專利名稱：傳遞設(shè)備和系統(tǒng)及其使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一方面涉及一種用于在高密度流體與低密度流體之間傳遞的傳遞設(shè)備。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于在高密度流體與低密度流體之間傳遞的系統(tǒng)。本發(fā)明的另一方面涉及用于在高密度流體與低密度流體之間傳遞的系統(tǒng)的使用。
背景技術(shù)：
為了促進(jìn)反應(yīng)或物理-化學(xué)處理，本文中統(tǒng)稱為“傳遞(transfer) ”，許多處理需要具有大的表面積的氣液系統(tǒng)。大量應(yīng)用需要兩種流體之間的化學(xué)物質(zhì)傳遞，例如，傳遞可以執(zhí)行來(lái)從液體中除去氣體(去除(stripping))，從混合氣流中除去氣體(分離)以凈化流動(dòng)，將氣體傳遞到液體中以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。其他應(yīng)用中，為了促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，含有一種或多種化學(xué)物質(zhì)的氣體或液體可流經(jīng)催化劑。通常在這種流-流處理中的速率限制要素是反應(yīng)流體之間的接觸表面積。然而， 本發(fā)明的系統(tǒng)適用于使高密度流體與低密度流體反應(yīng)，最典型，用于將液體與氣體反應(yīng)，隨后，本發(fā)明將基于這些說(shuō)明。控制所有其它變量，氣體和液體之間的反應(yīng)或傳遞率是接觸表面積(A)比液體流動(dòng)數(shù)量(體積，V)的比率的函數(shù)，其中，更大的A/V比會(huì)提高反應(yīng)或傳遞率。該流-流處理中另一通常的限制要素是流體互相接觸的時(shí)間。本發(fā)明的系統(tǒng)具有與其它的變量控制接觸時(shí)間的能力，使得在應(yīng)用本系統(tǒng)時(shí)因短接觸時(shí)間不經(jīng)濟(jì)的處理變得經(jīng)濟(jì)。該流-流處理中另一通常的限制要素是大載荷率時(shí)有發(fā)生的液泛(flooding)或氣阻趨勢(shì)。在這些情況下，通過(guò)裝置的流體的流動(dòng)受到氣流體(通常是反向氣流)的阻礙。 因?yàn)楸景l(fā)明中高密度流體和低密度流體的流動(dòng)是分開的，氣阻的趨勢(shì)被大大地消除。目前，有大量的促進(jìn)氣體和液體表面的理想接觸的裝置和設(shè)計(jì)。這種裝置包括例如填料柱(packed columns)、泡巾冒塔盤柱(bubble capped tray columns)、噴霧柱(spray olumns)、發(fā)泡裝置(bubblers)和多級(jí)接觸裝置(stage contactors) 0在現(xiàn)有裝置中，高 A/V比通常由多物理限制而被限制。一種這樣的限制是填料柱中媒介的自身特性越小的媒介產(chǎn)生越高的A/V比，但減小媒介尺寸增加阻塞的危險(xiǎn)和并且增加關(guān)聯(lián)壓頭(head)的損失。在另一種這樣限制的例子中，泡帽塔盤柱、噴霧柱和多級(jí)接觸裝置也受到實(shí)際高度和水力特性的限制。熟知的旋轉(zhuǎn)生物接觸裝置(RBCs)已經(jīng)用于廢水處理中來(lái)提供生物生長(zhǎng)和用于產(chǎn)生的細(xì)菌群的通風(fēng)(aeration)的支持培養(yǎng)基(support medium)。在發(fā)生同步反應(yīng)和由高旋轉(zhuǎn)速度促進(jìn)的情形下，旋轉(zhuǎn)接觸裝置也用于將化學(xué)物質(zhì)與空氣接觸。一種需要大傳遞表面面積的氣/液處理是脫氨?，F(xiàn)存脫氨裝置在含氨溶液PH值降到10以下會(huì)遇到效率和操作問(wèn)題。因此，為保證去除效率，必需添加過(guò)量基；去除完成后， 在排水以前通常需要通過(guò)添加酸來(lái)調(diào)低PH值。現(xiàn)有技術(shù)中需要有一種設(shè)備，該設(shè)備以小流量和相對(duì)高的經(jīng)濟(jì)性促進(jìn)流動(dòng)流體之間的傳遞，而不要求現(xiàn)有液體接觸裝置所需的高度。另外，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種脫氨設(shè)備，利用相對(duì)低的附加能耗，該設(shè)備相比現(xiàn)有裝置可以使液體脫至更低濃度并具有7到9之間的最終PH值，無(wú)需和耗費(fèi)用來(lái)再調(diào)節(jié)廢液的 PH值的附加酸。另外，現(xiàn)有技術(shù)需要一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以解決有效處理幾種不同濃度并行流體流的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除或減輕至少一項(xiàng)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺限。因此，一方面，本發(fā)明提供一種促進(jìn)高密度流體和低密度流體之間的傳遞的傳遞設(shè)備，該設(shè)備包括具有用于接收高密度流體的高密度流體區(qū)域和接收低密度流體的低密度流體區(qū)域的傳遞腔室，其中高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域彼此相鄰；安裝在傳遞腔室內(nèi)的接觸裝置，其至少一部分可在高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)；與傳遞腔室相連來(lái)在低密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第一流動(dòng)的流動(dòng)產(chǎn)生裝置，在高密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第二流動(dòng)的流體控制機(jī)構(gòu)。另一方面，本發(fā)明提供了一種促進(jìn)高密度流體和低密度流體之間的傳遞的傳遞系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)相互流動(dòng)連接的設(shè)備，各個(gè)設(shè)備包括具有接收高密度流體的高密度流體區(qū)域和接收低密度流體的低密度流體區(qū)域的傳遞腔室，其中高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域彼此相鄰；具有高密度流體入口和高密度流體出口的高密度流體區(qū)域和具有低密度流體入口和低密度流體出口的低密度流體區(qū)域；安裝在傳遞腔室內(nèi)的接觸裝置，其至少一部分可在高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)；和與傳遞腔室相連來(lái)在低密度流體區(qū)域中產(chǎn)生流動(dòng)的流動(dòng)產(chǎn)生裝置。另一方面，本發(fā)明提供了一種本傳遞系統(tǒng)從廢水流中去除和/或去除并恢復(fù)氨的使用。另一方面，本發(fā)明提供了一種本發(fā)明的傳遞系統(tǒng)凈化廢水流的使用。另一方面，本發(fā)明提供了一種反應(yīng)裝置，包括接收要反應(yīng)流體的腔室；安裝在腔室內(nèi)并且表面覆蓋用于催化流體反應(yīng)的催化劑的可移動(dòng)接觸裝置。另一方面，本發(fā)明提供一種促進(jìn)位于高密度流體區(qū)中的高密度流體和位于低密度流體區(qū)中的低密度流體之間的傳遞的傳遞設(shè)備，該設(shè)備包括接觸裝置，其至少一部分可在高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)；用于在低密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第一流動(dòng)的流動(dòng)產(chǎn)生裝置，用于在高密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第二流動(dòng)的流體控制機(jī)構(gòu)。另一方面，本發(fā)明提供一種促進(jìn)高密度流體和低密度流體之間的傳遞的傳遞設(shè)備，該設(shè)備包括具有接收高密度流體的高密度流體區(qū)域和接收低密度流體的低密度流體區(qū)域的傳遞腔室，其中高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域彼此相鄰；可旋轉(zhuǎn)地安裝在傳遞腔室內(nèi)的接觸裝置，其至少一部分可在高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)，該接觸裝置包括可操作來(lái)容許流體通過(guò)其流動(dòng)的中心核部，并包括包覆在其外表面形成螺旋的片狀惰性材料，該惰性材料可至少部分地滲透高密度流體和低密度流體中的至少一種；與傳遞腔室連接來(lái)在低密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第一流動(dòng)的風(fēng)扇；和在高密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第二流動(dòng)的電機(jī)。另一方面，本發(fā)明提供一種用于在高密度流體和低密度流體之間傳遞化學(xué)物質(zhì)的處理，包括步驟(i)提供高密度流體和低密度流體；(ii)提供接觸裝置，該接觸裝置的至少一部分可在高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)且其至少一部分可部分地滲透高密度流體和低密度流體中的至少一種；(iii)在低密度流體中產(chǎn)生第一流動(dòng)；(iv)在高密度流體中產(chǎn)生第二流動(dòng)，第二流動(dòng)與第一流動(dòng)方向相反；和(ν)在高低密度流體之間移動(dòng)接觸裝置。另一方面，本發(fā)明提供一種促進(jìn)高密度流體和低密度流體之間的傳遞的傳遞設(shè)備，該設(shè)備包括具有接收高密度流體的高密度流體區(qū)域和接收低密度流體的低密度流體區(qū)域的傳遞腔室，其中高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域彼此相鄰；可旋轉(zhuǎn)地安裝在傳遞腔室內(nèi)的一系列接觸裝置，每個(gè)接觸裝置的至少一部分表面可在高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)，并且至少部分可由高密度流體和低密度流體中的至少一種滲透；與傳遞腔室相連來(lái)在低密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第一流動(dòng)的風(fēng)扇；和在高密度流體區(qū)域中產(chǎn)生第二流動(dòng)的電機(jī)。


本發(fā)明的實(shí)施方式將參照

，其中相同的參考數(shù)字表示相同的部件，其中圖1圖示本發(fā)明傳遞設(shè)備的實(shí)施方式的剖面示意圖；圖2A圖示本發(fā)明傳遞系統(tǒng)的實(shí)施方式的頂視平面示意圖，顯示具有任選附加腔室的流體流動(dòng)；圖2B圖示本發(fā)明傳遞系統(tǒng)的實(shí)施方式的頂視平面示意圖，顯示具有容納循環(huán)氣體的任選附加腔室的氣體流動(dòng)；圖3圖示不具備任選室的圖2A和2B中所示的本傳遞系統(tǒng)的實(shí)施方式前視示意圖；圖4圖示本發(fā)明傳遞系統(tǒng)的實(shí)施方式的頂視平面示意圖，顯示能夠同時(shí)處理不同濃度的流體流的液體流動(dòng)；圖5圖示本發(fā)明傳遞系統(tǒng)的實(shí)施方式的頂視平面示意圖，其中氣體通過(guò)系統(tǒng)循環(huán)；圖6圖示本發(fā)明的傳遞設(shè)備的可替換實(shí)施方式的橫截面?zhèn)纫晥D，包括一系列均包含接觸裝置的流動(dòng)連接腔室；圖7是沿圖6中的線C-C的傳遞設(shè)備的橫截面圖；圖8圖示具有繞著中心圓柱包覆的螺旋的本發(fā)明的傳遞設(shè)備的接觸裝置的另一實(shí)施方式；圖9圖示沒(méi)有螺旋包覆的圖8中傳遞設(shè)備的中心圓柱；
圖10是圖8的傳遞設(shè)備的中心圓柱的一個(gè)實(shí)施方式的圖片；和圖11是封裝在殼體中的圖8的傳遞設(shè)備的頂視照片。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，本發(fā)明的設(shè)備110被顯示。通常，設(shè)備110包括傳遞腔室112，傳遞腔室 112包含相互毗鄰設(shè)置的高密度流體區(qū)域114和低密度流體區(qū)域116。使用中，高密度流體區(qū)域114接收待處理的高密度流體，低密度流體區(qū)域116接收待處理的低密度流體。在本申請(qǐng)的文本中，“已處理的(treated) ”一詞理解為流體已經(jīng)流經(jīng)操作的傳遞設(shè)備或系統(tǒng)，以允許發(fā)生理想傳遞(例如化學(xué)物質(zhì)的)?？蓜?dòng)(例如轉(zhuǎn)動(dòng))接觸裝置118容納在傳遞腔室 112內(nèi)，旋轉(zhuǎn)接觸裝置118的至少一部分可以在高密度區(qū)域114和低密度區(qū)域116之間旋轉(zhuǎn)。在一種實(shí)施方式中，接觸裝置118和傳遞腔室112是分離單元。在另一種替換實(shí)施方式里，接觸裝置118和傳遞腔室112組成包括整體單元，接觸裝置118最好通過(guò)旋轉(zhuǎn)與傳遞腔室112 —起在高低密度區(qū)域之間移動(dòng)。高密度流體的深度最好保持在旋轉(zhuǎn)接觸裝置118的最大濕化表面暴露給低密度流體的水平。旋轉(zhuǎn)接觸裝置118被連續(xù)地濕化，并且從其旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的阻礙(drag)產(chǎn)生高密度流體區(qū)域114中的混合。流動(dòng)產(chǎn)生裝置120連接在傳遞腔室112上，以在低密度流體區(qū)域116中產(chǎn)生第一流動(dòng)(箭頭所示)。流動(dòng)產(chǎn)生裝置120被顯示在傳遞腔室112的外部， 對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其可以定位在傳遞腔室112的內(nèi)部。在使用中，通常為液體且更典型為水的高密度流體，通過(guò)入口 IM注入傳遞腔室 112。為了使闡述清楚，本說(shuō)明書中高密度流體是指液體，而低密度流體是指氣體。但是，必須說(shuō)明的是，這只是本裝置怎樣使用的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其它液-液、氣-液和氣-氣組合也可在本裝置中處理。在典型使用中，液體可以是未處理的飲用水、城市、居民、農(nóng)業(yè)或工業(yè)廢水或雨水。在優(yōu)選實(shí)施方式中，液體入口 IM引入高密度流體區(qū)域114，盡管對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員很明顯，液體入口 1 可以設(shè)置在高密度區(qū)域114上方且液體可通過(guò)重力落下。在使用中，液體可以連續(xù)或間歇地供入傳遞腔室112。當(dāng)設(shè)備110以小尺寸構(gòu)成時(shí)最好間歇地供入。傳遞腔室112還包括高密度流體出口或液體出口 1 來(lái)抽出已處理的液體。盡管這里顯示為對(duì)入口 1 是分離的結(jié)構(gòu)，很明顯單個(gè)入口結(jié)構(gòu)能同時(shí)用作入口和出口。第二流動(dòng)在高密度流體區(qū)域114中產(chǎn)生，其可以是間歇。雖然本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員知曉各種流動(dòng)產(chǎn)生裝置，典型的，當(dāng)高密度流體經(jīng)入口 1 注入傳遞腔室112或從出口 1 排出時(shí)，第二流動(dòng)在高密度流體區(qū)域114中產(chǎn)生。對(duì)于大量負(fù)載的情況下，如果第二流動(dòng)在高密度區(qū)域114和低密度區(qū)域116的界面上在與第一流動(dòng)相反的方向上，設(shè)備的效率會(huì)顯著提高。在高密度流體中的第二流動(dòng)通常由將液體引入裝置的外部裝置提供。液體最好通過(guò)重力在裝置中傳遞。如下所述，設(shè)備110可以形成系統(tǒng)的一部分，包括多個(gè)最好串聯(lián)連接的設(shè)備110。 在設(shè)備110形成為這種系統(tǒng)的一部分的情形下，液體出口 1 可以與后續(xù)設(shè)備流動(dòng)連接，最好是提堰(weir)。同樣，包括多個(gè)串聯(lián)連接的設(shè)備110的設(shè)備110形成系統(tǒng)的一部分，液體入口 IM可以流動(dòng)連接到在前裝置，最好以提堰的形式。
旋轉(zhuǎn)接觸裝置118的特性沒(méi)有特殊限制，其選擇在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。旋轉(zhuǎn)接觸裝置118最好是可滲透氣體的，其中氣體能夠覆蓋和/或穿過(guò)接觸裝置表面的大部分而只有很小的壓頭損失。而且，旋轉(zhuǎn)接觸裝置118的一個(gè)或多個(gè)表面的至少一部分可以被低密度流體部分地滲透。這里使用的詞語(yǔ)部分地滲透包括至少部分表面可被低密度流體滲透的情形和/或至少部分表面可被低密度流體周期性滲透，即低密度流體周期性地滲透接觸裝置的表面的一部分的情形。而且，旋轉(zhuǎn)接觸裝置118的一個(gè)或多個(gè)(最好是全部) 表面最好是可滲透流體的。在一種實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)接觸裝置118包括繞共同的旋轉(zhuǎn)軸130 有間距的平行安裝的多個(gè)圓盤(見(jiàn)圖2和幻或部分圓盤。在該實(shí)施方式中，氣體能夠沿氣流方向從圓盤之間的間距通過(guò)。驅(qū)動(dòng)裝置(未顯示)旋轉(zhuǎn)軸130。在一種實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)接觸裝置118是多孔屏，具有相對(duì)小的氣阻，安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。在另一實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)接觸裝置118是由起泡、壓制、模制(cast)或延展材料制成的構(gòu)件，并設(shè)置有大表面區(qū)域，其對(duì)氣體流動(dòng)具有相對(duì)低阻力。應(yīng)該理解，接觸裝置118可由任意惰性材料制成并且可以以包括可操作來(lái)接觸流體的表面的任意形狀設(shè)置。因此應(yīng)理解為，上述的實(shí)施方式不意味著任何限制，而是用作可使用的不同類型接觸裝置的示例。氣體通過(guò)氣體入口 134供入傳遞腔室112。如上所述，流動(dòng)產(chǎn)生裝置120在氣體內(nèi)產(chǎn)生流動(dòng)。流動(dòng)產(chǎn)生裝置120最好是鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇。傳遞腔室112還具有氣體出口 136。 雖然各種入口和出口已經(jīng)顯示為具體結(jié)構(gòu)，但對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員很明顯，這些口具有雙重或多重功能；例如，入口可以是閥來(lái)間歇性地操作為用于一種流體的入口和另一種流體的出口。在本發(fā)明的設(shè)備的示范性使用中，氣體包含臭氧，且液體為廢水。來(lái)自臭氧源(未顯示)的臭氧通過(guò)氣體入口 134供入傳遞腔室112。流動(dòng)產(chǎn)生裝置120是合適的鼓風(fēng)機(jī)以壓力將臭氧氣體從氣體入口 134強(qiáng)行吹入。臭氧作為強(qiáng)氧化劑以增強(qiáng)顏色和/或化學(xué)需氧量(COD)的移除或降低。傳統(tǒng)的臭氧接觸裝置依賴于將含臭氧的氣體在待處理液體中鼓泡。在臭氧需求量大和臭氧濃度低的情況下，為了滿足臭氧需求，大量的氣體必須鼓泡至系統(tǒng)中。而且，從多個(gè)臭氧源輸出的臭氧與通過(guò)產(chǎn)生裝置的達(dá)到一些裝置最大值的空氣體積成比例。旋轉(zhuǎn)接觸裝置118利用諸如紫外線臭氧產(chǎn)生裝置(未顯示)的低輸出臭氧源促進(jìn)水的臭氧化。對(duì)于給定廢水，當(dāng)用本發(fā)明的設(shè)備處理時(shí)，COD和脫色的程度可以是一個(gè)或多個(gè)通過(guò)旋轉(zhuǎn)接觸裝置的臭氧的數(shù)量、旋轉(zhuǎn)接觸裝置的表面積、旋轉(zhuǎn)接觸裝置的轉(zhuǎn)速、時(shí)間、 液體特性和溫度的函數(shù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，當(dāng)臭氧表示引入接觸裝置的反應(yīng)氣體時(shí)，其它氣體可被同時(shí)引入?？商鎿Q的，通過(guò)給接觸氣體提供低于從液體中的氣體產(chǎn)生的平衡分壓的待去除氣體的分壓，接觸裝置可用來(lái)從液體中分離出氣體。例如，如表2所示，通過(guò)應(yīng)用該原理，二氧化碳或弱酸可以從廢水中去除。在一定條件下，這將使PH值升高從而使氨更容易地去除。參照?qǐng)D2A、2B和圖3，其示意性地顯示本發(fā)明的實(shí)施方式的系統(tǒng)210。在該實(shí)施方式中。在該實(shí)施方式中，第一實(shí)施方案中相同的部件在這里以200編號(hào)，然而，當(dāng)同一數(shù)字出現(xiàn)在第二和第三位數(shù)字時(shí)，它們表示與第一實(shí)施方式中具有相同數(shù)字的部件對(duì)應(yīng)的部件。參照?qǐng)D2A和2B，系統(tǒng)210包括多個(gè)串聯(lián)流動(dòng)連接的腔室21h、212b、212c和212d。進(jìn)一步任選的腔室21 也被顯示。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯，為了執(zhí)行區(qū)分處理，后繼腔室或系統(tǒng)可以連接到在前或在后的本發(fā)明的系統(tǒng)上。換句話說(shuō)，無(wú)論高密度流體還是低密度流體，可以選擇性地流到用于新處理的新的腔室或系統(tǒng)。如圖2A和 2B所示，在優(yōu)選配置中，腔室21 從最后(根據(jù)氣流)腔室21 接收氣流(非液體)。在所示實(shí)施方式中，任選的腔室21 也向“第一”腔室212d供入氣流，氣體由諸如連接氣體出口 236和氣體入口 234b的管子或管道的裝置通過(guò)系統(tǒng)210再循環(huán)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，該循環(huán)可以憑借任意合適硬件，并在本文圖示為虛線路徑。在脫氨和吸收中，典型的，該腔室21 可以包含吸收劑/反應(yīng)劑(如酸性溶液或離子交換物)。吸收劑/反應(yīng)劑可在連續(xù)或間歇排出，以作進(jìn)一步處理或存儲(chǔ)。在吸收劑/反應(yīng)劑排出或消耗的情形下，必須補(bǔ)充腔室21加。串聯(lián)連接的傳遞腔室212的數(shù)量沒(méi)有特別限制，處于根據(jù)流體處理需求的本領(lǐng)域的技術(shù)人員的選擇范圍中。如上所述和圖3所示，每個(gè)腔室212包括高密度流體區(qū)域214、 低密度流體區(qū)域216以及旋轉(zhuǎn)接觸裝置218a、218b、218c和218d，這里顯示為繞公共軸230 旋轉(zhuǎn)的三個(gè)圓盤。在每個(gè)腔室212的低密度流體區(qū)域216中，流動(dòng)產(chǎn)生裝置220a (或包含吸收劑的任選室21 被包括的可選220b)產(chǎn)生流動(dòng)流。在優(yōu)選實(shí)施方式中，傳遞腔室212a、 212b,212c和212d是大殼體212的分隔室。利用由多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置操作的接觸裝置或驅(qū)動(dòng)所有接觸裝置移動(dòng)的單個(gè)裝置，高容量操作可以構(gòu)成為使得傳遞腔室21h、212b、212c和 212d線性串聯(lián)。如圖2A箭頭所示的液體流入系統(tǒng)210的第一傳遞腔室212a。如圖2A中的箭頭所示，液體依次流經(jīng)傳遞腔室21h、212b、212c和212d，每個(gè)腔室具有液體入口和液體出口。最好是，用來(lái)在腔室21h、212b、212c和212d之間使高濃度流體傳遞的機(jī)構(gòu)防止相鄰腔室之間的回混。分隔室之間互相流動(dòng)連接的止回閥(check valve)或利用逐漸降級(jí)的提堰是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的方式。最好是，傳遞腔室212通過(guò)提堰223a、22!3b和223c連接。提堰223通過(guò)“切除”公共壁22如、22釙和225c中一個(gè)的一部分形成。通常，切口位于壁225 的一端，并從殼體221的頂部延伸到液體的最低理想濃度。如圖2A所示，傳遞腔室212b和 212c有一對(duì)提堰，一個(gè)操作為液體入口和另一個(gè)操作為液體出口。最好是，單個(gè)傳遞腔室的液體入口和液體出口提堰將設(shè)置在腔室的相對(duì)端。當(dāng)高容量操作構(gòu)成為使傳遞腔室212a、 212b、212c和212d成線性串聯(lián)時(shí)，對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員很明顯，水壓補(bǔ)償會(huì)導(dǎo)致回混和/ 或短路不需要特別關(guān)注和分隔室之間的無(wú)障礙流動(dòng)適宜的情形。系統(tǒng)210可以連續(xù)運(yùn)行，例如，液體連續(xù)供入系統(tǒng)210(取決于傳遞腔室的數(shù)量的假擬活塞流情形)，或間歇地供入(其中半批量動(dòng)力(semi-batch kinetic)情形存在)。特別是，對(duì)于半批量操作，待處理液體從液體入口 2M供入第一傳遞腔室21加。在間歇液體供應(yīng)時(shí)，沒(méi)有必要為連續(xù)運(yùn)行而停止旋轉(zhuǎn)接觸裝置118。由于液體體積的增加使壓頭增加，液體然后經(jīng)過(guò)提堰223依次從腔室傳遞到腔室。相似地，最后傳遞腔室212d內(nèi)一些已處理的液體通過(guò)液體出口 2 恢復(fù)。最好是，液體出口 2 被設(shè)置以接收基本上與通過(guò)液體入口 224供入第一傳遞腔室21 的液體體積對(duì)應(yīng)的一些已處理的液體。氣體通過(guò)氣體入口 234供入系統(tǒng)，最好是在來(lái)自流動(dòng)產(chǎn)生裝置220的壓力下，可替換地，由220b經(jīng)氣體入口 234b，其中腔室21 包含吸收劑/反應(yīng)劑，最好是進(jìn)入最后一個(gè)或最下游的傳遞腔室(顯然，該傳遞腔室容納大部分已處理的液體)。如圖2B的箭頭所示，氣體然后沿與液體流動(dòng)相反的方向依次通過(guò)提堰223。最好是，氣體將流經(jīng)“切口”提堰223a,223b 和 223c。根據(jù)上文關(guān)于本發(fā)明的設(shè)備的描述，本發(fā)明的系統(tǒng)可用于利用臭氧來(lái)處理廢水。 臭氧通過(guò)氣體入口 234注入系統(tǒng)210。最好是，空氣和臭氧注入最后一個(gè)腔室212d?？諝夂统粞踝詈檬峭ㄟ^(guò)鼓風(fēng)機(jī)引入，通過(guò)臭氧產(chǎn)生裝置經(jīng)過(guò)空氣或氧氣。可替換地，通過(guò)提供具有小于液體中氣體產(chǎn)生的平衡壓力的待去除氣體的分壓力的接觸空氣，接觸裝置可以用來(lái)從液體里抽出氣體。例如，如表2所示，二氧化碳或弱酸通過(guò)應(yīng)用本原理可以從廢水中去除。 在某些情況下，這會(huì)導(dǎo)致PH值升高。參照?qǐng)D4，本發(fā)明的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式被顯示。這里，對(duì)應(yīng)部件以300編號(hào)。該圖顯示液體的流動(dòng)。在這種實(shí)施方式下，旁路液體入口 338a和338b被設(shè)置，允許系統(tǒng)310 部分地并行運(yùn)行。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯，旁路入口位置無(wú)需嚴(yán)格限制。旁路入口 338最好裝閥，系統(tǒng)根據(jù)處理目標(biāo)既可連續(xù)運(yùn)行又可部分地并行運(yùn)行。特別是，對(duì)于不同濃度的兩種或多種液體，或者不同的流速，濃度最高的液體從液體入口 3M供入第一(上游)分隔室。次高濃度液體從旁路液體入口閥338a供入下游分隔室，下游分隔室部分地接收來(lái)自上游分隔室的與低濃度液體的濃度基本相同的已處理的液體。通過(guò)調(diào)整入口的位置和傳遞腔室的數(shù)量和大小，可以把裝置的負(fù)荷調(diào)整為對(duì)問(wèn)題液體最有效的結(jié)構(gòu)。對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯反應(yīng)物質(zhì)也能夠在適宜的中間點(diǎn)引入或抽出。參照?qǐng)D5，本發(fā)明的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式也被顯示。這里，對(duì)應(yīng)部件用400編號(hào)。 該圖顯示氣體的流動(dòng)。在該實(shí)施方式中，已處理的氣體從其進(jìn)入的最后腔室經(jīng)過(guò)循環(huán)管440到第一腔室Gl2d)循環(huán)。本發(fā)明的這一方面可以由教導(dǎo)的本發(fā)明的其它方面組合。同時(shí)，如前所述，氣體可以通過(guò)任選吸收室再循環(huán)。本發(fā)明的替代實(shí)施方式如圖6和7所示。替代實(shí)施方式的裝置起到與上述相同的方式的功能，同時(shí)具有不同的物理實(shí)施?？傮w上，這種替代實(shí)施方式中，傳遞設(shè)備由一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)連接的腔室組成，每個(gè)腔室內(nèi)均包含接觸裝置。腔室或一系列腔室懸浮或以其他方式吊在裝有高密度流體和高密度流體的容器內(nèi)。轉(zhuǎn)到圖6，傳遞設(shè)備一般用數(shù)字510表示，包括一系列流體腔室512。在流體腔室512中定位有高密度流體區(qū)域514和低密度流體區(qū)域516。高密度流體514傳輸?shù)礁髑皇?12，且腔室512旋轉(zhuǎn)使得腔室內(nèi)部的接觸裝置518 穿過(guò)高密度流體514，接觸裝置表面因此連續(xù)地被高密度流體覆蓋。伴隨腔室旋轉(zhuǎn)，低密度流體516沿箭頭A的方向流過(guò)腔室，允許接觸裝置表面覆蓋的高密度流體與低密度流體516 之間的預(yù)期的相互作用。腔室512可以構(gòu)成為使高密度流體通過(guò)內(nèi)提堰515并逐漸從一個(gè)腔室向后續(xù)的腔室傳遞，從而產(chǎn)生級(jí)聯(lián)的效果，其中高密度流體的組分將逐步變化。可替代地，腔室512可以構(gòu)成為使腔室512的每次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生泵的作用，其中預(yù)定量的高密度流體流入和流出特定腔室512。可替代地，在水壓條件減弱回混的情形下無(wú)需提堰。腔室內(nèi)的接觸裝置518可以是前述任一材料或可替代地由下述一種構(gòu)成(1)用穿孔薄惰性片狀材料卷繞自身形成螺旋，每卷和相鄰卷通過(guò)間隔器相分離，最好由諸如穿孔薄惰性片材的脊或節(jié)點(diǎn)的變形生成，后文將詳細(xì)說(shuō)明。( 和上述相似的圓盤并延伸到腔室的外壁，可替代地，圓盤還可以在圓盤的中心附近和靠近鄰近圓盤的周界穿孔，使低密度流體徑向通過(guò)圓盤表面，并且交替流入和流出；和C3)包括任意具有高的表面積和體積比的媒體的填充媒體，比值越高越好，然而，應(yīng)理解，每個(gè)系統(tǒng)都有限制，其中高的表面積和體積比會(huì)導(dǎo)致由堵塞或氣/液滯留效應(yīng)產(chǎn)生的性能降低。如上所述，圖6表示包含可操作來(lái)旋轉(zhuǎn)的接觸裝置518的腔室512的實(shí)施方式。設(shè)備510設(shè)計(jì)成最好包含氨溶液的密閉箱體。如圖6和7所示，設(shè)備510包括位于裝置一端中心的風(fēng)扇517，用作低密度流體流動(dòng)的動(dòng)力，即流動(dòng)產(chǎn)生裝置。腔室512由位于系列腔室 512相同端的電機(jī)519旋轉(zhuǎn)。當(dāng)一系列腔室512旋轉(zhuǎn)時(shí)，供應(yīng)裝置或凹進(jìn)(scoop) 523拾取一些高密度流體，然后這些液體在其旋轉(zhuǎn)時(shí)依次流過(guò)腔室512。低密度流體通過(guò)傳遞裝置521 沿箭頭A的方向旁通設(shè)備的一部分進(jìn)入腔室512包含的區(qū)域，其可以是圖6和7所示的供應(yīng)或返回管，或可操作來(lái)允許液體流動(dòng)的相似裝置，并返回腔室一端的含有酸/吸收劑-反應(yīng)劑的腔室和接觸裝置，接觸裝置允許酸從低密度流體中分離出氨，低密度流體然后通過(guò)裝置來(lái)分離出更多的氨。這與圖2b中的管子236功能相同。應(yīng)理解為前述供應(yīng)裝置或凹進(jìn)523是任選裝置，供應(yīng)裝置或凹進(jìn)可以被包括來(lái)協(xié)助高密度流體從高密度區(qū)域傳遞到接觸裝置的傳遞。然而，接觸裝置可以不包括供應(yīng)裝置或凹進(jìn)，以及高密度流體可以通過(guò)任何合適的泵裝置或機(jī)構(gòu)在高密度流體區(qū)域和接觸裝置之間傳遞。在這里描述的實(shí)施方式中，接觸裝置118的移動(dòng)被描述成旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。在圖示的實(shí)施方式中和提供的說(shuō)明中，接觸裝置可操作地旋轉(zhuǎn)完整的360°。然而，應(yīng)理解為本文所述的實(shí)施方式中，接觸裝置無(wú)需可操作來(lái)旋轉(zhuǎn)完整的360°或者可操作來(lái)旋轉(zhuǎn)360°，但在實(shí)際運(yùn)行中只旋轉(zhuǎn)全部旋轉(zhuǎn)量的一部分。也應(yīng)理解，接觸裝置的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)應(yīng)該允許接觸裝置移動(dòng)來(lái)使至少部分表面周期性與高低密度流體中至少一種接觸。接觸裝置的部分轉(zhuǎn)動(dòng)，比如在高密度區(qū)域內(nèi)，可以使有足夠的流體與接觸裝置的表面接觸，因此不必完全旋轉(zhuǎn)。另一種可替代具體實(shí)施方式
在圖8到11中顯示。在這種實(shí)施方式中，流體傳遞設(shè)備一般用數(shù)字610表示。這種設(shè)備包括核心單元611，該核心單元611包括由中空中心圓柱 613和惰性螺旋片615，其一起形成接觸裝置618。如圖9所示，中心圓柱613在每一端沿中心軸打孔以方便高低密度流體，即氣體和液體，進(jìn)入和排出。如圖8和10所示，惰性螺旋片615包括在螺旋片615卷繞中心圓柱613 時(shí)保持相鄰螺旋之間分開的間隔器617。間隔器617可一體形成在片615的表面內(nèi)，并可以是片材中凸起的不連續(xù)表面， 最好由諸如穿孔惰性片材中的脊或節(jié)點(diǎn)變形產(chǎn)生?？商鎿Q地，間隔器617可以是一個(gè)或幾個(gè)預(yù)定厚度的分離窄帶材，其與螺旋同時(shí)卷繞來(lái)保持相鄰片615之間理想的分離。如此形成的柱狀螺旋在側(cè)部619，即由螺旋卷繞產(chǎn)生的輥的螺旋部的端部，由密封圈或端蓋封閉， 以阻止高密度流體或低密度流體流過(guò)。上述卷繞的結(jié)果是從螺旋外部的薄惰性片的端部開始、在螺旋內(nèi)部的薄惰性片的端部結(jié)束的密封螺旋通道形成。如上所述，中心圓柱613沿惰性螺旋片附接圓柱的表面的長(zhǎng)度的部分打孔，見(jiàn)圖9 中數(shù)字621。卷繞可以由單片或多片(有多個(gè)附接點(diǎn))組成，其產(chǎn)生嵌套螺旋。在圖示實(shí)施方式中，螺旋卷繞不覆蓋中心圓柱的整個(gè)長(zhǎng)度，中心圓柱在每一端突出螺旋，詳見(jiàn)圖8。在另一種實(shí)施方式中，接觸裝置可以通過(guò)使用半滲透螺旋卷繞獲得，從中，由于螺旋卷繞的兩端都被連續(xù)地濕潤(rùn)，相關(guān)的“滲透(we印ing)”允許A/V比有效地翻倍。如圖11所示，在安裝時(shí)，接觸裝置618被懸掛在含有高密度流體的箱體或氣密殼體621內(nèi)。接觸裝置被安置為使得在旋轉(zhuǎn)時(shí)螺旋卷繞的開口外端浸入靠近接觸裝置618底部的高密度流體里且一部分高密度流體進(jìn)入接觸裝置618。卷繞的前緣、即開口外端接觸液體，并用作因先前旋轉(zhuǎn)菌起由液體量限定的體積(凹部體積)泵入中心腔室的泵?？商娲兀幌盗邪疾靠梢詮那岸搜由煲岳妹看涡D(zhuǎn)向螺旋載入預(yù)定量的高密度流體。連續(xù)旋轉(zhuǎn)致使一系列的高密度流體舀起進(jìn)入接觸裝置618的內(nèi)部與并且處于與接觸裝置618的表面接觸的處理。凹部體積結(jié)合旋轉(zhuǎn)速率決定著泵出率。同時(shí)，低密度流體引入螺旋中心并通過(guò)密封的螺旋腔，直到其在螺旋的周邊流出。這樣，低密度流體流過(guò)接觸裝置表面，逐漸與高密度流體接觸，允許覆蓋接觸裝置的高密度流體和低密度流體之間預(yù)期地相互作用。每次旋轉(zhuǎn)不能加入過(guò)量的高密度流體，因?yàn)檫@樣會(huì)淹沒(méi)分隔室并導(dǎo)致氣流阻塞，這一點(diǎn)很重要。當(dāng)高密度流體到達(dá)核心611的中心時(shí)，它流向包含合適裝置的收集裝置，以允許高密度流體流出裝置而不造成低密度流體的損失。高密度流體由中心核心內(nèi)的內(nèi)環(huán)阻止流入氣體入口部。通過(guò)調(diào)整液體泵出率和圓柱613的轉(zhuǎn)速，被淹沒(méi)的各圓柱的卷繞的比例能夠被控制，同樣能夠控制液體在裝置內(nèi)的時(shí)間(HRT)。氣體(空氣)從中心圓柱一端強(qiáng)制引入并通過(guò)卷繞從中心流動(dòng)，且從旋轉(zhuǎn)螺旋卷繞的前緣流出。氣流率是一個(gè)可控變量。氣體通過(guò)連接到殼體的管道(一般靠近頂部) 流出殼體，這樣形成并行氣液流動(dòng)系統(tǒng)，這是對(duì)大量傳遞最有效的配置。液體流動(dòng)具有活塞流裝置的特性，這又是一種最有效的反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)。A/V比是卷繞材料的卷繞數(shù)量、螺旋卷繞的表面粗糙度和每個(gè)卷繞淹沒(méi)深度的分?jǐn)?shù)的函數(shù)，每個(gè)卷繞淹沒(méi)深度的部分的高度是轉(zhuǎn)速、液體裝載率和螺旋圓柱長(zhǎng)度的函數(shù)。氣密封殼體621可以是任意形狀，但在圖示的實(shí)施方式中是具有氣液密封端蓋的中空?qǐng)A柱。圓柱覆蓋螺旋卷繞的部分在每端由氣密封623與端部分離。氣密封將殼體分成三部分進(jìn)氣部625、包含核心且用作液體裝載部的中心腔室627和已處理的液體部629。驅(qū)動(dòng)裝置631包括由旋轉(zhuǎn)核心單元、即包含螺旋片617的中心圓柱的裝置。驅(qū)動(dòng)裝置631可采用連接到中心圓柱的端部、或連接到通過(guò)中心圓柱的軸的外部電機(jī)的形式， 或者中心圓柱可以被構(gòu)成為具有附接的合適動(dòng)力源的電或液壓驅(qū)動(dòng)單元。供應(yīng)系統(tǒng)633由預(yù)處理系統(tǒng)，如果需要，和泵635構(gòu)成，以將準(zhǔn)備的液體送入中心腔室，通常送入腔室的底部。氣體系統(tǒng)由動(dòng)力裝置657構(gòu)成，動(dòng)力裝置657強(qiáng)制氣體進(jìn)入氣體入口部，從這里氣體通過(guò)圓柱壁上或圓柱端部的孔/縫隙659進(jìn)入中空中心圓柱。已處理的液體部661由與氣體進(jìn)入圓柱相對(duì)的中心圓柱的端部和包含液體存儲(chǔ)池663和氣體收集裝置665的伸展部構(gòu)成。另一種可替代實(shí)施方式(未顯示)涉及圖8-11所示的螺旋抽吸配置和圖6所示的0052-0065描述的具有液體流動(dòng)結(jié)構(gòu)的裝置的組合。在這種結(jié)構(gòu)中，螺旋的側(cè)部形成對(duì)高密度流體的阻擋，但沒(méi)有像在52中描述的密封，而是包含讓低密度流體沿平行于中心軸的方向，而不垂直于中心軸的方向通過(guò)螺旋橫向流動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)獲得單個(gè)分隔室里的高密度流體的柱塞流(Plug flow)特性，但不適用于低密度流體。在一些條件下，這是一種更經(jīng)濟(jì)的配置。質(zhì)量傳遞動(dòng)力學(xué)允許如上所述的通常操作上的一些變化。
去除含待除氣體的準(zhǔn)備液體被泵入中心部分。攜帶氣體被強(qiáng)制通過(guò)與液體接觸的螺旋并通過(guò)應(yīng)用亨利定律除去氣體。氣體導(dǎo)出螺旋接觸裝置以待進(jìn)一步處理。吸收除了含待吸收物質(zhì)的氣體代替攜帶氣體和吸收液體代替含待去除氣體的液體之外，該操作與去除操作相同。具有慢化學(xué)反應(yīng)的吸收該操作可以與吸收操作同樣方式進(jìn)行，不同點(diǎn)是吸收液中的化學(xué)反應(yīng)可以決定操作速率。具有快速化學(xué)反應(yīng)吸收該操作可以與吸收操作同樣方式進(jìn)行?？商娲兀瑲怏w和液體流動(dòng)可以并流，因?yàn)榭焖俜磻?yīng)消除了逆流的優(yōu)勢(shì)。具有快速反應(yīng)的去除和吸收由氣封隔開的兩個(gè)螺旋可以構(gòu)成在同一中心核心上，并操作為使得去除氣體引入吸收部分的殼體，這里其與吸收反應(yīng)液體同流向流動(dòng)。這允許氣體入口部具有雙重功能，即具有吸收和快速反應(yīng)的螺旋接觸裝置以及氣體入口部。催化接觸裝置螺旋卷繞的表面的一側(cè)或兩側(cè)可以覆蓋有催化材料，以便當(dāng)液體通過(guò)由螺旋旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的連續(xù)泵起的表面反應(yīng)被催化，和/或氣體由螺旋下面的催化劑催化。在液體催化的情形中，氣流流動(dòng)由化學(xué)反應(yīng)需要確定選擇?？商娲?，氣體可以通過(guò)涂覆的螺旋和催化反應(yīng)被產(chǎn)生以及液體流動(dòng)根據(jù)反應(yīng)需求選擇。當(dāng)螺旋表面的下面覆蓋催化劑且氣體通過(guò)該表面被催化時(shí)，催化過(guò)的氣體于是可以與由螺旋接觸裝置通過(guò)其旋轉(zhuǎn)泵起的液體反應(yīng)。替代操作如果待處理液體被泵入螺旋的中心且螺旋沿與螺旋卷繞方向相同的方向旋轉(zhuǎn)，液體將從螺旋的內(nèi)部向外部流動(dòng)。氣體流動(dòng)于是可以并流或逆流，這取決于氣體是裝置的中心引入還是外周引入。這種裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)真正的柱塞流，其中高密度流體在流向裝置的中心時(shí)回混程度最低。在許多情況下，這將產(chǎn)生很高的處理效率。通過(guò)控制組成螺旋的卷繞的數(shù)量和轉(zhuǎn)速，可以控制高密度流體和循環(huán)的低密度流體之間的接觸時(shí)間。在上述實(shí)施方式中，高密度流體和低密度流體通過(guò)螺旋從相對(duì)端流入，即具有逆向流。在替代實(shí)施方式中， 高低密度流體均可從相同的位置流入螺旋卷繞。然而，最好是上述的實(shí)施方式。在上述的每種裝置中，低密度流體可以用作去除流體，其可以是廢棄的或可以通過(guò)單獨(dú)的接觸裝置再生，以使低密度流體循環(huán)和關(guān)于低密度流體的閉合系統(tǒng)被產(chǎn)生?？商娲模诟呙芏攘黧w用作吸收劑的情形下，其可以接著通過(guò)再生裝置并根據(jù)選擇的處理狀況再循環(huán)。本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是，其允許濃流體在時(shí)間上而非空間上處理。這給設(shè)計(jì)者/操作者以足夠的靈活性來(lái)控制裝置的輸入和輸出，這在傳統(tǒng)方法里難以獲得。比如，當(dāng)應(yīng)用到脫氨處理時(shí)，保持時(shí)間和PH值可以調(diào)整，以使流出裝置的水的PH值在正常排放限度內(nèi)，而不需要附加處理來(lái)在去除后下調(diào)PH值。使用傳統(tǒng)的處理達(dá)到這點(diǎn)非常困難。本發(fā)明的該實(shí)施方式的系統(tǒng)的優(yōu)選應(yīng)用來(lái)從廢水流中去除和恢復(fù)氨。對(duì)于去除氨，去除率是氨在氣相中的分?jǐn)?shù)的函數(shù)，其取決于PH值和溫度。氣相中氨的平衡分?jǐn)?shù)可由下式表示[冊(cè)3] + 二 / 二-所+1) [廁3] +[廁 4+]
這里，pKa= 0.09018+2729. 92/T 且 T=環(huán)境開氏水溫(K = °C+273. 6)。這一關(guān)系顯示在低PH值時(shí)，氨大部分被電離，而在高PH值時(shí)，氨大部分處于未電離狀態(tài)。比如20°C 和PH= 1值時(shí)，f = 4Χ1(Γ9，而在PH = 10和12時(shí)，f分別等于0. 8和0. 997。在系統(tǒng)測(cè)試的情形下，可以發(fā)現(xiàn)，脫氨率隨轉(zhuǎn)速達(dá)到約12-15轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)而增加，其后，隨著rpm 的增加而增加的去除率對(duì)測(cè)試物質(zhì)(3gN/L，穩(wěn)定氣流)大幅下降。然而，應(yīng)理解為裝置轉(zhuǎn)速可以以速度低于12或高于15運(yùn)行，這由裝置運(yùn)行的環(huán)境決定。上述范圍只是推薦運(yùn)行范圍，并不意味著對(duì)范圍的限制。從上可知，例如，氨的去除/吸收率和氨可以被去除的程度至少是以下幾個(gè)變量的函數(shù)(i)待處理廢水和使用的吸收劑的類型；(ii)待處理廢水的PH值和堿度，以及如果存在的吸收劑的PH值；(iii)用來(lái)控制廢水PH值的機(jī)構(gòu)/添加劑；(iv)被處理廢水的溫度；(ν)處理裝置內(nèi)廢水的HRT ； (vi)處理裝置中媒介的可濕潤(rùn)表面積；(vii)處理裝置內(nèi)循環(huán)的空氣量；(viii)處理裝置的縱橫比(截面面積/長(zhǎng)度)和處理裝置的結(jié)構(gòu)；和(ix) 媒介周期性浸入廢水的速率。對(duì)于期望恢復(fù)被去除的氨的脫氨操作，含氨氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)接觸裝置(對(duì)小尺度單元最好在同一驅(qū)動(dòng)裝置上)并浸入最好PH值低于4的酸浴(即高濃度液體是酸溶液)中， 也就是說(shuō)圖2A和2B所示適宜地可選腔室21 可用來(lái)滿足該目的。上述操作的同時(shí)，含氨氣體強(qiáng)制通過(guò)接觸裝置表面。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員知道，當(dāng)用酸作吸收劑時(shí)，其通常有利于確保其即沒(méi)有過(guò)度吸濕性，也不會(huì)具有高蒸發(fā)壓力，從而避免這種情形可能發(fā)生的過(guò)度稀釋或蒸發(fā)。對(duì)于熟悉反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的人來(lái)說(shuō)，很明顯不同流的流率和反應(yīng)分隔室的尺寸可調(diào)整為適于給定濃度和體積。本裝置的另一特點(diǎn)是可以控制反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)和操作以及添入含氨液體的基本當(dāng)量，以使反應(yīng)裝置內(nèi)的PH值足夠用于去除并且使反應(yīng)裝置出流的PH值在7 和9之間，并且在進(jìn)一步處理或排放前不需要酸添加劑來(lái)調(diào)整出流的PH值。絕緣的本發(fā)明的設(shè)備或系統(tǒng)可以消除來(lái)自寒冷環(huán)境的溫度影響。去除氣體的再循環(huán)也會(huì)減弱低溫的負(fù)面影響。脫氨和酸吸收的實(shí)施例可看作無(wú)反應(yīng)接觸和快速反應(yīng)接觸。除了已經(jīng)說(shuō)明的那些具體處理外，大量其它處理可以使用本發(fā)明的系統(tǒng)。這些處理包括吸收伴隨或不伴隨慢反應(yīng)這種運(yùn)行與去除運(yùn)行相反且含待吸收的物質(zhì)的氣體要通過(guò)吸收液。運(yùn)行率由達(dá)到化學(xué)反應(yīng)的速度的吸收率決定，以使其控制處理。催化反應(yīng)裝置當(dāng)液體通過(guò)表面和/或圓盤上的催化劑催化與氣體的反應(yīng)時(shí)(例如半導(dǎo)體包覆圓盤可以暴露在空氣和紫外光照射來(lái)產(chǎn)生氧化劑)，媒介表面可以包覆催化材料來(lái)催化反應(yīng)或者產(chǎn)生氧化劑。在液體催化劑的情形下，氣流可隨意選擇和由需要的化學(xué)反應(yīng)決定。氧化本裝置的優(yōu)選實(shí)施方式是提供一種與諸如臭氧或紫外光以及液體催化劑的氧化劑接觸的裝置。諸如鼓泡和抽吸裝置的臭氧與液體接觸的普通方法能量較密集，在處理高臭氧需求和低濃度臭氧源時(shí)效率變得很低。RTD可以用作旋轉(zhuǎn)膜式氧化劑(rotating film oxi dizer)，并擁有許多優(yōu)點(diǎn)。臭氧處理的效果是A/V、轉(zhuǎn)速、溫度和臭氧濃度的函數(shù)。組合處理本裝置的優(yōu)選實(shí)施方式是提供能夠在相同的裝置內(nèi)，在反應(yīng)裝置的一系列初始段內(nèi)從含氨液體中去除氨、臭氧化脫氨液體并隨后生物處理臭氧化液體。而且，對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯，一種或多種待處理流體可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)處理系統(tǒng)循環(huán)。從上面敘述中可清楚地知曉，本發(fā)明提供了一種可以使氨從多種廢水中去除出來(lái)而無(wú)需如通常一樣添加附加化學(xué)物質(zhì)來(lái)調(diào)整PH值的裝置。這產(chǎn)生了無(wú)需附加化學(xué)物質(zhì)的附加益處，從而減少在處理中使用化學(xué)物質(zhì)并降低成本。另一處理裝置可以在一系列傳遞腔室212、312或412之前或之后形成部分系統(tǒng) 210,310或410。例如，在廢水處理中，水可以在通過(guò)一系列傳遞腔室212、312或412之前在反應(yīng)裝置(未顯示)中作厭氧和/或需氧處理。廢水也可以緊接著排出最后腔室212d、 312d或412d后處理。表1顯示了用與圖2b中相似的裝置處理居民廢水獲得的結(jié)果，裝置改成包括7個(gè)腔室。本發(fā)明還提供了本文中說(shuō)明的傳遞設(shè)備的使用方法，來(lái)促進(jìn)二氧化碳、自然產(chǎn)生的氣體和從廢水溶液進(jìn)入攜帶氣體的的弱酸中的至少一種作為調(diào)節(jié)PH值的手段的傳遞。 PH值最好調(diào)整到大約7到大約10之間。PH值可以用上述方法或附加PH調(diào)節(jié)化學(xué)物質(zhì)來(lái)調(diào)整。雖然本發(fā)明已經(jīng)參照?qǐng)D示實(shí)施方式和實(shí)施例做了說(shuō)明，但本說(shuō)明是不想產(chǎn)生一種限制的感覺(jué)。因此，通過(guò)參照本說(shuō)明書，各種圖示實(shí)施方式的修改以及其它的本發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)。因此，后附權(quán)利要求將涵蓋任何這種修改和實(shí)施方式。表權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)高密度流體和低密度流體之間的傳遞的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括多個(gè)相互流動(dòng)連接的傳遞腔室，各腔室包括接收所述高密度流體的高密度流體區(qū)域和接收所述低密度流體的低密度流體區(qū)域，其中所述高密度流體區(qū)域和所述低密度流體區(qū)域彼此相鄰；所述高密度流體區(qū)域具有高密度流體入口和高密度流體出口，且所述低密度流體區(qū)域具有低密度流體入口和低密度流體出口 ；安裝在各傳遞腔室內(nèi)的接觸裝置，其至少一部分可在所述高密度流體區(qū)域和所述低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)；和與所述傳遞腔室相連、用于在所述低密度流體區(qū)域中產(chǎn)生流動(dòng)的流動(dòng)產(chǎn)生裝置；其中，所述高密度流體被構(gòu)造成通過(guò)相鄰的傳遞腔室逆流所述低密度流體且所述低密度流體大致上完全地通過(guò)所述系統(tǒng)再循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述低密度流體是氣體。
3.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述高密度流體是液體。
4.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述高密度流體區(qū)域包含分離器或者流體分離分隔室，使得多于一種的高密度流體可以被包含在相同的裝置中，從而允許多于一種的化學(xué)物質(zhì)通過(guò)物質(zhì)傳遞而被影響。
5.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動(dòng)接觸裝置至少可部分地被所述低密度流體滲透。
6.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動(dòng)接觸裝置具有流體可滲透表面和/或流體可潤(rùn)濕表面。
7.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述高密度流體連續(xù)地通過(guò)所述腔室。
8.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述高密度流體成批地通過(guò)所述腔室。
9.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)腔室的出口用作另一個(gè)腔室的入口。
10.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸裝置附裝到所述傳遞腔室且所述傳遞腔室的轉(zhuǎn)動(dòng)使得所述高密度流體周期性地與所述接觸器表面的重要部分接 觸。
11.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸裝置包括至少一個(gè)卷繞中心核心的螺旋片，且所述中心核心在重疊螺旋片層之間具有間隔器。
12.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述螺旋片可半滲透。
13.如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述螺旋片在外前緣限定開口以與所述高密度和低密度流體中的至少一種接觸。
14.如權(quán)利要求11所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述螺旋片包括與其連接的供應(yīng)裝置，所述供給裝置可操作以與所述高密度和低密度流體中的至少一種接觸并將所述流體供應(yīng)到所述開口。
15.如權(quán)利要求11所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，所述中心核心包括至少一個(gè)孔，用于所述中心核心和所述螺旋片之間的所述高密度和低密度流體中至少一種的通過(guò)。
16.如權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的傳遞系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)所述傳遞腔室具有流體旁通入口以使得所述系統(tǒng)部分地平行操作。
17.—種如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)的使用方法，用來(lái)從廢水流中去除和/或恢復(fù)氨。
18.—種如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)的使用方法，用來(lái)臭氧化廢水流。
19.一種如權(quán)利要求1所述的傳遞系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，用來(lái)促進(jìn)二氧化碳、 弱酸和氨中的至少一種從廢水溶液進(jìn)入運(yùn)載氣體的傳遞。
全文摘要
一種促進(jìn)高密度流體和低密度流體之間的傳遞的傳遞設(shè)備。該裝置包括具有相互毗鄰的高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域的傳遞腔室。安裝在傳遞腔室內(nèi)的可移動(dòng)接觸裝置。至少一部分可移動(dòng)接觸裝置可在高密度流體區(qū)域和低密度流體區(qū)域之間移動(dòng)。與傳遞腔室相連來(lái)在低密度流體區(qū)域中產(chǎn)生流動(dòng)的流動(dòng)產(chǎn)生裝置。一種包括多個(gè)流動(dòng)串聯(lián)連接的裝置的傳遞系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C02F1/78GK102249374SQ20111010575
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者肯尼思·哈格迪, 莎拉·溫慧斯 申請(qǐng)人:肯尼思·哈格迪