流體凈化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種流體凈化系統(tǒng)，包括：反應(yīng)箱，通過利用氧化反應(yīng)分解凈化目標流體中的有機物質(zhì)，同時對凈化目標流體和氧化劑的混合流體進行加熱和加壓來凈化所述凈化目標流體；壓碎機，壓碎有機固體廢物以獲得有機壓碎產(chǎn)品；混合器，混合有機壓碎產(chǎn)品和液體以獲得高濃度有機漿。
【專利說明】流體凈化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括反應(yīng)箱的流體凈化系統(tǒng)，所述反應(yīng)箱通過利用氧化反應(yīng)分解凈化目標流體中的有機物質(zhì)，同時對凈化目標流體和氧化劑的混合流體進行加熱和加壓而對凈化目標流體進行凈化。
【背景技術(shù)】
[0002]使用活性污泥進行生物處理的方法一般作為一種凈化有機廢水的方法，有機廢水是比如人類排泄物、污水、社區(qū)污水、動物排泄物或者來自于食品工廠的廢水。然而，所述方法在濃度不變的情況下不能處理高濃度有機溶劑廢水，所述有機溶劑廢水干擾了活性污泥中微生物的活性，或者不能處理包含不可生物降解的塑料細粒的廢水。所述方法還不能處理包含大量持久性有機物質(zhì)的廢水，持久性有機物質(zhì)是比如由于微生物的原因而具有低分解速度的油。
[0003]另一方面，近年來，研發(fā)了一種廢水凈化裝置，其通過氧化地分解廢水中的有機物質(zhì)同時對廢水和氧化劑(比如空氣)進行加熱和加壓而凈化廢水。例如，在專利文件I中描述的裝置作為廢水凈化裝置而被熟知。所述廢水凈化裝置構(gòu)造成對反應(yīng)箱中的廢水和空氣進行加熱和加壓，從而將廢水中的水變成超臨界水。所述超臨界水是一種處于具有介于液體和氣體之間屬性的狀態(tài)的水。當溫度超過水的臨界溫度，并且壓力超過水的臨界壓力時，所述狀態(tài)發(fā)生。在反應(yīng)箱中的超臨界水中的某一時刻，有機物質(zhì)發(fā)生氧化分解。
[0004]還已知一種廢水凈化裝置，其通過將作為亞臨界水的廢水和空氣進行混合而不是將廢水變成超臨界水來氧化分解廢水中有機物質(zhì)。與超臨界水相比，所述亞臨界水處于具有更接近于液體的屬性的狀態(tài)，并且通過對水進行加熱的同時以低于臨界壓力的壓力對水進行加壓而獲得。在反應(yīng)箱中將廢水變成亞臨界水的某一時刻氧化分解有機物質(zhì)。
[0005]在高溫和高壓的條件下通過將廢水和空氣變成超臨界或者亞臨界狀態(tài)而氧化分解廢水中的有機物質(zhì)的構(gòu)造下，可優(yōu)選地凈化不能通過生物處理來凈化的高濃度有機溶劑廢水。還能夠優(yōu)選地凈化包含塑料細粒的廢水、包含持久性有機物質(zhì)的廢水等。
[0006]然而，這種構(gòu)造的運行成本是高昂的，因為它為了利用加熱器將反應(yīng)箱中的廢水溫度增加到接近反應(yīng)溫度會消耗大量能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)可優(yōu)選地通過利用加熱和加壓將反應(yīng)箱中的廢水或者有機溶劑變成過熱蒸汽狀態(tài)而氧化分解有機物質(zhì)。然而，當如上所述般凈化廢水、有機溶劑等時，由于這種構(gòu)造消 耗大量能量來加熱，所以運行成本增加。
[0008]在考慮到上述條件下進行本發(fā)明，本發(fā)明之目的是提供一種流體凈化系統(tǒng)，所述流體凈化系統(tǒng)能夠降低用于加熱凈化目標流體(比如廢水或者有機溶劑)的運行成本。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個實施例提供了一種流體凈化系統(tǒng)，包括:反應(yīng)箱，通過利用氧化反應(yīng)分解凈化目標流體中的有機物質(zhì)，同時對凈化目標流體和氧化劑的混合流體進行加熱和加壓，從而對凈化目標流體進行凈化；壓碎機，壓碎有機固體廢物以獲得有機壓碎產(chǎn)品；混合器，混合有機壓碎產(chǎn)品和液體，以獲得高濃度有機漿；以及混合泵，把凈化目標流體和高濃度有機漿混合起來，以將它們泵送至反應(yīng)箱。
[0010]本發(fā)明的一個實施例還提供了一種流體凈化系統(tǒng)，包括:反應(yīng)箱，通過利用氧化反應(yīng)分解凈化目標流體中的有機物質(zhì)，同時對凈化目標流體和氧化劑的混合流體進行加熱和加壓，從而對凈化目標流體進行凈化；壓碎機，壓碎有機固體廢物以獲得有機壓碎產(chǎn)品；混合器，混合有機壓碎產(chǎn)品和液體，以獲得高濃度有機漿；以及漿泵，將高濃度有機漿與凈化目標流體分離地泵送至反應(yīng)箱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖意在提供對本發(fā)明的進一步理解，并包含在本說明書中且作為說明書的一部分。附示出本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0012]圖1是示出根據(jù)實施例的流體凈化系統(tǒng)的反應(yīng)箱的縱向剖面圖；
[0013]圖2是示出所述反應(yīng)箱的分解縱向剖面圖；
[0014]圖3是示出行星式球磨機的示意圖；
[0015]圖4是示出行星式球磨機的壓碎箱的內(nèi)部的示意圖；
[0016]圖5是示出旋切研磨機的示意圖；
[0017]圖6是示出根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)的示意圖；
[0018]圖7是示出根據(jù)第 三實施例的流體凈化系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]在下文中，描述根據(jù)本發(fā)明的流體凈化系統(tǒng)的一個實施例。
[0020]首先，描述根據(jù)本發(fā)明實施例的流體凈化系統(tǒng)的基本構(gòu)造。圖1是示出根據(jù)實施例的流體凈化系統(tǒng)的反應(yīng)箱20的縱向剖面圖。圖2是示出所述反應(yīng)箱20的分解縱向剖面圖。內(nèi)管22是由耐酸性的鈦(Ti)制成的管。除了使用由鈦制成的管，可以使用由Ta、Au、Pt、Ir、Rh或者Pd制成的管?？梢允褂糜砂?^&、么11、？111'、詘和？(1中的至少一種的合金制成的管。
[0021]外管21是由具有突出強度的金屬材料(比如不銹鋼(SUS304、SUS316)或鎳鉻合金625)制成的管。反應(yīng)箱20的內(nèi)部壓力被控制至0.5-30MPa的高壓，優(yōu)選5_30MPa。外管21具有耐高壓的厚度以忍受所述高壓。相比之下，因為內(nèi)管22需要具有耐腐蝕性，所以內(nèi)管22由具有突出耐腐蝕性能的鈦材料制成。
[0022]被未示出的原水供應(yīng)泵泵送到反應(yīng)箱20的高濃度有機漿S和廢水W進入原水傳輸管15。原水傳輸管15連接到流管26，流管插在具有入口接頭17的反應(yīng)箱20的入口側(cè)。從原水傳輸管15傳輸?shù)椒磻?yīng)箱20廢水W和高濃度有機漿S在內(nèi)管22中流過流管26。然后，廢水W和漿S沿著縱向方向在內(nèi)管22內(nèi)向下移動。
[0023]另一方面，利用未示出的原水供應(yīng)泵泵送進反應(yīng)箱20中的空氣A流進外管21和內(nèi)管22之間的空間中。然后，空氣A沿著縱向方向在管之間的空間內(nèi)向上移動。內(nèi)管22包括位于其上端的槽，所述槽的直徑基本上相似于管的內(nèi)徑，并且管橫斷面的中心線作為中心。將廢水W和高濃度漿S引入內(nèi)管22中的流管26的前端部分經(jīng)由所述槽插入內(nèi)管22。流管26的前端部分的外徑稍稍小于內(nèi)管22的內(nèi)徑，使得在內(nèi)管22中，一空間形成在流管26的外周表面和內(nèi)管22的內(nèi)周表面之間。在外管21和內(nèi)管22之間的空間內(nèi)移向上端的空氣A經(jīng)由所述空間進入內(nèi)管22，同時圍繞內(nèi)管22的上側(cè)移動。
[0024]內(nèi)管22的內(nèi)部處于高壓和高溫。所述溫度是100-700°C，優(yōu)選為200_550°C。在開始驅(qū)動流體凈化系統(tǒng)時，對內(nèi)管22中的廢水W、高濃度有機漿S和空氣A的混合流體進行加壓，但是它的溫度并不是非常高。因此，開始驅(qū)動時，下文描述的可編程定序器加熱覆蓋外管21的外周表面的加熱器，并將內(nèi)管22中的混合流體的溫度增加至200-550°C。
[0025]在內(nèi)管22中的混合流體的溫度增加時，內(nèi)管22中的有機物質(zhì)開始氧化分解。通過來自于內(nèi)管22的外周表面和外管21的內(nèi)周表面的熱傳導(dǎo)預(yù)先加熱氣體A,所述氣體A在內(nèi)管22和外管21之間的空間內(nèi)向上移動，同時接觸外管21的內(nèi)周表面和內(nèi)管22的外周表面。
[0026]從有機氯化物的氯基衍生的鹽酸或者從磺?；苌牧蛩猁}(比如氨基酸)在內(nèi)管22中生成，從而在內(nèi)管22的內(nèi)壁中提供了強酸屬性。因此，由具有突出耐腐蝕性能的鈦制成的管適用于內(nèi)管22。然而，鈦是一種非常昂貴的材料，使得如果內(nèi)管22的厚度增加成具有耐高壓的厚度，那么成本將極大地增加。由于這個原因，外管21布置在內(nèi)管22外部，使得由價格比鈦低的不銹鋼等制成的外管21獲得所需的耐壓性。通過泵送的空氣A，內(nèi)管22和外管21之間的空間內(nèi)的壓力值基本上等于內(nèi)管22中的壓力值，使得大壓力并不施加到由薄鈦制成的內(nèi)管22。
[0027]蜂窩狀結(jié)構(gòu)的催化劑25以一種姿態(tài)沿縱向方向布置在內(nèi)管22的整個區(qū)域中沿流體傳輸方向的下游側(cè)區(qū)域(位于下端側(cè)的區(qū)域)，使得多個管狀空間沿內(nèi)管22的管軸線方向放置。所述催化劑25由促進包含在廢水W和高濃度有機漿S中的氨氮或有機物質(zhì)的氧化分解的材料制成。所述材料包括Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、N1、Co、Ce、Ti或者Mn。所述材料可以是包含上述材料中的至少一種的化合物。
[0028]包含在廢水W或高濃度有機漿S中的大部分有機物質(zhì)沿縱向方向在內(nèi)管22的前方區(qū)域中氧化分解，但是氨氮或者有機物質(zhì)的氧化分解由催化劑25促進，所述氨氮或者有機物質(zhì)即使在經(jīng)過前方區(qū)域之后也不發(fā)生氧化分解。在所述構(gòu)造下，即使當持久性有機物質(zhì)包含在廢水W中時，它也能夠優(yōu)選地進行氧化分解。即使當大量氨氮包含在廢水W中時，它也能夠輕易地進行氧化分解。
[0029]位于內(nèi)管22下端部分中的混合流體(W+S+A)的有機物質(zhì)或無機化合物幾乎完全氧化分解。凈化流體傳輸管16經(jīng)由出口接頭18連接到內(nèi)管22的下端部分。通過有機物質(zhì)的氧化分解而凈化的混合流體進入凈化流體傳輸管16中。
[0030]0.5_30MPa (優(yōu)選5_30MPa)的范圍能夠充當施加到內(nèi)管22中的混合流體的壓力的示例。通過連接到凈化流體傳輸管16的未示出的出口閥而調(diào)整內(nèi)管22中的壓力。當內(nèi)管22中的壓力變得高于臨界值時，出口閥自動打開，以排出內(nèi)管22中的混合流體。內(nèi)管22中的壓力維持在預(yù)定范圍內(nèi)。
[0031]100-7000C (優(yōu)選200-500°C )的范圍是內(nèi)管22中的混合流體的溫度的示例。通過開啟或者關(guān)閉上述加熱 器而調(diào)整所述溫度。
[0032]當采取374.2°C或者更高的溫度以及22.1MPa或者更高的壓力作為溫度和壓力的狀態(tài)時，所述溫度和壓力分別超過內(nèi)管22中水的臨界壓力和臨界溫度，并且也分別超過了內(nèi)管22中空氣的臨界壓力和臨界溫度。因此，混合流體變成了超臨界流體，其具有介于液體和氣體之間的中間屬性。在超臨界流體中，有機物質(zhì)優(yōu)選地溶解，并且優(yōu)選地與空氣接觸，使得有機物質(zhì)的氧化分解快速地進行。
[0033]通過采用200°C或者更高的溫度(優(yōu)選374.3°C或者更高)以及小于22.1MPa的相對高壓(優(yōu)選IOMPa或者更高)作為溫度和壓力的狀態(tài)而使內(nèi)管22中的混合流體中的廢水成為過熱蒸汽。
[0034]在內(nèi)管22中的高溫和高壓混合流體下，混合流體中的有機物質(zhì)和氨氮進行氧化分解。有機物質(zhì)和氨氮氧化分解的混合流體從反應(yīng)箱20排出。
[0035]供給進反應(yīng)箱20中的高濃度有機漿S具有作為原材料的有機固體廢物。根據(jù)實施例的流體凈化系統(tǒng)包括壓碎機，所述壓碎機將有機固體廢物壓碎，同時與液體混合以獲得高濃度有機漿。通過壓碎機獲得的高濃度有機漿S與廢水W混合，所述混合物被泵送至反應(yīng)箱20。為了完成泵送，根據(jù)實施例的流體凈化系統(tǒng)包括混合泵或者漿泵，所述混合泵將廢水W和高濃度有機漿S進行混合，并且將所述混合物泵送至反應(yīng)箱20，所述漿泵把高濃度有機漿S以與廢水分離的方式泵送至與流管26。
[0036]根據(jù)反應(yīng)箱20中的氧化分解，向反應(yīng)箱20供給的高濃度有機漿S產(chǎn)生熱，并且對反應(yīng)箱中的廢水W和空氣A進行加熱。通過將由有機固體廢物制成的高濃度有機漿S轉(zhuǎn)化成反應(yīng)箱20中的熱能，與并未向反應(yīng)箱20供給高濃度有機漿S的情況下相比，通過加熱器對反應(yīng)箱20的加熱量降低了。因此，用于加熱混合流體的運行成本降低了。
[0037]接著，描述根據(jù)實施例的流體凈化系統(tǒng)，另外特征構(gòu)造施加到根據(jù)示例的流體凈化系統(tǒng)。此外，根據(jù)示例的流體凈化系統(tǒng)的構(gòu)造與實施例的構(gòu)造相同，除非它被特別地提及。
[0038]本發(fā)明人關(guān)注于作·為有機固體廢物的用過的熱敏紙或粉碎殘渣，有機固體廢物是高濃度有機漿S的原材料。通過利用粉碎機粉碎印刷紙來獲得粉碎殘渣，以保護信息。難以將粉碎殘渣作為再生紙重新使用，這是因為紙纖維已經(jīng)被粉碎了。為此，粉碎殘渣通常作為待燃燒的可燃垃圾進行處理，而不會作為可回收垃圾重新利用。所述熱敏紙的優(yōu)點是在不使用油墨或者調(diào)色劑的情況下記錄圖像，缺點是難以重新使用，在所述熱敏紙中，包含細?；A(chǔ)無色染料、著色劑、感光劑、無機顏料等的熱層層壓在原材料的表面上。根據(jù)紙張回收促進中心規(guī)定的質(zhì)量標準，所述熱敏紙歸為禁忌產(chǎn)品B，并且與造紙原料的混合不是優(yōu)選的。因此，用過的熱敏紙不再重新用于生產(chǎn)再生紙。其通常被燃燒，并且很少被重新利用。通過使用粉碎殘渣或熱敏紙(通常被燃燒)作為高濃度漿S的原材料可有地利用資源。
[0039]除了利用加熱器進行加熱使得溫度增加之外，通過根據(jù)有機物質(zhì)的氧化分解產(chǎn)生的熱也增加了內(nèi)管22中的混合流體的溫度。當許多有機物質(zhì)被供給進內(nèi)管22時，有時僅通過在許多有機物質(zhì)的氧化分解中產(chǎn)生的大量熱便使混合流體的溫度增加至期望溫度。在這種情況下，通過加熱器進行加熱僅在開始啟動系統(tǒng)時進行，在開始氧化分解之后，可以關(guān)閉所述加熱器。
[0040]當凈化具有相對低的有機物質(zhì)濃度的廢水W時，僅在開始時使用加熱器之后，有必要向反應(yīng)箱20供給非常高濃度的有機漿，以僅通過有機物質(zhì)的氧化分解產(chǎn)生的熱使混合流體的溫度增加至期望溫度。當使用紙作為原材料時，認為在高濃度有機漿中紙的濃度最低至少是大約4% (重量)。[0041]本發(fā)明人進行了實驗，所述實驗精細地利用壓碎機壓碎粉碎殘渣，并生產(chǎn)包含濃度為4% (重量)的紙的高濃度有機漿S。
[0042]首先，進行實驗I。特別地，已印刷的熱敏紙被粉碎機粉碎成大約3X8[mm]的條。通過使用打漿機使熱敏紙的纖維(一般用于造紙工藝中)形成原纖維，同時將混合條和純水，以獲得4% (重量)的高濃度有機漿。將所述高濃度有機漿放在一升的量筒中，并且將所述漿留置一段時間。然后，紙的纖維沉積在量筒的底部。用手強烈地搖晃所述量筒以分散沉積的紙纖維。然而，所述纖維并未全部分散，并且作為沉積物保留在底部。當上下顛倒放置量筒時，僅有水溢出，所述纖維以堆疊形式保留在量筒底部，從而像棉花一樣堅固地凝聚在一起。根據(jù)通過顯微鏡對纖維的觀察，長度為800-900 [μ m]的纖維復(fù)雜地纏繞在一起。更確切地，每根纖維被分成大約800-900 [ μ m]的長度，但是所述纖維復(fù)雜地纏繞在一起，使得形成一個較大的棉塊。盡管對復(fù)雜纏繞的纖維進行劇烈地搖晃，但是它們未被拆散，仍然以棉塊的形式存在。
[0043]包含這種棉塊的高濃度有機漿不能進行泵送。更確切地，紙纖維棉塊在漿泵的抽吸側(cè)堆疊在管中，使得紙纖維棉塊無法移動。因此，它無法通過漿泵抽吸。為此，高濃度有機漿不能用于實施例的流體凈化系統(tǒng)，因為其不能被泵送到反應(yīng)箱20。
[0044]因此，本發(fā)明人進行實驗2。更確切地，用粉碎機粉碎成的大約3X8[mm]的條(熱敏紙)通過OSAKA CHEMICAL C0.，Ltd.，制造的Wonder Blender壓碎，并且獲得棉線壓碎產(chǎn)品。作為通過顯微鏡觀察壓碎產(chǎn)品的結(jié)果，觀察的纖維長度與實驗I中的纖維長度并沒有極大地不同。然而，來自產(chǎn)品的顆粒(產(chǎn)品纖維可被切割)粘附在Wonder Blender的蓋上。在進行產(chǎn)品的IR分析之后，主要組分是纖維素。為此，清楚的是，一部分紙纖維被精細地切割成顆粒。生產(chǎn)出包含4% (重量)濃度的壓碎產(chǎn)品的高濃度有機漿。然而，與實驗I相似，凝聚的纖維棉塊粘附在與實驗I相似的量筒的底部上。
[0045]接著，進行實驗3。更確切地，將純水添加至壓碎產(chǎn)品，所述壓碎產(chǎn)品是通過使用由OSAKA CHEMICAL C0.,Ltd.，制造的Wonder Blender壓碎所述條而獲得的，并攪動所述水和壓碎產(chǎn)品。在轉(zhuǎn)子R1、篩子S2.0-24、15000 [rpm]的條件下通過使用由MTECHNIQUE制造的Clearmix對壓碎產(chǎn)品進行5分鐘的進一步壓碎過程，但是壓碎產(chǎn)品中的纖維沒有被進一步粉碎。通過添加PVA進行相似的壓碎過程以通過增加的粘性來提高剪切力，但是所述纖維未被進一步地粉碎。
[0046]接著，進行實驗4。更確切地,通過使用由IKA, C0., Ltd.制造的Magic Lab粉碎機粉碎紙而獲得大約3X8 [mm]的條。在利用由IKA, C0., Ltd.制造的Magic Lab的一個以及兩個葉片，并且轉(zhuǎn)速為15000-20000[rpm]的條件下，對條進行壓碎過程。特別地，40g的條逐步地放入960g純水中，并且在大約60分鐘之后完成壓碎過程。在通過顯微鏡觀察所獲得的4% (重量)的漿之后，觀察到長度為800-900 [μ m]的纖維，其相似于用打漿機獲得的原纖化纖維。這些纖維復(fù)雜地纏繞在一起以形成一個塊。清楚的是，與實驗I相似，泵送是不可能的。
[0047]如上所述，即使在重復(fù)嘗試和誤差之后，本發(fā)明人仍不能獲得良好的結(jié)果，正要放棄使用紙作為高濃度有機漿的原材料。然而，本發(fā)明人最終使用壓碎機(所謂的行星式球磨機)獲得了良好的結(jié)果。更確切地，進行下述實驗5。即，行星式球磨機作為壓碎機而制備。稍后描述所述行星式球磨機的構(gòu)造。規(guī)則的紙通過粉碎機粉碎成大約3X8[mm]大小的條。容量為250ml且由氧化鋯制成的箱制備為行星式球磨機的壓碎箱。在壓碎箱中放入IOg條以及六個直徑為25mm的球且密封所述箱之后，將所述壓碎箱置于行星式球磨機的旋轉(zhuǎn)基底上。然后，在320[rpm]下進行10分鐘的壓碎過程。在從壓碎箱中取出壓碎產(chǎn)品并從外觀上確認所述壓碎產(chǎn)品之后，纖維仍沒有被明顯地壓碎，但是它們被粉碎成在某種角度下能夠確認一定水平上的降低。為了進一步粉碎纖維，將50個直徑為10[mm]的氧化鋯球放入上述壓碎箱中。在400[rpm]下進行10分鐘的壓碎過程。之后，從壓碎箱中提取出壓碎產(chǎn)品，并視覺地地確認壓碎產(chǎn)品。結(jié)果，所述纖維被打碎，但是確認了未被壓碎的碎片。在400[rpm]下進一步進行10分鐘的壓碎過程。然后，通過使用篩子分離壓碎產(chǎn)品、球以及未被壓碎的纖維。與通過僅進行10分鐘的壓碎過程獲得的壓碎產(chǎn)品相比，這樣獲得的壓碎產(chǎn)品明顯被進一步粉碎。在通過顯微鏡測量粉末狀壓碎產(chǎn)品的長度分布之后，分布中心為約21[μπι]。壓碎產(chǎn)品以4% (重量)的濃度與水混合。將混合產(chǎn)品放入量筒中，并且留置一會。在確認壓碎產(chǎn)品沉積在量筒底部之后，搖晃量筒，使得沉積的壓碎產(chǎn)品優(yōu)選地分散在表層清水中。相應(yīng)的纖維以預(yù)定幾百[ym]的直徑纏繞在一起，并且直徑是幾百[ym]的纖維凝聚體優(yōu)選地分散在水中，這與在實驗1-4中形成一個大棉塊的壓碎產(chǎn)品明顯不同。
[0048]當獲得如上所述的具有優(yōu)選擴散性纖維的高濃度有機漿時，位于漿泵的抽吸側(cè)或排放側(cè)的管不會被棉塊封閉，使得能夠泵送所述漿。為了有效地壓碎紙纖維，優(yōu)選地，在壓碎過程進行一定時間后，在通過篩子移除未被壓碎的纖維后，繼續(xù)進行壓碎過程。
[0049]接著，進行實驗6、7以確認行星式球磨機的效率。在實驗6中，制備容量為125[ml]的不銹鋼箱作為壓碎箱。在所述壓碎箱中放入IOg條以及六個直徑為20[mm]的球并密封所述壓碎箱之后，將壓碎箱置于行星式球磨機的旋轉(zhuǎn)基底上。在400[rpm]下進行30分鐘的壓碎過程后，篩選從壓碎箱中移除的壓碎產(chǎn)品。在檢查分離后的壓碎產(chǎn)品中的纖維的長度分布之后，將所有纖維壓碎成100[μ m]或更小的長度。分布的中心值為約35[μπι]。壓碎產(chǎn)品以4% (重量)的濃度 與水混合。將所述混合產(chǎn)品放入量筒中，并且留置一會。當確認壓碎產(chǎn)品沉積在量筒底部之后，搖晃量筒，使得沉積的壓碎產(chǎn)品優(yōu)選地分散在表層清水中。
[0050]在實驗7中，制備容量為250 [ml]的氧化鋯壓碎箱。在所述壓碎箱中放入IOg條以及六個直徑為20 [mm]的球并密封所述壓碎箱之后，將壓碎箱置于行星式球磨機的旋轉(zhuǎn)基底上。在400[rpm]下進行25分鐘的壓碎過程后，篩選從壓碎箱中移除的壓碎產(chǎn)品。在檢查分離后的壓碎產(chǎn)品中的纖維的長度分布之后，將所有纖維壓碎成100[μπι]或更小的長度，分布的中心值為約39 [μ m]。壓碎產(chǎn)品以4% (重量)的濃度與水混合。將所述混合產(chǎn)品放入量筒中，并且留置一會。當確認壓碎產(chǎn)品沉積在量筒底部之后，搖晃量筒，使得沉積的壓碎產(chǎn)品優(yōu)選地分散在表層清水中。
[0051]所述行星式球磨機包括旋轉(zhuǎn)基底901和壓碎箱903,所述旋轉(zhuǎn)基底901進行驅(qū)動并繞轉(zhuǎn)軸902旋轉(zhuǎn)，例如，如圖3所示，壓碎箱沿徑向方向可旋轉(zhuǎn)地保持在旋轉(zhuǎn)基底901中，靠近旋轉(zhuǎn)基底901的外邊緣。大齒輪904固定到轉(zhuǎn)軸902，并與旋轉(zhuǎn)基底901 —起繞轉(zhuǎn)軸902旋轉(zhuǎn)。另一方面，可旋轉(zhuǎn)地保持在旋轉(zhuǎn)基底901中的壓碎箱903包括未示出的轉(zhuǎn)軸。箱齒輪905固定到壓碎箱903的轉(zhuǎn)軸，并與大齒輪904嚙合。
[0052]當旋轉(zhuǎn)基底901旋轉(zhuǎn)時，壓碎箱903繞旋轉(zhuǎn)基底901的轉(zhuǎn)軸902公轉(zhuǎn)。所述壓碎箱903通過箱齒輪905與旋轉(zhuǎn)基底901的齒輪902的嚙合而繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。壓碎箱903繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的同時繞轉(zhuǎn)軸902公轉(zhuǎn)。[0053]如圖4所示，壓碎目標910和球906容納在壓碎箱903中。對壓碎箱903的內(nèi)周表面進行粗加工處理。在壓碎箱903響應(yīng)于行星式球磨機的驅(qū)動而公轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)時，通過公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用在壓碎箱903中的壓碎目標910和球906上，如圖中的直箭頭所示。因此，球906堅固地壓在壓碎目標910上，同時壓碎目標910壓在壓碎箱903的內(nèi)周表面上。所述球906根據(jù)壓碎箱903的旋轉(zhuǎn)沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)。因此，所述壓碎目標910與壓碎箱903的內(nèi)周表面進行劇烈地摩擦，從而壓碎所述壓碎目標910。
[0054]接著，本發(fā)明人研究作為壓碎機的旋切研磨機的有效性，其具有與行星式球磨機的構(gòu)造不同的構(gòu)造。圖5是示出旋切研磨機的示意圖。所述旋切研磨機905包括殼體951、殼體門952、篩子953、轉(zhuǎn)子954、旋轉(zhuǎn)葉片955以及固定葉片956。三個旋轉(zhuǎn)葉片955均繞旋轉(zhuǎn)軸線在具有120[° ]相位差位置公轉(zhuǎn)，并固定到轉(zhuǎn)子954。四個固定葉片956固定在旋切研磨機950的內(nèi)部。所述固定葉片956的葉片邊緣靠近旋轉(zhuǎn)葉片955的葉片邊緣的公轉(zhuǎn)軌道。
[0055]從未示出的槽供給的待壓碎的原材料經(jīng)由設(shè)置在轉(zhuǎn)子954上部的開口引入旋切研磨機950內(nèi)部，并且在公轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)葉片955和固定葉片956之間被切割。所述篩子953布置在轉(zhuǎn)子954下方，旋切研磨機950內(nèi)部的空氣經(jīng)由篩子953的網(wǎng)孔利用未示出的抽吸裝置吸到外面。在旋轉(zhuǎn)葉片955和固定葉片956之間切割的部件的一部分僅通過網(wǎng)孔排到外面，所述部件被粉碎成比篩子953的網(wǎng)孔更小。
[0056]平板葉片用作旋轉(zhuǎn)葉片955和固定葉片956，并具有易于更換、重新拋光以及精確調(diào)整的特征。在圖5中，僅僅示出一個篩子953，但是均具有不同網(wǎng)孔直徑的多個篩子953可以一定間隔重疊。比開口更大的壓碎原材料預(yù)先被切割或者設(shè)定成能夠通過開口的尺寸，例如，折疊起來。此外，當使用紙作為壓碎原材料時，可一次放入一個至五個薄片，但是優(yōu)選地，以預(yù)定精度定量地施加薄片，以使切割件的尺寸均勻。
[0057]本發(fā)明人進行實驗8、9以確認旋切研磨機的有效性。在實驗8中，紙被切割成大約200X2000[mm]的尺寸，并且網(wǎng)孔直徑為I [mm]的篩子953設(shè)置在旋切研磨機950中。響應(yīng)于抽吸裝置的啟動，轉(zhuǎn)子954開始旋轉(zhuǎn)以用于壓碎紙。然后，作為壓碎原材料的所述紙從槽中供給出，并且繼續(xù)進行大約一個小時的壓碎過程。
[0058]在實驗9中，紙被切割成大約200X 2000mm的尺寸，并且網(wǎng)孔直徑為0.5 [mm]的篩子953設(shè)置在旋切研磨機950中。與實驗8相似，在啟動抽吸裝置時，轉(zhuǎn)子954開始旋轉(zhuǎn)以用于壓碎紙。然后，作為壓碎原材料的所述紙從槽中供給出，并且繼續(xù)進行大約一個小時的壓碎過程。與在實驗8中獲得的壓碎產(chǎn)品相比，通過篩子953的網(wǎng)孔獲得的壓碎產(chǎn)品明顯是精細的廣品。
[0059]在實驗8、9中獲得的壓碎產(chǎn)品以4% (重量)的濃度與水混合，將混合產(chǎn)品放入量筒中。將混合產(chǎn)品留置一會。與利用行星式球磨機獲得的壓碎產(chǎn)品類似，當確認了壓碎產(chǎn)品沉積在量筒的底部之后，搖晃所述量筒，使得所述壓碎產(chǎn)品優(yōu)選地分散在表層清水中。相應(yīng)的纖維以預(yù)定尺寸纏繞。然而，通過纏繞形成的纖維尺寸小于或等于篩子953的網(wǎng)孔直徑，并且未形成大棉塊。具有大約幾百[μπι]的纖維凝聚體優(yōu)選地分散在水中。
[0060]接著，描述根據(jù)每個實施例的流體凈化系統(tǒng)。首先，描述根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)。基于上述實驗6、7的結(jié)果，在根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)中，用過的紙或粉碎殘渣充當高濃度有機漿的原材料的有機固體廢物。所述流體凈化系統(tǒng)包括作為壓碎機的行星式球磨機。圖6是示出根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)的示意圖。根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)包括原水箱1、原水攪拌器2、原水供應(yīng)泵3、原水壓力計4、原水出口閥5、氧化劑泵6、氧化劑壓力計7、氧化劑出口閥8、熱交換器9、熱介質(zhì)箱10、熱交換器泵11以及出口壓力計12。根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)還包括反應(yīng)出口閥13、氣液分離器14、反應(yīng)箱20、反應(yīng)箱溫度計24、反應(yīng)箱入口閥30、粉碎機41、行星式球磨機42、紙粉斗43、紙粉輸入閥44、水箱45、水供應(yīng)泵46以及漿攪拌器47。根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)還包括漿箱48、漿泵49、漿出口閥50以及未示出的控制器。
[0061]所述控制器包括由漏電斷路器、電磁開關(guān)、熱動繼電器等的組合構(gòu)成的供電電路。供電電路的數(shù)量對應(yīng)于驅(qū)動器的數(shù)量。利用來自可編程定序器的控制信號開啟或關(guān)閉供電電路的電磁開關(guān)，以單獨地控制每個驅(qū)動器的電源的開啟或關(guān)閉。
[0062]原水壓力計4、氧化劑壓力計7以及出口壓力計12均輸出與壓力的檢測結(jié)果相對應(yīng)的電壓。反應(yīng)箱溫度計24輸出與溫度的檢測結(jié)果相對應(yīng)的電壓。當從每個測量裝置輸出的電壓通過未示出的A/D轉(zhuǎn)換器分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)之后，將數(shù)字數(shù)據(jù)輸入可編程定序器中作為感測數(shù)據(jù)?；谒龈袦y數(shù)據(jù)，可編程定序器控制各驅(qū)動裝置的驅(qū)動。
[0063]包含有機物質(zhì)的凈化目標流體的未凈化的廢水W保留在原水箱I中。所述廢水W由有機溶劑廢水、來自造紙過程的造紙廢水以及來自調(diào)色劑制作過程的調(diào)色劑制作廢水中的至少一種制成。造紙廢水和調(diào)色劑制作廢水包含持久性有機物質(zhì)。
[0064]原水攪拌器2攪動保留在原水箱I中的廢水W，使得包含在廢水中的懸浮固體均勻地分散，以使有機物質(zhì)的濃度均勻。在原水箱I中的廢水W通過原水供應(yīng)泵3朝向反應(yīng)箱20連續(xù)地進行泵送。
[0065]原水出口閥5充當止回閥。原水出口閥5允許從原水供應(yīng)泵3泵送的廢水W流向預(yù)處理器100，同時原 水出口閥5阻斷相反方向的流動。
[0066]操作者將用過的熱敏紙作為用過的紙放在粉碎機41中以粉碎成細條。此外，作為高濃度有機漿的原材料，當使用粉碎殘渣作為用過的紙時，將所述粉碎殘渣設(shè)置在下述行星式球磨機42中而不將粉碎殘渣放入粉碎機41中。當使用來自造紙過程的廢紙時，與作為高濃度有機漿的原材料的用過的熱敏紙相似，將廢紙放入粉碎機41中。當操作者將利用粉碎機41獲得的粉碎殘渣和條設(shè)置在行星式球磨機42中之后，粉碎殘渣和條被壓碎成紙粉，所述紙粉放入紙粉斗43中。操作者手動地將用過的熱敏紙放入粉碎機41中，將條設(shè)置在行星式球磨機42中，并且將紙粉設(shè)置在紙粉斗43中。然而，連續(xù)的構(gòu)造應(yīng)用于行星式球磨機42等，使得所述設(shè)備是自動化的。特別地，當來自粉碎機41的條被包括旋轉(zhuǎn)葉片的壓碎機粗略地壓碎時，所獲得的粗加工紙粉被連續(xù)地放入行星式球磨機42中，并且從行星式球磨機42獲得的細小紙粉被連續(xù)地放入紙粉斗43中。在JP H07-171430A中描述的研磨機可用作連續(xù)的行星式球磨機42的示例。
[0067]大錐角錐體置于紙粉斗43的底部，并且紙粉輸入閥44置于最下面部分的排泄管中。控制器通過關(guān)閉和打開紙粉輸入閥44將紙粉定量地輸入漿箱48。此外，當紙粉輕易地堆積在排泄管中時，提供了將空氣供給進排泄管中的壓縮機，使得當打開紙粉輸入閥44的同時驅(qū)動壓縮機之時，可以通過將空氣供給進排泄管中而避免所述堆積。
[0068]當驅(qū)動水供應(yīng)泵46時，控制器將水箱45中的水定量地供應(yīng)到漿箱48，同時控制器通過打開紙粉輸入閥44將紙粉輸入漿箱48中。因此，以預(yù)定的比率將紙粉和水放入漿箱48中，從而通過漿攪拌器47進行攪拌。因此獲得大于或等于4% (重量)的高濃度有機漿
S。高濃度有機漿S中的紙粉的纖維被行星式球磨機42壓碎成大約幾十[μπι]的長度。因此，在未粘合的情況下，所述纖維優(yōu)選地分散在水中，呈液體狀。高濃度有機漿S可通過漿泵49進行泵送。
[0069]在漿箱48中攪拌的高濃度有機漿S通過漿泵49連續(xù)地且定量地朝向反應(yīng)箱20泵送。漿出口閥50充當止回閥。所述漿出口閥允許從漿泵49泵送的高濃度有機漿S從所述泵朝向反應(yīng)箱20流動，同時漿出口閥50阻斷相反方向的流動。
[0070]連接到原水出口閥5的原水泵送管和連接到漿出口閥50的漿泵送管在路徑上連接在一起。即，通過原水出口閥5的廢水W和通過漿出口閥50的高濃度有機漿S在路徑上連接在一起，從而獲得混合漿(W+S)。
[0071]如上所述，反應(yīng)箱20包括由外管21和置于外管21內(nèi)部的內(nèi)管22組成的雙管結(jié)構(gòu)。
[0072]通過原水供應(yīng)泵3的驅(qū)動產(chǎn)生的廢水W的流動壓力由置于原水出口閥5上游側(cè)的原水壓力計4檢測，并被輸入控制器的可編程定序器中作為感測數(shù)據(jù)。在原水供應(yīng)泵3驅(qū)動期間，廢水W的流動壓力基本上等于內(nèi)管22中的壓力?；谠谠?yīng)泵3驅(qū)動的期間從原水壓力計4檢測的壓力結(jié)果，可編程定序器確定內(nèi)管22中的壓力。
[0073]由壓縮機構(gòu)成的氧化劑泵6壓縮作為氧化劑而引入的空氣，使空氣壓力基本上等于反應(yīng)箱20中廢水W的壓力，并經(jīng)由氧化劑出口閥8將空氣供給到反應(yīng)箱20。氧化劑出口閥8充當止回閥，并允許來自氧化劑泵6的空氣從氧化劑泵6流向反應(yīng)箱20，同時氧化劑出口閥8阻斷相反方向的流動。
[0074]當泵送進反應(yīng)箱20中的空氣進入外管21和內(nèi)管22之間的空間之后，所述空氣沿縱向方向流向內(nèi)管22的入口附近。然后，所述空氣與供給進內(nèi)管22中的混合漿(S+W)混合，從而獲得混合流體(W+S+A)。
[0075]通過氧化劑泵6的驅(qū)動產(chǎn)生的空氣相對于反應(yīng)箱20的流動壓力由置于氧化劑出口閥8上游側(cè)的氧化劑壓力計7檢測，并被輸入控制器的可編程定序器中作為感測數(shù)據(jù)。在氧化劑壓力計7驅(qū)動期間，空氣的流動壓力基本上等于反應(yīng)箱20中的壓力?；谠谘趸瘎┍?驅(qū)動期間從氧化劑壓力計7檢測的壓力結(jié)果，可編程定序器確定反應(yīng)箱20中的壓力。
[0076]基于完全氧化混合漿中的有機物質(zhì)所需的化學(xué)計量氧量來確定通過氧化劑泵6的驅(qū)動產(chǎn)生的空氣泵送量。更確切地，基于廢水W和高濃度有機漿中的有機物質(zhì)的濃度來計算完全氧化混合漿中的有機物質(zhì)所需的氧氣量，比如廢水的COD (化學(xué)需氧量)。
[0077]空氣流量由操作者設(shè)定，但是可編程定序器可用于下列情況中，以基于傳感器檢測的屬性結(jié)果實施自動修正上述控制范圍的過程。即，當包含在廢水W中的有機物質(zhì)的類型是穩(wěn)定的時候，可使用可編程定序器，并且屬性(比如濁度、光透過率、導(dǎo)電性或者比重以及上述氧氣量 )之間的相關(guān)性是相對優(yōu)選的。
[0078]可使用除空氣之外的氧氣、臭氧和含氧水中的任何一種，或者上述物質(zhì)的兩種或者多種混合物。從控制熱量從內(nèi)管22排出的觀點來說，優(yōu)選地使用比如空氣、氧氣或者臭氧的氣體。氣體的熱傳導(dǎo)率低于液體，使得通過用空氣填充管之間的空間，氣體可以作為一種熱絕緣材料。
[0079]外管21的外周表面由加熱器23覆蓋，所述加熱器23加熱內(nèi)管22中的混合流體以及外管21和內(nèi)管22之間的空氣。在內(nèi)管22中，通過加壓和加熱所述混合流體(W+S+A)來氧化并分解混合流體中的有機物質(zhì)或者無機化合物。在這種情況下，基于氧化和分解，高濃度有機漿S中的纖維(例如，纖維素)產(chǎn)生熱，從而增加了混合流體的溫度。因此降低了由加熱器23產(chǎn)生的熱量。通過內(nèi)管22中的有機物質(zhì)的氧化以及分解而凈化的混合流體進入凈化流體傳輸管16中。
[0080]凈化的混合流體中的水在凈化流體傳輸管16中冷卻，并且從超臨界狀態(tài)或者過熱蒸汽狀態(tài)變化成液態(tài)凈化水。另一方面，混合流體中的氧氣或者氮氣從超臨界狀態(tài)或者過熱蒸汽狀態(tài)變化至氣體狀態(tài)。通過氣液分離器14分離的氣體組分由氣相色譜儀51檢測。當檢測到未分解的材料時，從氣相色譜儀51接收輸出信號的可編程定序器發(fā)出警報。通過氣相色譜儀51的氣體排放到空氣中。
[0081]另一方面，由氣液分離器14分離的凈化水的T0C(總有機碳)濃度由TOC分析儀52檢測。當由TOC分析儀52檢測到濃度超過閥值的總有機碳時，從TOC分析儀52接收輸出信號的可編程定序器發(fā)出警報。通過TOC分析儀52的凈化水保留在凈化水箱中。
[0082]在所述凈化水中，低分子量有機物質(zhì)(不能通過利用活性污泥的生物處理去除)幾乎完全氧化和分解，于是，凈化水幾乎不包含懸浮物質(zhì)或者有機物質(zhì)。所述凈化水僅包括少量不能被氧化的無機物質(zhì)。根據(jù)預(yù)期目的，它可以像工業(yè)用水一樣被重新利用。通過利用超濾器施加過濾過程，凈化水能夠轉(zhuǎn)換為LSI清潔液體等。由氣液分離器14分離的氣體包括作為主要成分的二氧化碳和氮氣。
[0083]熱交換器9附接到凈化流體傳輸管16的外表面。所述熱交換器9的主體包括用于覆蓋凈化流體傳輸管16的外表面的外管，并利用熱交換流體(比如水)填充凈化流體傳輸管16的外管和外 表面之間的空間，以在凈化流體傳輸管16的外表面和熱交換流體之間進行熱交換。在驅(qū)動反應(yīng)箱20期間，溫度非常高的液體在凈化流體傳輸管16中流動，使得熱量從凈化流體傳輸管16移到熱交換器9中的熱交換流體中，從而加熱熱交換流體。熱交換流體在熱交換器9中的傳輸方向與液體在凈化流體傳輸管16中的傳輸方向相反，以進行逆流熱交換。即，熱交換流體從反應(yīng)出口閥13朝向反應(yīng)箱20供給。這通過熱交換泵11實施，熱交換泵在抽吸熱交換流體的同時將熱介質(zhì)箱10中的熱交換流體供給到熱交換器9。
[0084]通過經(jīng)過熱交換器9而被加熱的熱交換流體被供給至未示出的動力設(shè)備，并有助于驅(qū)動渦輪機來發(fā)電。未示出的出口溫度計在凈化流體傳輸管16中置于反應(yīng)出口閥13附近，用于檢測凈化流體傳輸管16的溫度或者在凈化流體傳輸管16中的液體的溫度?？刂破鞯目删幊潭ㄐ蚱骺刂茻峤粨Q泵11的驅(qū)動，使得由出口溫度計得到的檢測結(jié)果維持在預(yù)定值范圍內(nèi)。特別地，當由出口溫度計得到的檢測結(jié)果達到預(yù)定上限溫度時，所述熱交換泵11的驅(qū)動量增加以增加熱交換流體到熱交換器9的供應(yīng)量，從而改善熱交換器9的冷卻操作。與此相比，當由出口溫度計得到的檢測結(jié)果達到預(yù)定下限溫度時，所述熱交換泵11的驅(qū)動量減少以減少熱交換流體到熱交換器9的供應(yīng)量，從而減弱熱交換器9的冷卻操作。根據(jù)上述構(gòu)造，通過適當?shù)卣{(diào)整熱交換量可以將凈化流體傳輸管16中的液體的溫度維持在預(yù)定范圍內(nèi)。此外，熱交換器9可以附接到在反應(yīng)箱20的外管21，而不是將熱交換器9附接到凈化流體傳輸管16。
[0085]漿泵49置于根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)中，除了廢水W，所述漿泵還將高濃度有機漿S泵送至反應(yīng)箱20 (流管26)。然而，可以提供下列構(gòu)造來代替漿泵49。即，混合泵混合廢水W和高濃度有機漿S，并且將混合物泵送至反應(yīng)箱20。更確切地，提供了一種漿輸送泵來代替漿泵49，以通過漿輸送泵將漿箱48中的高濃度有機漿S輸送至原水箱I中。然后，廢水W和高濃度有機漿S在原水箱I中以預(yù)定的比率混合以獲得混合漿。將混合漿被原水供應(yīng)泵3泵送至反應(yīng)箱20。根據(jù)該構(gòu)造，漿攪拌器47、漿箱48、漿輸送泵、原水箱1、原水攪拌器2、原水供應(yīng)泵3等用作混合泵。
[0086]反應(yīng)箱溫度計24通過檢測反應(yīng)箱20的溫度間接地檢測反應(yīng)箱20中混合流體的溫度，或者直接檢測反應(yīng)箱20中混合流體的溫度。基于反應(yīng)箱溫度計24的檢測結(jié)果，可編程定序器獲得反應(yīng)箱20中混合流體的溫度(下文稱為反應(yīng)溫度)。當反應(yīng)溫度高于預(yù)定上限溫度時，每單位時間內(nèi)原水供應(yīng)泵3的驅(qū)動量增加，同時每單位時間內(nèi)漿泵49的驅(qū)動量減小。因此，通過減小高濃度有機漿S與廢水W的混合物的比率，降低了每單位時間內(nèi)相對于反應(yīng)箱20的有機物質(zhì)泵送量，從而使反應(yīng)溫度降低至低于上限溫度值。與此相比，當反應(yīng)溫度低于預(yù)定下限溫度時，每單位時間內(nèi)原水供應(yīng)泵3的驅(qū)動量減小，同時每單位時間內(nèi)漿泵49的驅(qū)動量增加。因此，通過增加高濃度有機漿S與廢水W的混合物的比率，增加了每單位時間內(nèi)相對于反應(yīng)箱20的有機物質(zhì)泵送量，從而使反應(yīng)溫度增加至高于下限溫度。因此可編程定序器調(diào)整有機物質(zhì)的輸入量以將反應(yīng)溫度維持在大于或等于下限溫度以及小于或等于上限溫度的范圍內(nèi)。
[0087]接著，描述根據(jù)第二實施例的流體凈化系統(tǒng)?？紤]到上述實驗8、9的結(jié)果，用過的紙或粉碎殘渣充當有機固體廢物，用作根據(jù)第二實施例的流體凈化系統(tǒng)中的高濃度有機漿的原材料。除了下列幾點外，根據(jù)第二實施例的流體凈化系統(tǒng)的構(gòu)造與根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)的構(gòu)造相似。
[0088]根據(jù)第二實施例的流體凈化系統(tǒng)包括作為壓碎機的旋切研磨機而不是行星式球磨機42。所述壓碎機布置在紙粉斗43上，從旋切研磨機950排出的紙的壓碎產(chǎn)品通過其自身的重量掉落在紙粉斗43中。使用了均具有不同網(wǎng)孔直徑(比如
φ?、φ2、φ3(φ 1 >φ2>φ3) [μπι])的篩子953，它們用在旋切研磨機950中。三個篩
子953以預(yù)定間隔建立，從而以從大網(wǎng)孔直徑開始的順序?qū)⒑Y子953安置在轉(zhuǎn)子954附近。支撐由三個篩子954組成的篩子組的支撐器由振動器振動。被每個篩子953捕獲的壓碎產(chǎn)品通過沿振動在篩子表面上移動而從篩子表面的端部重新獲得，并再次輸送進旋切研磨機950 中。
[0089]根據(jù)上述構(gòu)造，連續(xù)地產(chǎn)生壓碎的紙產(chǎn)品，以用作高濃度有機漿的原材料。
[0090]接著，描述根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)。除了下列幾點外，根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)的構(gòu)造與根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)的構(gòu)造相似。
[0091]圖7是示出根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)的示意圖。根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)包括原水箱1、原水攪拌器2、原水供應(yīng)泵3、原水壓力計4、原水出口閥5、氧化劑泵
6、氧化劑壓力計7、氧化劑出口閥8、熱交換器9、熱介質(zhì)箱10、熱交換泵11以及出口壓力計12。根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)還包括反應(yīng)出口閥13、氣液分離器14、反應(yīng)箱20、反應(yīng)箱溫度計24、反應(yīng)箱輸入閥30、粉碎機41、行星式球磨機42、紙粉斗43、紙粉輸入閥44、水箱45以及水供應(yīng)泵46。根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)還包括過濾器54和未示出的控制器。
[0092]在根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)中，在未布置漿箱(在第一實施例中的漿箱48)的情況下，由行星式球磨機42 (或者旋切研磨機)獲得的紙的壓碎產(chǎn)品直接放入原水箱I中。更確切地，在沒有利用如第一實施例一樣打開的紙粉輸入閥44將紙的壓碎產(chǎn)品放入漿箱48的情況下，將所述壓碎產(chǎn)品直接放入原水箱I中。通過驅(qū)動根據(jù)第一實施例的流體凈化系統(tǒng)中的原水供應(yīng)泵46，將原水箱45中的水供應(yīng)至漿箱48。然而，根據(jù)第三實施例的流體凈化系統(tǒng)具有下列構(gòu)造。即，原水箱45中的水供應(yīng)至原水箱I。紙的壓碎產(chǎn)品和水以預(yù)定的比率在原水箱I中混合，并且獲得的混合漿被原水攪拌器2攪拌。在該構(gòu)造情況下，與廢水W和高濃度有機漿S的混合物相比，可以獲得高濃度混合漿，并且可通過原水供應(yīng)泵3將所述混合漿泵送至反應(yīng)箱20。
[0093]基于反應(yīng)箱溫度計24的檢測結(jié)果(反應(yīng)溫度的檢測結(jié)果)，可編程定序器如下控制反應(yīng)箱20中混合流體的溫度。即，當反應(yīng)溫度的檢測結(jié)果高于預(yù)定上限溫度時，水供應(yīng)泵46的流量增加或者紙輸入閥44關(guān)閉。因此放入原水箱I中的壓碎的紙產(chǎn)品量減少，廢水和紙粉的混合漿的濃度減少，使得反應(yīng)溫度降低至低于上限溫度。與此相比，當反應(yīng)溫度的檢測結(jié)果低于預(yù)定下限溫度時，水供應(yīng)泵46的流量減少(包括停止)或者紙輸入閥44的開度增加。因此放入原水箱I中的壓碎的紙產(chǎn)品量增加，并且廢水和紙粉的混合漿的濃度增加，使得反應(yīng)溫度增加至高于下限溫度。相應(yīng)地，根據(jù)反應(yīng)溫度的檢測結(jié)果，通過調(diào)整原水箱I中的混合漿的有機物質(zhì)濃度將反應(yīng)溫度控制在預(yù)定范圍內(nèi)。因此反應(yīng)溫度可以高精度維持在預(yù)定范圍內(nèi)，
[0094]從而改進了凈化的穩(wěn)定性。即使當廢水濃度改變時，也能通過調(diào)整高濃度有機漿的有機物質(zhì)的濃度而易于將反應(yīng)溫度維持在預(yù)定范圍內(nèi)。此外，從有機固體廢物可以獲得高濃度有機漿，使得與一般輔助燃料相比，可以降低成本。
[0095]在每個實施例中，紙用作高濃度有機漿的原材料。纖維或者薄材料(比如塑料薄膜、塑料粒、布、橡膠、木材廢料或者洋麻)可以用作原材料。它們被行星式球磨機或者旋切研磨機壓碎成合適的尺寸，使得這種有機固體廢物可以用作高濃度有機漿的原材料。
[0096]上面的描述是一個示例，本發(fā)明具有根據(jù)以下方面的下列效果。
[0097][A 方面]
[0098]一種流體凈化系統(tǒng)，包括:反應(yīng)箱(例如，反應(yīng)箱20)，通過利用氧化反應(yīng)分解凈化目標流體中的有機物質(zhì)，同時對凈化目標流體和氧化劑(例如，空氣A)的混合流體進行加熱和加壓來凈化該凈化目標流體(例如，廢水W);壓碎機(例如，行星式球磨機42)，壓碎有機固體廢物(例如，廢熱敏紙)以獲得有機壓碎產(chǎn)品(例如，紙粉)；混合器(例如，漿攪拌器47、漿箱48、水箱45、水供應(yīng)泵46)，混合有機壓碎產(chǎn)品和液體(例如，水)以獲得高濃度有機漿；以及混合泵，混合凈化目標流體和高濃度有機漿，以將凈化目標流體和高濃度有機漿泵送至反應(yīng)箱或者漿泵(例如，漿泵49)，所述漿泵把高濃度有機漿以與凈化目標流體分離的方式泵送至反應(yīng)箱。
[0099][B 方面]
[0100]在上述A方面中，所述壓碎機的構(gòu)造使容納球體和有機固體廢物的容器旋轉(zhuǎn)，同時使所述容器公轉(zhuǎn)，以通過公轉(zhuǎn)的離心力朝向容器的內(nèi)壁按壓所述球體，并且通過所述容器的旋轉(zhuǎn)壓碎球體和內(nèi)壁之間的有機固體廢物。在該構(gòu)造的情況下，即使廢紙用作有機固體壓碎產(chǎn)品，也能通過壓碎廢紙的纖維來獲得能被泵送的高濃度有機漿。
[0101][C 方面][0102]在上述B方面中，行星式球磨機(例如，行星式球磨機42)用作壓碎機。在該構(gòu)造的情況下，商用行星式球磨機用作壓碎機，使得可以低成本構(gòu)造獲得能被泵送的高濃度有機漿，所述高濃度有機漿具有用作原材料的紙。
[0103][D 方面]
[0104]在上述B方面或者C方面中，廢紙用作有機固體廢物。在該構(gòu)造的情況下，廢紙在反應(yīng)箱中可有效地充當發(fā)熱能源。
[0105][E 方面]
[0106]在上述D方面中，廢熱敏紙用作廢紙。在該構(gòu)造的情況下，熱敏紙(常規(guī)燃燒)在反應(yīng)箱中可有效地充當發(fā)熱能源。
[0107][F 方面]
[0108]在上述D方面或者E方面中，所述流體凈化系統(tǒng)還包括粉碎廢紙的粉碎機，其中，由粉碎機粉碎的條被供應(yīng)至壓碎機。在該構(gòu)造的情況下，與供應(yīng)未被粉碎的紙的情況下相t匕，通過將由粉碎機粉碎的紙供應(yīng)到壓碎機可減少壓碎機的負載。
[0109][G 方面]
[0110]在上述F方面中，混合器構(gòu)造成混合液體(例如，水)和由壓碎機壓碎的紙粉，以獲得在液體中濃度為4-15% (重量)的紙粉。在該構(gòu)造的情況下，可以獲得這樣的高濃度有機漿，其在穩(wěn)定驅(qū)動周期內(nèi)僅通過從高濃度有機漿中的有機物質(zhì)和凈化目標流體中的有機物質(zhì)的氧化分解產(chǎn)生的熱量而將反應(yīng)箱中的溫度增加至預(yù)定溫度。
[0111][H 方面]·
[0112]在上述A至G方面中的任一項中，所述流體凈化系統(tǒng)還包括:溫度檢測器(例如，反應(yīng)箱溫度計24)，檢測反應(yīng)箱的溫度或者反應(yīng)箱中的混合流體的溫度；以及氧化劑泵(例如，氧化劑泵6)，將氧化劑泵送至反應(yīng)箱；以及控制器，基于溫度檢測器獲得的檢測結(jié)果，控制高濃度有機漿與凈化目標流體的混合比率或者通過漿泵泵送的高濃度有機漿的泵送速度。在該構(gòu)造的情況下，通過調(diào)整每單位時間內(nèi)相對于反應(yīng)箱的高濃度有機漿的流量可將反應(yīng)箱中的溫度控制在預(yù)定范圍內(nèi)。
[0113][I 方面]
[0114]在上述A至G方面中的任一項中，所述流體凈化系統(tǒng)進一步地包括溫度檢測器，所述溫度檢測器用于檢測反應(yīng)箱的溫度或者反應(yīng)箱中混合流體的溫度；以及氧化劑泵，所述氧化劑泵將氧化劑泵送至反應(yīng)箱中；以及控制器，基于溫度檢測器獲得的檢測結(jié)果，控制高濃度有機漿和凈化目標流體的混合物的有機物質(zhì)濃度。在該構(gòu)造的情況下，通過調(diào)整凈化目標流體和高濃度有機漿的混合物的有機物質(zhì)濃度可將反應(yīng)箱中的溫度控制在預(yù)定范圍內(nèi)。
[0115]根據(jù)本發(fā)明的實施例，高濃度有機漿在反應(yīng)箱中氧化分解以產(chǎn)生熱，使得加熱反應(yīng)箱中的氧化劑和凈化目標流體。與不使用高濃度有機漿的情況相比，通過利用高濃度有機漿(具有作為原材料的有機固體廢物)產(chǎn)生的熱而加熱反應(yīng)箱中的氧化劑和凈化目標流體，可減少加熱器的加熱量。因此，降低了用于加熱混合流體的運行成本。
[0116]盡管上文已經(jīng)對本發(fā)明的實施例作出了描述，但是本發(fā)明不僅限于此。應(yīng)當明白的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對所述實施例進行改變。
【權(quán)利要求】
1.一種流體凈化系統(tǒng)，包括: 反應(yīng)箱，通過利用氧化反應(yīng)分解凈化目標流體中的有機物質(zhì)，同時對凈化目標流體和氧化劑的混合流體進行加熱和加壓，從而凈化所述凈化目標流體； 壓碎機，壓碎有機固體廢物以獲得有機壓碎產(chǎn)品； 混合器，混合有機壓碎產(chǎn)品和液體以獲得高濃度有機漿；以及混合泵，把所述凈化目標流體和所述高濃度有機漿混合起來，以將所述凈化目標流體和所述高濃度有機漿泵送至反應(yīng)箱。
2.如權(quán)利要求1所述的流體凈化系統(tǒng)，其中，所述壓碎機構(gòu)造成使容納一球體和有機固體廢物的容器旋轉(zhuǎn)，同時使所述容器公轉(zhuǎn)，以通過公轉(zhuǎn)的離心力朝向容器的內(nèi)壁按壓所述球體，并且，通過所述容器的旋轉(zhuǎn)壓碎所述球體和內(nèi)壁之間的有機固體廢物。
3.如權(quán)利要求2所述的流體凈化系統(tǒng)，其中: 行星式球磨機用作壓碎機。
4.如權(quán)利要求2所述的流體凈化系統(tǒng)，其中: 廢紙用作有機固體廢物。
5.如權(quán)利要求4所述的流體凈化系統(tǒng)，其中: 廢熱敏紙用作廢紙?！?br> 6.如權(quán)利要求4所述的流體凈化系統(tǒng)，還包括: 粉碎機，粉碎所述廢紙，其中， 由所述粉碎機粉碎的條被供應(yīng)到所述壓碎機。
7.如權(quán)利要求6所述的流體凈化系統(tǒng)，其中: 所述混合器構(gòu)造成混合液體與由壓碎機壓碎的紙粉，以在液體中獲得濃度為4-15%(重量)的紙粉。
8.如權(quán)利要求1所述的流體凈化系統(tǒng)，還包括: 溫度檢測器，檢測所述反應(yīng)箱的溫度或者在所述反應(yīng)箱中的混合流體的溫度； 氧化劑泵，將氧化劑泵送至所述反應(yīng)箱；以及 控制器，基于溫度檢測器獲得的檢測結(jié)果，控制所述高濃度有機漿與所述凈化目標流體的混合比率或者由漿泵泵送的所述高濃度有機漿的泵送速度。
9.如權(quán)利要求1所述的流體凈化系統(tǒng)，還包括: 溫度檢測器，檢測所述反應(yīng)箱的溫度或者所述反應(yīng)箱中的混合流體的溫度； 氧化劑泵，將氧化劑泵送至所述反應(yīng)箱；以及 控制器，基于溫度檢測器獲得的檢測結(jié)果，控制所述高濃度有機漿和所述凈化目標流體的混合物的有機物質(zhì)濃度。
10.一種流體凈化系統(tǒng),包括: 反應(yīng)箱，通過利用氧化反應(yīng)分解所述凈化目標流體中的有機物質(zhì)，同時對凈化目標流體和氧化劑的混合流體進行加熱和加壓，從而凈化所述凈化目標流體； 壓碎機，壓碎有機固體廢物以獲得有機壓碎產(chǎn)品； 混合器，混合有機壓碎產(chǎn)品和液體以獲得高濃度有機漿；以及 漿泵，把高濃度有機漿以與凈化目標流體分離的方式泵送到反應(yīng)箱。
【文檔編號】C02F1/72GK103848528SQ201310757266
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】青木公生, 鈴木章悟, 武藤敏之, 宮澤秀之, 中島牧人, 宇津木綾, 早川謙一, 座間優(yōu), 山田茂 申請人:株式會社理光