CN101555057B - 结晶除磷反应器 - Google Patents
结晶除磷反应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101555057B CN101555057B CN2009100986310A CN200910098631A CN101555057B CN 101555057 B CN101555057 B CN 101555057B CN 2009100986310 A CN2009100986310 A CN 2009100986310A CN 200910098631 A CN200910098631 A CN 200910098631A CN 101555057 B CN101555057 B CN 101555057B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystallizing
- reaction zone
- zone
- pipe
- dephosphorizing reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 14
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 4
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 12
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 9
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate hexahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
本发明公开一种结晶除磷反应器。结晶除磷反应器本体从下到上设有布水区、反应区和沉淀区,布水区设有排渣管、进水管、升流柱盘式分布器、曝气装置,曝气装置由曝气管、曝气头组合而成,反应区下部设有载体进口、进药管,反应区中部的上、下设有第一回流管、第二回流管,沉淀区设有出水堰、出水管、出料口,出水堰上部设有锯齿型溢流堰,出水堰侧面设有两平行挡板,出水堰底部设有斜板。本发明功能明确;布水区设置升流柱盘式分布器,可有效避免流体短流;反应区设有载体,可强化磷酸钙盐结晶;采用“连续进料-间歇曝气”的运行方式,防止载体堵塞,并有利于载体上晶体的脱附和回收;沉淀区设置锯齿挡板出水堰,出水均匀,设置斜板,固液分离良好。
Description
技术领域
本发明涉及反应器,尤其涉及一种结晶除磷反应器。
背景技术
我国水污染问题十分严重,在主要湖泊中,氮磷污染所导致的富营养化湖泊占50%以上,每年“水华”和“赤潮”造成的经济损失高达100亿元以上。一方面含磷废水日益增多,引起的环境污染和生态破坏不断加剧;另一方面磷是一种重要资源,世界上探明的磷储藏量仅够人类使用100年左右。研究废水资源化除磷技术,消除废水磷素污染,同时回收利用磷资源,已成为社会发展的迫切需要。
化学沉淀除磷法是一种重要的废水除磷技术。实用发现,传统化学沉淀除磷法有沉淀速度慢、固液分离差、污泥含水率高、污泥脱水处理复杂等缺点。生物除磷法是近年来废水处理研究的热点之一。研究表明,生物除磷法也有对废水成分要求高(C∶N∶P=100∶5∶1才能满足功能微生物的需求)、运行稳定性和灵活性较差、剩余污泥处理和处置困难等问题。化学结晶除磷法主要有MAP(鸟粪石)结晶除磷法和HAP(磷酸钙)结晶除磷法,这类方法既能去除磷,又能回收磷,因此得到了学术界和产业界的青睐。
反应器是化学结晶除磷工艺的关键。目前,国外已有DHV结晶反应器(DHVCrystalactor TM Pelletiser)、CSIR流化床结晶柱(CSIR Fluiclised bed CrystallsationColumn)和Kurita固定床结晶柱(Kurita Fixed Bed Crystallisation Column)等研究报道,国内则鲜见相关研究报道。本发明所涉及的结晶除磷反应器结构新颖、运行工况稳定、磷酸盐回收效率高,适用于各种含磷废水处理。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的不足,提供一种结晶除磷反应器。
结晶除磷反应器本体从下到上设有布水区、反应区和沉淀区,布水区设有排渣管、进水管、升流柱盘式分布器、曝气装置,曝气装置由曝气管、曝气头组合而成,反应区下部设有载体进口、进药管,反应区中部的上、下设有第一回流管、第二回流管,沉淀区设有出水堰、出水管、出料口,出水堰上部设有锯齿型溢流堰,出水堰侧面设有两平行挡板,出水堰底部设有斜板。
所述的反应器主体采用圆形有机玻璃管制成。布水区、反应区和沉淀区的体积比为1∶2~3∶0.8~1。升流柱盘式分布器由穿孔板和分布柱组成,穿孔板直径100~200mm,板上开有4~9个圆孔,一个位于穿孔板正中心,其它均匀分布于直径50~150mm的圆周上,孔内安装内径15~25mm、高度30~50mm的分布柱,分布柱下端开口,上端封闭,侧面均匀开设Φ2~5mm的小孔,升流柱盘式分布器固定在布水区与反应区之间,离反应器底部的高度为100~150mm。第一回流管、第二回流管末端为倒锥形。两平行挡板间距为20~40mm,底部斜板宽度为20~40mm,斜板与水平线成25~35°。出水堰按水流方向将沉淀区分隔成上流区、溢流区和降流区。
本发明与现有技术相比具有的有益效果:1)反应器自下而上分为布水区、反应区和沉淀区三个单元,相互影响较小,各单元直径相等,结构紧凑,占地少,单元之间采用法兰连接,便于拆卸维护;2)布水区设置升流柱盘式分布器,既能使气液分布均匀,有效避免流体短流,又能起到支撑反应器载体的作用;3)反应区设有载体(如活性炭、石英砂等),利用载体表面特性,可以在载体表面形成局部过饱和溶液,利于钙与磷酸反应形成磷酸钙盐结晶析出;4)反应器采用“连续进料-间歇曝气”方式运行,连续进料可实现对含磷废水的连续处理,间歇曝气采用“曝气-停止曝气-曝气”循环操作,可提高废水pH,强化传质,防止填料堵塞,使晶体脱附;5)沉淀区出水堰采用锯齿挡板,可确保沉淀区流态均匀,采用斜板可确保良好的固液分离。
附图说明
图1是结晶除磷反应器结构示意图;
图2是结晶除磷反应器中沉淀区的水流分布图;
图3是结晶除磷反应器结构A-A剖视图;
图4是结晶除磷反应器结构B-B剖视图;
图中:排渣管1、进水管2、升流柱盘式分布器3、分布柱4、进药管5、反应区第一回流管6、法兰7、出料口8、出水管9、锯齿溢流堰10、平行挡板11、斜板12、圆筒13、反应区第二回流管14、载体进口15、曝气头16、曝气管17、底座18。
具体实施方式
如图1所示,结晶除磷反应器本体从下到上设有布水区I、反应区II和沉淀区III,布水区I设有排渣管1、进水管2、升流柱盘式分布器3、曝气装置,曝气装置由曝气管17、曝气头16组合而成,反应区II下部设有载体进口15、进药管5,反应区II中部的上、下设有第一回流管6、第二回流管14,沉淀区III设有出水堰、出水管9、出料口8,出水堰上部设有锯齿型溢流堰10,出水堰侧面设有两平行挡板11,出水堰底部设有斜板12。
所述的反应器主体采用圆形有机玻璃管制成。布水区I、反应区II和沉淀区III的体积比为1∶2~3∶0.8~1。第一回流管6、第二回流管14末端为倒锥形,不仅有利于回流均匀稳定,而且利于减少反应区中短流现象。
如图2所示,出水堰按水流方向将沉淀区III分隔成上流区、溢流区和降流区。
如图3所示,两平行挡板11间距为20~40mm,底部斜板10宽度为20~40mm,斜板10与水平线成25~35°。
如图4所示,升流柱盘式分布器3由穿孔板和分布柱组成,穿孔板直径100~200mm,板上开有4~9个圆孔,一个位于穿孔板正中心,其它均匀分布于直径50~150mm的圆周上,孔内安装内径15~25mm、高度30~50mm的分布柱4,分布柱4下端开口,上端封闭,侧面均匀开设Φ2~5mm的小孔,升流柱盘式分布器3固定在布水区I与反应区II之间,离反应器底部的高度为100~150mm。
结晶除磷反应器可用PVC板和钢板制作。实际运行中,首先通过载体进口15向反应区中填充载体,先用大粒径碎石或玻璃球填充至分布柱4高度,再填充粒径为0.9mm~1.25mm的载体(如活性炭或石英砂),填充高度至反应区2/3。然后向反应器中泵入含磷30mg/L的废水和药剂,药剂成分为180mg/LCaCl2溶液,用2mol/LNaOH和2mol/LHCl调节反应液pH。
反应器采用“连续进料-间歇曝气”的运行方式。废水通过进水管2导入布水区I,药剂通过进药管5导入反应区II,空气通过曝气管17从反应器底部引入,废水与空气经过升流柱盘式分布器进入反应区。在曝气作用下,反应区中废水与药剂充分混合,在反应区发生化学反应。曝气1h后停止曝气,产生的晶体在载体表面成核、生长。反应器运行4小时后再曝气,使载体表面形成的磷酸钙盐晶体脱附,经上流区的溢流堰进入溢流区,再进入降流区,利用磷酸钙盐与水的密度差,使其在降流区实现固、液分离。出水从出水管9排出,晶体产物从出料口8排出,进行资源化利用。
Claims (5)
1.一种结晶除磷反应器,其特征在于:反应器本体从下到上设有布水区(I)、反应区(II)和沉淀区(III),布水区(I)设有排渣管(1)、进水管(2)、升流柱盘式分布器(3)、曝气装置,曝气装置由曝气管(17)、曝气头(16)组合而成,反应区(II)下部设有载体进口(15)、进药管(5),反应区(II)中部的上、下设有第一回流管(6)、第二回流管(14),沉淀区(III)设有出水堰、出水管(9)、出料口(8),出水堰上部设有锯齿型溢流堰(10),出水堰侧面设有两平行挡板(11),出水堰底部设有斜板(12);所述的升流柱盘式分布器(3)由穿孔板和分布柱组成,穿孔板直径100~200mm,板上开有4~9个圆孔,一个位于穿孔板正中心,其它均匀分布于直径50~150mm的圆周上,孔内安装内径15~25mm、高度30~50mm的分布柱(4),分布柱(4)下端开口,上端封闭,侧面均匀开设Φ2~5mm的小孔,升流柱盘式分布器(3)固定在布水区(I)与反应区(II)之间,离反应器底部的高度为100~150mm。
2.根据权利要求1所述的一种结晶除磷反应器,其特征在于:所述的反应器主体采用圆形有机玻璃管制成。
3.根据权利要求1所述的一种结晶除磷反应器,其特征在于:所述的第一回流管(6)、第二回流管(14)末端为倒锥形。
4.根据权利要求1所述的一种结晶除磷反应器,其特征在于:所述的两平行挡板(11)间距为20~40mm,底部斜板(12)宽度为20~40mm,斜板(12)与水平线成25~35°。
5.根据权利要求1所述的一种结晶除磷反应器,其特征在于:所述的出水堰按水流方向将沉淀区(III)分隔成上流区、溢流区和降流区。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100986310A CN101555057B (zh) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | 结晶除磷反应器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100986310A CN101555057B (zh) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | 结晶除磷反应器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101555057A CN101555057A (zh) | 2009-10-14 |
CN101555057B true CN101555057B (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=41173369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009100986310A Expired - Fee Related CN101555057B (zh) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | 结晶除磷反应器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101555057B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102225799B (zh) * | 2011-05-11 | 2012-10-03 | 浙江大学 | 强化除磷反应器 |
CN102730883B (zh) * | 2012-07-18 | 2014-06-25 | 济南大学 | 一种处理海水利用废水结晶除磷的方法 |
CN102745851A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-10-24 | 济南大学 | 一种基于超声技术强化新型晶种结晶除磷的装置及方法 |
CN106430506B (zh) * | 2016-10-20 | 2023-03-21 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种鸟粪石流化结晶装置 |
CN106915819B (zh) * | 2017-03-16 | 2022-12-02 | 浙江大学 | 限流可变除磷反应器及其废水除磷方法 |
CN110963596A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-04-07 | 福建申远新材料有限公司 | 一种鸟粪石结晶法除磷反应器及其应用 |
CN109095660B (zh) * | 2018-10-18 | 2021-02-26 | 重庆大学 | 一种城市景观水体除磷与磷回收装置 |
CN112266062B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-07-08 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种能控制产品结晶粒度的污水处理装置及污水处理方法 |
CN113531254A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-22 | 南京汇仁化工设备有限公司 | 一种动力波溢流堰 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201433127Y (zh) * | 2009-05-18 | 2010-03-31 | 浙江大学 | 一种结晶除磷反应器 |
-
2009
- 2009-05-18 CN CN2009100986310A patent/CN101555057B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201433127Y (zh) * | 2009-05-18 | 2010-03-31 | 浙江大学 | 一种结晶除磷反应器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101555057A (zh) | 2009-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101555057B (zh) | 结晶除磷反应器 | |
EP2540676B1 (en) | Continuous flow reactor and method for treating wastewater having high-concentration nitrogen and phosphorus | |
CN101073715A (zh) | 一种高效澄清水处理装置和工艺 | |
CN107445266B (zh) | 一种气液流化强化鸟粪石结晶成粒装置 | |
CN106630084A (zh) | 两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水方法及*** | |
CN205999096U (zh) | 一种小型钢制高效除硬澄清装置 | |
CN103922527B (zh) | 一体化污水深度处理装置及其工艺 | |
CN103204587A (zh) | 厌氧-好氧交替式颗粒污泥处理污水装置及处理方法 | |
CN201433127Y (zh) | 一种结晶除磷反应器 | |
CN108409024A (zh) | 一种生物吸附强化磁分离污水碳源浓缩资源化***及方法 | |
CN201033264Y (zh) | 一种高效澄清水处理装置 | |
CN106145510A (zh) | 一种采用给水厂脱水污泥强化膜生物反应器除磷效果的方法 | |
CN110526395A (zh) | 用于废水处理***的旋流厌氧反应器 | |
CN102225799B (zh) | 强化除磷反应器 | |
CN101913685B (zh) | 一种磁分离污水处理装置 | |
CN206308090U (zh) | 两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水的*** | |
CN202080940U (zh) | 一种强化除磷反应器 | |
CN104310653A (zh) | 一种共聚气浮法处理污水的方法 | |
CN201762157U (zh) | 一种新型磁分离污水处理装置 | |
CN107973399B (zh) | 一种高效三相分离*** | |
CN204675924U (zh) | 一种一体化生物介体除磷反应器 | |
CN104843902A (zh) | 一体化生物介体除磷反应器 | |
CN106242002B (zh) | 一种改进型强化除磷装置及除磷工艺 | |
CN216997800U (zh) | 一种集混凝沉淀于一体的高效机械澄清固液分离装置 | |
CN213707979U (zh) | 满足稳定ⅲ类地表水总磷排放要求的一体化污水处理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101208 Termination date: 20130518 |