用多孔喷头。喷气支管道6和喷气喷头7在 震荡涌浪池底部呈平行排列。与此同时，喷气管道分配多个喷气支管道上的喷气喷头7持 续喷出气体，以促使三氯甲烷汽化促进水体与新鲜空气接触而促使三氯甲烷分离。
[0050] 如图4所示，分离装置震荡涌浪池底部示意图，可以看出，震荡涌浪池2被多个池 体隔断9分割成多个震荡涌浪甬道，多个震荡涌浪甬道平行错位排列、头尾贯通，每一个震 荡涌浪甬道的一端设有一个震荡涌浪装置，震荡涌浪装置之间对位设置，震荡涌浪装置往 复运动在甬道内产生涌浪，促进三氯甲烷蒸发和氧化分解，同时促使水体沿着震荡涌浪甬 道呈现S型流动，经处理达标水体通过设置于震荡涌浪池2 -端的出水管11高位排出。未 完全分离的液体从回流管10再次返回进水管1所在的位置，进行二次处理直至达标从出水 管11排出系统。图中8表示为三氯甲烷分离处理过程中的涌浪水位线。
[0051] 待处理的地下水从进水管1进入震荡涌浪池2,震荡涌浪池2位水体处理室，通过 震荡涌浪装置的往复杆3带动震荡涌浪板做往复运动，使含有三氯甲烷的水体产生周期性 涌浪，在一定震荡幅度和频率下加快气化和蒸发；与此同时，气体通过喷气主管道5进入， 并分配到多个喷气支管道6上，经喷气喷头7持续喷出气体，以促使三氯甲烷汽化促进水体 与新鲜空气接触而促使三氯甲烷分离，最终通过出水管11将达标水排除系统。在震荡涌浪 池2的池壁13上设置有窗体12,可以对分离出的三氯甲烷进行有效扩散。
[0052] 利用以上分离装置对水体中三氯甲烷进行分离。首先将含有三氯甲烷的水通过进 水管1打入到系统中，通过震荡涌浪装置的往复运动，在水体表面形成涌浪和水花，将新鲜 空气融入水体促进空气与有机物结合而进行氧化分解，同时产生的涌浪进一步促进三氯甲 烷的蒸发。震荡涌浪池2中各甬道内的震荡涌浪装置，促使含三氯甲烷地下水以S型路线 流动，并产生大量气泡促使三氯甲烷蒸发；水体以S型路线流动，增加水体暴露作用时间， 使三氯甲烷从水体中分离。
[0053] 进一步的，通过喷气装置对水里注入气体，以加快水中三氯甲烷从水体中分离。
[0054] 上述震荡涌浪装置在具体使用中由液压水平驱动系统以及设备软件控制，构成设 备软件支持包括主机、控制器、位移传感器、信号发生转换器。
[0055] 液压水平驱动系统包括电子液压栗，其工作压力150bar，50KW的输出功率；自动 调节控制阀，可根据需要自动调节管路流量和压力，驱动设备正常运转；冷却水栗用于维持 设备冷却降温，往复栗的高速运转，使设备温度持续升高，当系统温度升高到70°C时，热继 电器启动，促使冷却栗工作，给震荡涌浪装置降温。
[0056] 液压水平驱动系统通过电子液压栗、调节控制阀、高压油管与4个高压油缸相连 接，4个油缸分别与4块推拉式震荡涌浪板相连接，并带动涌浪板做水平往复运动，其有效 行程100~2200毫米，往复运动频率10~100赫兹之间可控调节，油缸往复运动的行程和运动 频率，通过震荡涌浪板位移传感器产生的反馈信号传递给震荡涌浪控制器，实现对油缸运 动状态的有效控制。
[0057] 当震荡涌浪装置开始工作时，4块推拉式震荡涌浪板的往复运动行程、运动频率 等相关信号由位移传感器反馈回送信号，经过信号转换器转换传递给计算机，计算机经过 分析判断产生控制信号通过控制器发出指令，发出的控制信号经主阀控制器提供给液压油 栗，控制油缸按照编入程序推动震荡涌浪板运动，通过计算机控制可实现震荡涌浪板产生 二维正弦波、托马斯波、斜波、三维波，如图8所示。
[0058] 实施例2
[0059] 为了检验设计的合理性，使其达到最佳的处理效果，将实施例1的地下水中三氯 甲烷的分离装置对三氯甲烷去除率试验和影响因素进行正交试验，对设计的合理性及最佳 运行参数进行验证，试验结果如下：
[0060] 1.震荡涌浪板行程对三氯甲烷去除的影响
[0061] 在模拟三氯甲烷分离系统中，添加三氯甲烷浓度为100 μ g/L，控制模拟体系震荡 涌浪板行程400mm、500mm、600mm，记录各震荡涌浪板行程条件下，三氯甲烷去除率，如图6 所示，以三氯甲烷去除率与时间的变化曲线图反映三氯甲烷去除率与时间关系。其中纵坐 标为三氯甲烷去除率，用于表征三氯甲烷的去除效果。图中看出三氯甲烷去除随震荡涌浪 板行程的上升不断增加，其中600 mm、7 min状态下三氯甲烷的去除率达69%，15小时后三 氯甲烷的去除率达97%，因此，通过提高震荡涌浪板行程可以有效地提高设备对三氯甲烷去 除率。
[0062] 2.回流量对三氯甲烷去除的影响
[0063] 在模拟喷淋池装置中，添加三氯甲烷浓度为100 μ g/L，控制模拟回流量为20 m3、 30 m3、40 m3,记录各回流量条件下，三氯甲烷去除率，如图7所示为回流量对三氯甲烷去除 的影响，所示为三种不同的回流量下，三氯甲烷去除率效果，从其折线的趋势来看，当回流 量为40 m3时，二氯甲烧去除率最尚，该系统对二氯甲烧的去除效果最佳。实验得出，回流 量对三氯甲烷去除率影响较大，喷气震荡涌浪池反应的回流量与时间呈现正相关，在相同 的实验回流量条件下，通气时间越久三氯甲烷的去除率越大；同时在相同作用时间下，回流 量越高三氯甲烷的去除率越大。（本实用新型所述的回流量是指未完全分离的液体从回流 管10再次返回进行二次处理的液体体积。）
[0064] 3.正交因素水平试验
[0065] 利用正交试验，对模拟三氯甲烷分离系统的实验结果进行分析研究，在分离装置 中，震荡涌浪周期、回流量、震荡涌浪板行程是主要影响因素，三个因素对设备使用效率有 着不同的影响，根据这三个因素效应范围，设定它们的试验因素与水平设计见表1所示。 [0066]表 1 :
[0068] 产生试验设计方案，共15个试验点；其12个为分析点，3个为中心点，根据方案设 计试验，产生结果。
[0069] 4.正交试验结果分析
[0070] 采用正交试验分析法，以震荡涌浪周期、回流量、震荡涌浪板行程三因素为条件变 量，以三氯甲烷的去除率为响应值，对分离系统的三氯甲烷去除的外界条件进行优化。根据 正交试验设计方案进行试验后所得结果如表2所示。
[0071] 表 2 :
[0072]
[0073] 5.回归模型的建立与显著性检验
[0074] 通过最小二乘法拟合的二次多项式方程：
[0076] 式中：
[0077] WZ-预测响应值；&和&-自变量代码值；/V常数项；线性系数；AiT交互 项系数；二次项系数；随机误差。
[0078] 对表5数据进行多元回归拟合后，得到去除率（^α)与震荡涌浪周期（4)、回流量 (?)、震荡涌浪板行程（与）的回归方程：
[0079] QCL=2. 151-0. 045z1+0. 078z2+0. 027z3+0. 049z1z2~9. 077XIO3Z1Z3W. 096z2z3+5. 6 X10 4zf-0. 18z22~0. 088z32 (2)
[0080] 对正交试验的结果进行二次回归方程模型方差分析，见表3所示。
[0081] 表3二次回归方程方差分析结果
[0083] 模型的二次项的户直小于0. 01，表明三者的协同作用对三氯甲烷去除效果的影响 显著；而震荡涌浪板行程的户直大于〇. 05,表明其对三氯甲烷去除影响最为明显。在表4 中，相关系数#=〇. 8777,失拟项=7. 65 X 10 3为显著，拟合信任度高，所进行试验可信度高。 [0084] 以上通过所得回归模型参数对三氯甲烷去除率进行了优化，得出对三氯甲烷分离 系统的设计合理，当参数条件回流量为50~80 m3/min、水位50~80 cm、震荡涌浪周期10~20 次/分钟、震荡涌浪板行程为400~600mm、采用持续喷气方式。在此条件下三氯甲烷去除设 备去除率为99. 84%，表明该数学模型对该试验研究有较好的预测性，能够真实反映试验结 果D
【主权项】
1. 一种地下水中三氯甲烷的分离装置，包括震荡涌浪池（2)、进水管（1)和出水管 (11)，震荡涌浪池（2)被池体隔断（9)分割成多于一个的震荡涌浪甬道，各震荡涌浪甬道平 行错位排列，头尾贯通形成S型通道，每个震荡涌浪甬道的一端设有震荡涌浪装置，震荡涌 浪装置由震荡涌浪板（4)和往复杆（3)滑动连接组成，其特征在于，在震荡涌浪池（2)底部 设有喷气管道，所述喷气管道由喷气主管道（5)和至少一个喷气支管道（6)组成，喷气支管 道（6)上设置有至少一个喷气喷头（7)。2. 根据权利要求1所述的一种地下水中三氯甲烷的分离装置，其特征在于，还包括回 流管（10)，其一端设置在震荡涌浪池（2)底部，另一端设置在进水管（1)处。3. 根据权利要求1所述的一种地下水中三氯甲烷的分离装置，其特征在于，在震荡涌 浪池（2)的池壁（13)上设置有窗体（12)。4. 根据权利要求1所述的一种地下水中三氯甲烷的分离装置，其特征在于，震荡涌浪 装置平行错位设置。5. 根据权利要求1所述的一种地下水中三氯甲烷的分离装置，其特征在于，震荡涌浪 板（4)在往复杆（3)的作用下做水平往复运动，其有效行程为100~2200毫米。6. 根据权利要求1所述的一种地下水中三氯甲烷的分离装置，其特征在于，喷气喷头 (7)为多孔吹气铝合金喷气喷头。7. 根据权利要求5所述的一种地下水中三氯甲烷的分离装置，其特征在于，震荡涌浪 板（4)的有效行程为400~600毫米。
【专利摘要】本实用新型公开了一种地下水中三氯甲烷的分离装置，包括震荡涌浪池、进水管和出水管，震荡涌浪池被池体隔断分割成多于一个的震荡涌浪甬道，各震荡涌浪甬道平行错位排列，头尾贯通形成S型通道，每个震荡涌浪甬道的一端设有震荡涌浪装置，震荡涌浪装置由震荡涌浪板和往复杆滑动连接组成。在震荡涌浪池底部设有喷气管道，所述喷气管道由喷气主管道和至少一个喷气支管道组成，喷气支管道上设置有至少一个喷气喷头。喷气主管道连通所有喷气支管道，喷气喷头设置于喷气支管道上。还包括一端设置在震荡涌浪池底部，另一端设置在进水管道处的回流管。该装置采用了喷气、震荡涌浪联合处理方式，处理效率高，方便操作。
【IPC分类】C02F1/04, C02F103/06, C02F1/68, C02F101/36, C02F1/34
【公开号】CN204918062
【申请号】CN201520404649
【发明人】梁峙, 梁骁, 马捷
【申请人】徐州工程学院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年6月12日