CN112154123A

CN112154123A - 通过穿过吸附性介质床的上升流来处理流体的方法及相应设备

Info

Publication number: CN112154123A
Application number: CN201980034117.2A
Authority: CN
Inventors: A·盖德
Original assignee: Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
Current assignee: Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2020-12-29
Also published as: US11945733B2; EP3797092A1; EP3797092B1; PL3797092T3; CA3098186A1; US20210206661A1; CL2020002996A1; BR112020023527A2; MX2020012385A; FR3081458A1; ES2966134T3; FR3081458B1; WO2019224258A1; DK3797092T3

Abstract

本发明涉及用于处理流体(15)的设备(1)，其通过使所述流体(15)的上升流(90)穿过吸附性介质颗粒(13)床来进行。该设备(1)包括旨在容纳颗粒(13)床的反应器(2)，所述反应器(2)包括：‑设置在底部的待处理流体的注入和分配装置，用于在反应器(2)内形成该流体(15)的上升流(90)，并使所述颗粒(13)床流化和膨胀；‑设置在顶部的流体偏转装置(20)，用于降低该流体(15)的上升流(90)的速度并使得能够形成流体平静区域(27)，所述处理过的流体的回收装置设置在所述平静区域(27)的下游。

Description

通过穿过吸附性介质床的上升流来处理流体的方法及相应设备

背景技术

1.本发明的领域

本发明涉及通过在反应器中流化的吸附性介质上的上升流(flux ascendant)来处理水的领域。

本发明适用于使用活性炭作为吸附性介质来减少水中的有机物质、微污染物和/或金属离子。

背景技术

2.现有技术

存在各种使用以升流模式运行的活性炭反应器的方法。

专利申请FR-A-2874913特别描述了一种处理流体的方法，该方法使用在活性炭床中以升流模式运行的反应器，同时确保在反应器顶部在活性炭颗粒和流体之间的重力分离。然后通过溢流回收处理过的流体。活性炭的平均浓度在膨胀床的高度上为100-300g/l并且活性炭的平均浓度在沉降床区域的上部为低于2mg/l。所用活性炭的粒度为100-800μm并且流体的上升速度为2-20m/h，有利地为8-15m/h。接触时间为5-60分钟，有利地为8-15分钟。

此外，申请FR-A-3003477特别描述了一种处理流体的方法，该方法使用紧凑型活性炭吸附升流反应器以同时消除有机物质和微污染物。与上述专利申请的情况一样，待处理的水均匀地进入结构的底部，以从底部到顶部穿过活性炭床。该反应器的运行速度足够低，以不促使活性炭床的显著膨胀，从而确保水中存在的物质的过滤和吸附。流体的上升速度则在10至20m/h之间变化，并且优选12-15m/h。提供了一个膨胀阶段，在此阶段期间，水以15-40m/h的速度循环，其足够高以促使活性炭床显著膨胀，然后用水对其进行洗涤。所使用的活性炭的粒度为0.3-1.5mm并且优选0.6-1.2mm。

由固体颗粒构成的介质床的最小流化速度是流体必须要允许悬浮的颗粒轻微运动的最小速度。这个速度取决于固体颗粒的尺寸和密度以及流体的粘度。它由以下关系式给出(根据Wen和Yu)：

·V_f＝Re_f.μ/(d₉₀.ρ),其中Re_f＝(33.7²+0.0408Ar)^0.5-33.7并且

Ar＝d³ ₉₀ρ(ρ_s–ρ)g/μ²

其中：

Re_f是流化的雷诺数；

Ar是阿基米德数；

V_f是流化速度(m/s)；

ρ_s是介质的堆积密度(g/m³)；

d₉₀是90％通过时的介质直径(m)(＝d₁₀.CU^1.67)；并且d₁₀是有效尺寸(m)且CU是均匀系数；

ρ是流体的堆积密度(g/m³)；

μ是流体的粘度(Pa.s)。

下表1显示了水上升流中不同粒度的活性炭的流化的最小速度：

d<sub>10</sub>(μm)	100	200	300	400	600	800	1200
								V<sub>f(min)</sub>(m/h)	0.3	0.5	1.1	2	4.5	7.8	16.2

表1

当流体的速度变得大于最小流化速度时，活性炭床在反应器中发生膨胀现象，其特征是膨胀率。与静止时的床高度相比，膨胀率对应于流体以流化速度通过期间床高度的增加。对于给定的颗粒床，膨胀等同于颗粒的悬浮。颗粒的膨胀根据上升速度而变化。逐渐提高这个速度会导致膨胀从静止状态转变为颗粒变得悬浮的状态，直到达到初始高度(静止高度)的两倍的高度。在这种情况下，颗粒变得彼此独立。

下表2显示对于给定粒度的活性炭颗粒，流化速度使得能够获得给定的膨胀率：

表2

所引用的两个现有技术专利申请推荐了一种反应器，其尺寸适合于有利地具有8-15m/h的速度的上升流。

对于专利申请FR-A-2874913，活性炭的推荐粒度为0.1-0.8mm，并且推荐最大速度为15m/h。在此速度下，所有直径小于0.3mm的细粒具有大于100％的膨胀率，并且在出口处与处理过的流体一起被发现。

对于专利申请FR-A-3003477，推荐的粒度为0.6-1.2mm，并且在过滤/吸附阶段推荐的最大速度为15m/h。在此速度下，对于0.8mm的中值粒度，床的膨胀仅为15％。在这种速度下，可以避免颗粒的泄漏。然而，直径为1.2mm的颗粒没有被流化，这导致在操作过程中活性炭床的膨胀非常小。相反，洗涤步骤以40m/h的最大速度进行。在这种速度下，直径小于或等于0.6mm的细粒具有大于100％的膨胀率并且在出口处与处理过的流体一起被发现。

因此，根据现有技术的方法需要增加对上升流体速度的控制，从而对于给定的活性炭粒度范围，能够在一方面是活性炭床(特别是较大粒度的颗粒)的充分膨胀并且另一方面是粒度较小的颗粒的有限泄漏之间实现不利最少的折衷。

如上所述，对于通常使用的活性炭的粒度范围，现有技术方法几乎不可能做到有利于一方面而不损害另一方面。

为了使用反应器中存在的所有活性炭物料，通常必须以理论上可以在10％至100％范围内的膨胀率来流化活性炭床。当低于10％时，介质的比表面积可能无法完全用于吸附。

活性炭的泄漏也是特别有害的，因为它带来额外的成本，这尤其是由于重新注入新鲜的活性炭来补偿这种损失而导致的。这还会在处理过的流体中造成不必要的悬浮物质(MES)过载。这种过载必须由相对于升流处理方法来说位于下游的过滤器吸收，因此过滤器倾向于堵塞得更快。

为了尝试克服流化床颗粒的泄漏，同时保持足够高的升流速度，诸如现有技术的方法的使用者可以注入聚合物以形成活性炭絮凝物。

这代表了实施该方法的额外步骤和额外成本。

发明内容

3.本发明的目标

本发明旨在克服现有技术的至少一些缺点。

本发明尤其旨在提出一种用于通过穿过吸附性介质床的上升流来处理流体的设备，其使得能够有效地流化该吸附性介质床，同时极大地限制甚至防止吸附性介质的任何损失。

根据至少某些实施方案，本发明的另一个目标在于提出一种用于限制流体损失的设备。

根据至少某些实施方案，本发明的另一个目标在于提出一种比现有技术的设备更有效和更紧凑的设备。

本发明的目标还在于提出操作根据本发明的设备的方法。

根据至少某些实施方案，本发明的另一个目标在于提出一种用于最佳地减少吸附性介质消耗的方法。

根据至少某些实施方案，本发明的另一个目标在于提出一种不需要添加压载聚合物的方法。

4.本发明的描述

本发明涉及一种用于处理流体的设备，其通过使这种流体的上升流穿过吸附性介质颗粒床来进行。

该设备包括旨在容纳吸附性介质颗粒床的反应器，该反应器包括：

-设置在底部的待处理流体的注入和分配装置，用于在反应器内形成该流体的上升流，并使该吸附性介质颗粒床流化和膨胀；

-设置在顶部的流体偏转装置，用于降低该流体的上升流的速度并使得能够形成流体平静区域；

-设置在该平静区域下游的处理过的流体的回收装置；和

-任选地：吸附性介质颗粒注入装置、吸附性介质颗粒提取装置和处理过的流体的再循环装置。

本发明的发明构思尤其基于设置在反应器顶部的流体偏转装置的存在。这是因为，该偏转装置使得能够降低流体的上升流的速度并且因而形成平静区域。术语“平静区域(zone de tranquillité)”应理解为是指其中上升流的速度大大降低的区域。吸附性介质颗粒(特别是较小尺寸的吸附性介质颗粒)碰到该偏转装置并且由于在该偏转装置处上升流的速度减慢而落回到反应器的底部。下游区域因而几乎没有吸附性介质颗粒，并且可回收没有悬浮的吸附性介质颗粒的处理过的流体。

该偏转装置使得能够使用的流体的上升流速度高于现有技术设备中通常使用的相应速度，同时大大减少或者甚至阻止吸附性介质颗粒的任何泄漏。因而，这使得能够获得更紧凑的设备。另外，该偏转装置使得能够不需要使用压载聚合物，即使是在相对较高的流体的上升流速度下。

待处理流体可以是任何包含可被吸附性介质吸附的污染物质的流体。待处理流体尤其可以是被有机物质、微污染物和/或金属离子污染的水。

该吸附性介质颗粒是选自以下的粒子(grains)或微粒子：活性炭、树脂、粘土、沸石、二氧化锰、羟基氧化铁或它们的混合物。该吸附性介质尤其可以是微粒子或粒子形式的活性炭。该吸附性介质的类型根据待处理流体中污染物的类型进行选择。

吸附性介质床优选具有0.2m-1.20m的高度。

根据本发明的反应器可以是圆柱形或正方形的。优选地，该反应器具有3米至10米的高度。非常优选地，该反应器具有3米至6米的高度。

待处理流体注入和分配装置使得能够在反应器的底部注入待处理流体，以在反应器内形成流体的上升流，并获得吸附性介质颗粒床的流化和膨胀。有利地，该流体注入和分配装置使得能够在反应器的底部均匀分配流体。这尤其可以通过均匀分布在反应器底部的进料坡道来实现。

根据第一实施方案，该流体偏转装置包括彼此平行并且相对于垂直方向倾斜角度θ的叶片。

它们相对于垂直方向的倾斜度和它们的尺寸确定可以根据所用吸附性介质颗粒的粒度范围进行调节。以下关系式用于计算叶片的截止阈值，该截止阈值是物理屏障的属性，因此它物理上停止了尺寸超过边界值的所有要素。

其中：

d_p：颗粒的直径(m)；

ρ_p：颗粒的密度(kg/m³)；

μ₀：水的粘度(kg/m.s)；

ρ：水的密度(kg/m³)；

θ：叶片相对于垂直方向的倾斜角度(度)；

l：叶片长度(m)；

s：叶片的表面积(m²)；

φ_S：固体的体积分数。

叶片可相对于垂直方向倾斜50°-60°的角度θ。有利地，叶片尤其可相对于垂直方向倾斜接近60°的角度θ。

叶片可彼此间隔25mm-100mm的距离。叶片尤其可彼此间隔36mm-42mm的距离。这个间隔特别适合于吸附性介质颗粒，特别是粒径为400-1300μm的活性炭粒子或微粒子。

与叶片之间的间隔相比，叶片的长度非常大。它例如可以是约为一米，特别是可以等于一米。

在这种第一实施方案中，叶片被设置成抵抗流体的全部上升流。水的速度在叶片内降低，这使得能够生成在其中颗粒可沉降的平静区域。然后可以通过溢流回收处理过的流体。

根据本发明的第二实施方案，流体回收装置包括具有侧面的棱柱形的斜槽(goulotte)，该侧面相对于水平方向形成45°至70°的角度α并且其各自设有第一流体溢出口和作为偏转装置起到挡板作用的偏转器。角度α可尤其具有接近60°的值。这种斜槽已经被描述于以编号FR2694209公布的专利申请中。

该斜槽的偏转器可由光滑板构成。它可以呈现出网格的外观，该网格具有与吸附性介质颗粒的尺寸相适应的网眼尺寸。有利地，它可以由形成蜂窝状管道的外形或板堆构成。该偏转器的取向是可变的。根据一种有利的实施方案，它按照与第一溢水口平行的方向放置。

根据一种有利的实施方案，第一流体溢出口在其下端设有柔性的且可移动的瓣阀(bavette)，该瓣阀起到阀门(clapet)的作用。

根据另一种有利的实施方案，第一溢出口以相对于斜槽的侧面的正交方向上取向。

另外，根据另一有利的实施方案，斜槽的上边缘折叠以形成第二溢出口，通过该第二溢出口可以回收不含吸附性介质颗粒的处理过的流体。

在这种第二实施方案中，一部分的流体流流过斜槽的第一溢出口，并通过挡板减慢速度，这因而形成局部平静区域。吸附性介质颗粒倾向于因重力而回落，而完全不含吸附性介质颗粒的处理过的流体被收集并且可以回收。

根据本发明的反应器还可以包括处理过的流体的再循环装置。这种再循环装置将至少一部分处理过的流体与待处理流体一起送回，因此降低了待处理流体中污染物的浓度。

根据本发明的反应器还可包括吸附性介质颗粒提取装置和吸附性介质颗粒注入装置，使得可以分别提取反应器中的吸附性介质颗粒的流化床的一部分以及添加新鲜或再生的吸附性介质颗粒到反应器中。这因而使得能够通过去除至少部分地被吸附在其中的污染物质饱和的吸附性介质颗粒并通过注入新鲜或再生的吸附性介质颗粒来更新吸附性介质颗粒床。

根据本发明的设备还可包括用于通过固/液过滤分离从反应器中提取的吸附性介质颗粒的单元。这通过如下方式将吸附性介质颗粒与液相分离：通过从反应器中提取吸附性介质颗粒来过滤流化床的提取的部分，以便一方面至少部分地去除饱和的吸附性介质颗粒，以备其处理、再生或弃置，并且另一方面回收可以与待处理流体一起再循环的液相。该过滤单元可以例如是过滤桶或任何其他能够通过过滤吸附性介质颗粒进行浓缩的等效装置。

最后，根据本发明的设备还可包括分析单元，该分析单元用于测量来自流化床的样品的吸附能力。在活性炭的情况下，该分析单元尤其可测量活性炭的碘值。

本发明还涉及一种用于在如上所述的设备中处理待处理流体的方法。

该方法包括在反应器中提供形成吸附性介质颗粒床的吸附性介质颗粒。该方法还包括在所述流体注入装置处连续注入待处理流体，以形成流体的上升流，其具有能够使介质颗粒床流化及使其膨胀的速度。该方法最后包括在处理过的流体的回收装置处连续回收处理过的流体。

因此，根据本发明的方法使得能够连续处理待处理的流体，同时限制或者甚至消除吸附性介质颗粒的泄漏。另外，可以使用相对较高的上升流速度来获得吸附性介质颗粒的流化床的膨胀率，该膨胀率足够高至实现吸附性介质颗粒床的有效处理，而无需考虑吸附性介质颗粒的泄漏。

根据本发明的方法特别适合于废水的三级处理或饮用水的生产，并且特别适合于处理污染物质，该污染物质是有机物质、微污染物和/或金属离子。

有利地，调节上升流的速度以形成吸附性介质颗粒床的膨胀区域以及介于该膨胀区域和偏转装置之间的过渡区域，与在膨胀区域中相比，在过渡区域中吸附性介质颗粒的浓度的稠密度要小。介于吸附性介质床的膨胀区域和偏转装置之间的过渡区域仅包含最细的吸附性介质颗粒。只有这些最细的颗粒在偏转装置处被停止。流体的上升流的速度可尤其被调节以获得吸附性介质颗粒床的平均膨胀率为10％至90％。术语“平均膨胀率”应理解为是指针对平均尺寸的吸附性介质颗粒计算的膨胀率。平均膨胀率尤其可接近60％。

根据特定的实施方案，分配给吸附反应的持续时间可被调节为5至20分钟。

反应器中吸附性介质颗粒的浓度范围为1g/l至300g/l。优选地，吸附性介质颗粒的浓度为1g/l至100g/l。在特定的实施方案中，处理过的水至少部分再循环到反应器中。这降低了污染物质的初始浓度，并因此降低了吸附性介质颗粒的必需剂量。

根据一种有利的实施方案，该方法进一步包括从反应器连续或顺序地提取吸附性介质颗粒床的一部分，并注入新鲜或再生的吸附性介质颗粒以保持所述反应器中吸附性介质颗粒的恒定浓度。这使得可以用新鲜或再生的吸附性介质颗粒至少部分地替换被污染物饱和的吸附性介质颗粒。优选地，该方法进一步包括吸附性介质颗粒床的提取部分的固/液分离，以使得能够浓缩吸附性介质颗粒并回收液相。该液相可被重新注入反应器中。这限制了该方法中的流体损失。浓缩的吸附性介质颗粒可被弃置，或者作为替代方案，它们可进行再生。在一种特别有利的实施方案中，该方法可进一步包括从所述反应器的吸附性介质颗粒床中获取样品，并分析所获取的所述样品的颗粒的污染物质饱和率，当饱和率超过阈值时，顺序地实施从所述反应器的吸附性介质颗粒床的一部分的提取。这种实施方式显著减少了吸附性介质颗粒的消耗。例如，当吸附性介质是活性炭时，颗粒的饱和率可通过碘值控制(其对立推理地指示活性炭的吸附能力)。碘值的这种测量尤其可以根据国际ASTM标准n°D4607进行。可有利地选择低于300mg/g的碘值以引发吸附性介质颗粒的更新。

吸附性介质颗粒是选自以下的粒子或微粒子：活性炭，树脂，粘土，沸石，二氧化锰，羟基氧化铁或其混合物。

根据一种特定的实施方案，吸附性介质颗粒是活性炭颗粒。这些颗粒可以以400-1300μm、优选600-1300μm、优选600-1000μm的粒度进行校准。在这种实施方案中，尤其当流体是待处理水时，流体的上升流的速度可以在20m/h至40m/h的范围内。这样的速度能够使吸附性介质颗粒的流化床充分膨胀，以进行最佳处理而不会导致颗粒泄漏。

附图说明

5.附图清单

通过以下参照附图给出的两种特定实施方案的描述，将更容易理解本发明及其不同的优点，其中：

-图1是设备的示意图，该设备的上升流反应器包括倾斜且相互平行的叶片。

-图2表示根据图1的设备的反应器的倾斜叶片；

-图3是包括设有挡板的斜槽的上升流反应器的示意图；和

-图4表示根据图3的设备的反应器的斜槽。

具体实施方式

6.实施方式的描述

参照图1，示出了用于三级处理废水或生产饮用水的设备1。设备1包括反应器2，反应器2包含活性炭颗粒13床。

活性炭颗粒13具有600-1300μm的校准粒度，并且通常包含严格小于5％比例的尺寸小于400μm的颗粒。取决于待处理水的类型，可将活性炭颗粒13的浓度调节至1g/l-100g/l的浓度。

所示的反应器2是圆柱形的。这种类型的反应器的高度通常为3米至10米。

进水管10提供待处理水，该待处理水被注入到反应器2中。该待处理水通过进料坡道被注入，该进料坡道设置在反应器2的下部，并且能够使水15在反应器中均匀分布。这使得能够在反应器2内形成水15的上升流90。水的上升流90具有的速度使得其引起活性炭颗粒13床的流化和膨胀。

还参照图2，相对于垂直方向倾斜接近60°的角度θ并且彼此间隔36-42mm的距离的叶片21的组20被设置在反应器2的顶部。叶片具有大约一米的长度。叶片21的组20使得能够偏转上升流90，并且因而大大降低入射流的速度，从而形成平静区域27。到达叶片21处的颗粒13沉积在叶片21上并向下滑动，因此倾向于在重力作用下再落到反应器的底部。在位于所述叶片21的组20的上方的区域28中，水15不再含有颗粒13。

计算水的上升流90的速度，以使得对于0.8mm的粒度来说不超过60％的床膨胀率。这使得能够形成流化床的膨胀区域25，流化床的大部分颗粒13位于该区域中。这还使得能够在叶片21的组20的下方形成高度为至少1米至1.5米的过渡区域26，在该过渡区域中颗粒13弱聚集。在这种情况下，只有那些具有100％或更大的膨胀的最细颗粒(＜0.4mm)将被叶片21的组20阻挡。

反应器2以通常为8-40m/h的水的上升流90的速度、尤其是以20-40m/h的上升流的速度连续工作。现有技术的反应器在不引起活性炭大量泄漏的情况下是无法达到这些流速度的。上升流90的速度还可根据分配给吸附反应的所需持续时间进行调节。此持续时间的范围为5分钟到20分钟。

处理过的水通过溢流在管道30中回收。至少一部分的处理过的水通过管道35被再循环到反应器2中，从而使这部分再循环的处理过的水能够与待处理水混合。这尤其使得可以减少活性炭的消耗。这是因为，举例来说，COD为2mg/l的水的流量的50％再循环能够使COD为6mg/l的待处理原水在混合后变为COD为4.66mg/l的待处理水。因而，该再循环使得能够降低活性炭的必需剂量。

活性炭颗粒13的流化床样品是通过设置在反应器2中部的出口40定期采集的。

这些样品的碘值在分析单元(未示出)中评价。新鲜的活性炭具有通常在900至1200mg/g的范围内可变的碘值。活性炭在吸附性物质中饱和的程度越大，其对水的处理效率越低，并且碘值的降低越大。碘值高于300mg/g的测量值允许流化活性炭床保持在反应器中。相反，碘值小于或等于300mg/g意味着必须至少部分更新流化活性炭床。为此，优选地布置在底部的出口41使得能够通过机械或液压提取装置从反应器2中提取流化床的至少一部分。同时，为使得活性炭颗粒13的浓度在反应器2中保持恒定，必须在活性炭注入点12处将新鲜的活性炭颗粒或再生的活性炭颗粒引入反应器2中。与其中周期性更换活性炭颗粒而不考虑其饱和度高低的方法相比，当碘值变得低于或等于300mg/g时，这种定期分析流化床样品的碘量并至少部分提取流化床的依序过程将活性炭颗粒的消耗降低20％至40％。

在出口41处提取的部分流化床然后在过滤桶3或类似物(例如过滤筛)中过滤。被称作液滴的回收的液相则可以通过管道11再循环到反应器2中，使得它们能够与待处理水混合。因此，根据该处理方法的水损失非常低并且保持低于1％。活性炭颗粒的浓缩物可通过出口42排出，以被弃置或再生。

图3示出了反应器2’，该反应器2’具有替代叶片21的组20的偏转装置和用于通过斜槽收集和排出水的替代装置。这样的反应器2’可以形成如上所述的设备的一部分，并且可以使用相同的参数在如上所述的方法中使用。下面的描述集中于使反应器2’与上面描述的反应器2区分开的要素。

进水管10’提供注入到反应器2’中的待处理水。该待处理水通过进料坡道被注入，该进料坡道设置在反应器2’的下部并且能够使水15’在反应器2’中均匀分布。这使得能够在反应器2’内形成水15’的上升流90’。水的上升流90’引起活性炭颗粒13’床的流化和膨胀。斜槽200设置有偏转器。这些偏转器与斜槽的侧面间隔50-200mm。它们起到挡板的作用，并且阻挡悬浮颗粒与处理过的水一起离开。颗粒被重新注入反应器中。

参照图4，设置在反应器顶部的斜槽200起到偏转装置的作用，并使得能够在管道30’中回收几乎没有颗粒15’的处理过的水。斜槽200具有棱柱形的多面体形状，其侧面(204，204’)相对于水平方向形成45°至70°的角度α。优选地，该侧面相对于水平方向形成60°的角度。该斜槽的侧面各自设有第一溢水口(205，205’)，该第一溢水口面对构成挡板的偏转器(206，206’)。

斜槽200的上边缘(207，207’)有利地以可变的倾斜度折叠以构成第二溢出口(208，208’)。第一溢水口205优选地以相对于斜槽200的侧面的正交方向上取向。由于其棱柱形构造，该斜槽围绕中心轴线XX’对称地构建，并且因此由两个半斜槽G,G’构成。在下文中，描述将限于在图4中用小箭头表示在半斜槽G中的水的路径。水的上升流90’将最细的颗粒13’带向第一溢水口205。水流在达到第一溢出口205的阈值之后向其下游流动。然后借助于在流动路径上形成挡板的偏转器206来限制水的湍流。优选地，并且如图所示，偏转器由光滑板构成。它也可以呈现网格的外观，其网眼尺寸调整适合于要保留的活性炭粒子的尺寸。有利地，它可以由形成蜂窝状管道的外形或板堆构成。偏转器206的取向是可变的。有利地，它按照与第一溢水口205平行的方向放置。撞击挡板的水流被减慢并被引导到由斜槽的倾斜侧面204所界定的平静区域209中。水然后聚集在这个区域中，并沿着向上的路径行进，直到达到第二溢出口208的阈值为止。因此可在第二溢出口208的下游回收不含颗粒13’的水。被水流夹带的活性炭颗粒13’也被收集在平静区域209中，并且由于其倾斜而沿着斜槽的侧面204滑动，一直到第一溢出口205的下端。如可从图4看到的，第一溢出口205的下端可有利地配置有可移动瓣阀210，其起到阀门的作用。颗粒13’通过自身的重量提起瓣阀并且返回到流化床的物料中。

在反应器2和2’中，可以使用替代活性炭的吸附性介质，特别是树脂、粘土、沸石、二氧化锰或羟基氧化铁的颗粒的形式。使用这些替代的吸附性介质所引起的尺寸的微小改变或处理方法参数的改变是本领域技术人员能够尤其根据吸附性介质颗粒的粒度和密度进行调适的。

Claims

1.用于处理流体(15)的设备(1)，其通过使所述流体(15)的上升流(90)穿过吸附性介质颗粒(13)床来进行，这种设备(1)包括旨在容纳吸附性介质颗粒(13，13’)床的反应器(2，2’)，

所述反应器(2，2’)包括：

-设置在底部的待处理流体的注入和分配装置，用于在反应器(2，2’)内形成该流体(15，15’)的上升流(90，90’)，并使该吸附性介质颗粒(13，13’)床流化和膨胀；

-处理过的流体的回收装置；和

-任选地：吸附性介质颗粒注入装置、吸附性介质颗粒提取装置和处理过的流体的再循环装置，

所述设备(1)的特征在于，所述反应器(2，2’)还包括设置在顶部的流体偏转装置(20，206，206’)，用于降低该流体(15，15’)的上升流(90，90’)的速度并使得能够形成流体平静区域(27，209)，所述处理过的流体的回收装置设置在所述平静区域(27，209)的下游；

该吸附性介质颗粒是选自活性炭、树脂、粘土、沸石、二氧化锰、羟基氧化铁或它们的混合物中的粒子或微粒子。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述流体(15)偏转装置(20)包括叶片(21)，所述叶片相互平行且相对于垂直方向倾斜50°-60°的角度θ，优选接近60°的角度θ。

3.根据权利要求2所述的设备(1)，其中所述叶片(21)彼此间隔25mm-100mm的距离；优选地，所述叶片(21)彼此间隔36mm-42mm的距离。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体回收装置包括具有侧面(204、204’)的棱柱形的斜槽(200)，该侧面相对于水平方向形成45°至70°的角度α并且其各自设有第一流体溢出口(205，205’)和作为偏转装置起到挡板作用的偏转器(206，206’)。

5.在根据权利要求1-4中任一项的设备中处理待处理流体的方法，包括：

-在所述反应器中提供形成吸附性介质颗粒床的吸附性介质颗粒，所述吸附性介质颗粒是选自活性炭、树脂、粘土、沸石、二氧化锰、羟基氧化铁或它们的混合物中的粒子或微粒子；

-在所述流体注入装置处连续注入待处理水，以形成流体的上升流，其能够使吸附性介质颗粒床流化及使其膨胀；并且

-在处理过的流体的回收装置处连续回收处理过的水。

6.根据权利要求5所述的方法，其中上升流的速度被调节以形成吸附性介质颗粒床的膨胀区域以及介于所述膨胀区域和所述偏转装置之间的过渡区域，与所述膨胀区域相比，所述过渡区域的吸附性介质颗粒的稠密度较小。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其中该吸附性介质颗粒床的平均膨胀率为10％至90％，优选接近60％。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中所述反应器中的吸附性介质颗粒的浓度为1g/l至300g/l，优选1g/l至100g/l。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其中该处理过的流体至少部分地再循环到所述反应器中。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的方法，还包括：

-从所述反应器中连续或顺序地提取吸附性介质颗粒床的一部分；并且，

-注入新鲜或再生的吸附性介质颗粒以在所述反应器中保持恒定浓度的吸附性介质颗粒。

11.根据权利要求10所述的方法，包括：

-提取的吸附性介质颗粒床的部分的固/液分离，使得能够回收液相；并且，

-将该液相注入到所述反应器中。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的方法，还包括：

-从所述反应器的吸附性介质颗粒床中获取样品；并且

-分析所述样品的吸附性介质颗粒的污染物质饱和率；

当饱和率超过阈值时，实施从所述反应器的吸附性介质颗粒床的一部分的提取。

13.根据权利要求6-12中任一项所述的方法，其中所述吸附性介质颗粒是以400-1300μm的粒度校准的活性炭颗粒。

14.根据权利要求13所述的方法，其中流体的上升流具有8-40m/h、优选20m/h-40m/h的速度。