔成顶部的氧化反应腔107和底部的臭氧空气腔103，所述臭氧空气管道116穿过所述反应器壳体105与臭氧空气腔103连通，一污泥生物炭混合投料装置108穿过反应器壳体105与氧化反应腔107连通，氧化反应腔107设有一臭氧化生物炭排放口109，氧化反应腔107的顶部连通一尾气排气装置110，一柔性尾气再循环管111分别连通尾气排气装置110和空气泵101，所述柔性尾气再循环管111靠近尾气排气装置110一端设有过滤器112，靠近空气泵101一端设有单向阀113，氧化反应腔107的上部设有带热感应机构204的喷水装置114，在臭氧空气腔103的底部设有出口阀106，如图2所示，所述污泥生物炭混合投料装置108包括金属筒301，金属筒301的上端设置有进料斗302，进料斗302与金属筒301之间设置过滤装置305，进料斗302的内壁上设置有热风机304，金属筒301的内部安装传送辊306，传送辊306与一电机303连接，传送辊306上安装加热器307，金属筒301上部开设有排气孔308、下部设有排污孔309，传送辊306的下端安装有模头310，模头310上部连接有冷却水进水管311、下部连接有冷却水出水管312。优选的，如图3所示，所述喷水装置114包括进水管201、喷头202、出水口203和进水阀门205，所述喷头202连接在进水管201上，所述出水口203位于喷头202上，所述阀门205设置在进水管201上；所述热感应机构204位于喷头202上，与进水阀门205电信号连接并控制进水阀门205的启闭。

优选的，所述喷头202可以绕着进水管201呈360°旋转，由于所述热感应机构204位于喷头202上，所述喷头202绕着进水管201旋转时，可感应的范围更大。所述喷头202为球体或圆锥体。所述热感应机构204位于喷头202上出水口的上方，避免出水口203漏水时损坏热感应机构204。所述出水口203还设有可拆卸的滤网206，如果进水管201的水不干净，将出水口203堵住，可以将滤网206取下来清理。

本发明的生物炭臭氧化反应系统的工作原理如下：

按比例将污泥混合生物炭通过污泥生物炭混合投料装置108投入反应器壳体105内；污泥生物炭混合投料装置108工作时，将污泥与生物炭颗粒混合后由进料斗302投入，进料斗302上设置有热风机304，可起到烘干进料的作用，避免潮湿的污泥混合生物炭颗粒进入导致效率低下，过滤装置305过滤污泥混合生物炭颗粒，将金属废屑吸附，避免损伤设备，过滤后的污泥混合生物炭颗粒进入金属筒301内部，传送辊306带动污泥混合生物炭颗粒向前运行，传动辊306上设置有加热器307使污泥混合生物炭颗粒升温，使污泥中含有的可挥发物迅速蒸发，电磁加热，升温较快，金属筒301的上部开设有排气孔308、下部开设有排污孔309，方便排放集聚在金属筒内的热气和清理时留下的污水，传送辊306将污泥混合生物炭颗粒传送至模头310，并由模头310挤入反应器壳体105内，在模头310的上方设置冷却水进水管311、下方设置冷却水出水管312，提高模头310冷却速度，避免出料黏在模头310上的情况，提高产品质量；然后监测和调整生物炭温度；同时调整在反应器壳体105内的生物炭的含水量和相对湿度，根据所要求的生物炭含水量和相对湿度，热感应机构204控制进水阀门205开启，喷头202适当喷水到氧化反应腔107，和/或通过出口阀106在臭氧空气腔103引入水蒸汽；空气泵101泵送通过臭氧发生器102生成的臭氧到反应器壳体105内；臭氧气体通过臭氧空气腔103上方的多孔金属板104进入氧化反应腔107，同时可以通过控制空气泵101风扇速度输送臭氧气体；另外也可以利用在臭氧空气腔103底部的出口阀106，引入其他气体组分到反应器壳体105内处理生物炭臭氧化过程；同时，还可以利用柔性尾气再循环管111循环使用尾气排气装置110收集的处理尾气；根据反应器壳体105内生物炭的温度和含臭氧的气流设定足够的时间使臭氧与生物炭粒子相互作用，通过臭氧化生物炭排放口109获得环保无公害的土壤，通过多个操作循环可以实现更理想的结果。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。