CN102225799B - 强化除磷反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化除磷反应器。反应器本体从下到上顺次设有布水区、反应区和沉淀区,布水区下部设有回流污泥斗,回流污泥斗上部设有混合室,回流污泥斗中心设有射流进水器;反应区从内向外顺次设有第一反应区、第二反应区和第三反应区,第一反应区下部设有进药管;沉淀区从下到上顺次设有污泥排放口、沉淀污泥斗、污泥沉淀室、溢流堰和出水口,溢流堰上部设有锯齿型溢流口。本发明融凝聚除磷、絮凝除磷与结晶除磷于一体,各单元功能互补,结构紧凑,占地面积小;采用射流进水,强化废水与药剂混合效果,并推动沉淀污泥回流重复利用,强化除磷效果;结晶柱层过滤与沉淀区倒三角沉降分离协同作用,固液分离效果好;沉淀污泥中磷含量高。
Description
技术领域
本发明涉及一种含磷废水的处理反应器,尤其涉及一种强化除磷反应器。
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上百亿元。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,自然界的磷元素循环为不完全循环,除鸟粪随鸟迁移和海鱼人为捕捞外,磷没有再次回到陆地的途径。据估计,按现有开采速度,全球的磷矿资源只能维持100~250年。因此,废水除磷及其资源化回收利用,已成为环境与资源领域的重大课题。
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存在沉淀速度慢、固液分离差、污泥含水率高、含磷量低、脱水处理复杂等缺点。化学结晶除磷法主要有MAP(鸟粪石)结晶法和HAP(碳酸钙)结晶除磷法,这类方法既能去除磷,又能回收磷,受到学术界和产业界的青睐。但化学结晶除磷法操作复杂,运行成本高,到目前为止大部分研究仍停留在实验室层面,鲜有工程应用。生物除磷法是近年来废水处理研究热点之一。研究表明,生物除磷法存在对废水成分要求高(C : N : P = 100 : 5 : 1才能满足功能微生物的需求)、除磷效率低、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。
将化学沉淀除磷法与化学结晶除磷法合二为一,开发强化除磷反应器,不仅可以简化设备,减少投资成本;增强废水除磷效果,降低运行费用;提高沉淀污泥含磷量,进一步实现对磷资源回收利用,而且操作安全,控制方便,适用于各类含磷废水处理。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的不足,提供一种强化除磷反应器。
一种强化除磷反应器本体从下到上顺次设有布水区、反应区和沉淀区,布水区下部设有回流污泥斗,回流污泥斗上部设有混合室,回流污泥斗中心设有射流进水器,射流进水器的一端伸入到混合室上部,射流进水器的另一端伸出回流污泥斗的底部;反应区从内向外顺次设有第一反应区、第二反应区和第三反应区,并贯通,第一反应区下部设有进药管,混合室与第一反应区下部相连;沉淀区从下到上顺次设有污泥排放口、沉淀污泥斗、污泥沉淀室、溢流堰和出水口,溢流堰上部设有锯齿型溢流口,第三反应区上端与沉淀污泥斗下端相连。
所述的一种强化除磷反应器为圆柱形装置。所述的射流进水器伸入到混合室上部1/3 ~ 1/4处;混合室与第一反应区截面积比例为1.5 ~ 3.0 : 1.0。所述的第一反应区、第二反应区和第三反应区为同心圆筒,三者高度相等;第一反应区、第二反应区和第三反应区截面积比例为1.0 : 11.0 : 8.0;所述的沉淀污泥斗底部采用倒三角,其底角α为55°,回流污泥斗底角β为50°,混合室底角γ为45°。
本发明与现有技术相比具有的有益效果:1)反应器自上而下分为布水区、反应区和沉淀区三个单元,相邻单元功能互补,结构紧凑,占地面积小;2)采用射流进水,强化废水与药剂混合效果,并推动沉淀污泥回流进入反应区,强化除磷效果;3)反应区分为第一反应区、第二反应区和第三反应区,将凝聚除磷、絮凝除磷与结晶除磷融于一体;4)反应区结晶柱层过滤与沉淀区倒三角沉降分离协同作用,固液分离效果好;5)反应器内污泥经回流、结晶柱层过滤等反复作用后,磷含量提高,有利于磷资源回收利用;6)沉淀区溢流堰采用锯齿形堰口,可确保沉淀区流态均匀。
附图说明
图1是强化除磷反应器结构示意图;
图2是强化除磷反应器结构A-A剖视图
图中:射流进水器1、回流污泥斗2、混合室3、进药管4、第一反应区5、第二反应区6、第三反应区7、沉淀污泥斗8、污泥沉淀室9、出水口10、溢流堰11、污泥排放口12、底座13。
具体实施方式
如图1、2所示,一种强化除磷反应器本体从下到上顺次设有布水区I、反应区II和沉淀区III,布水区I下部设有回流污泥斗2,回流污泥斗2上部设有混合室3,回流污泥斗2中心设有射流进水器1,射流进水器1的一端伸入到混合室3上部,射流进水器1的另一端伸出回流污泥斗2的底部,反应区II从内向外顺次设有第一反应区5、第二反应区6和第三反应区7,并贯通,第一反应区5下部设有进药管4,混合室3与第一反应区5下部相连,沉淀区III从下到上顺次设有污泥排放口12、沉淀污泥斗8、污泥沉淀室9、溢流堰11和出水口10,溢流堰11上部设有锯齿型溢流口,第三反应区7上端与沉淀污泥斗8下端相连。
所述的射流进水器1伸入到混合室3上部1/3 ~ 1/4处;混合室3与第一反应区5截面积比例为1.5 ~ 3.0 : 1.0。所述的第一反应区5、第二反应区6和第三反应区7为同心圆筒,三者高度相等;第一反应区5、第二反应区6和第三反应区7截面积比例为1.0 : 11.0 : 8.0;所述的沉淀污泥斗8底部采用倒三角,其底角α为55°,回流污泥斗2底角β为50°,混合室3底角γ为45°。
一种强化除磷反应器可用PVC板和钢板制作,其工作过程如下:含磷废水由布水区I底部经射流进水器1进入混合室3内,高速水流会在混合室3内形成负压,将回流污泥斗2中污泥吸入混合室3中,并与进水掺合进入第一反应区5;泥水混合物在第一反应区5内利用射流进水器1高速水流的作用与沉淀剂充分混合,进行凝聚反应除磷,经第一反应区5顶部进入第二反应区6;由于第二反应区6截面积增大,水流速度在第二反应区6内减缓,促进沉淀物通过絮凝反应除磷,产生的沉淀物一部分沉降进入回流污泥斗2,另一部分经第二反应区6底部进入第三反应区7;沉淀物絮体或污泥在第三反应区7内积累并形成沉淀物结晶柱层,含磷废水在第三反应区7内经过沉淀物结晶柱层,进行结晶反应除磷,并进行固液分离,经第三反应区7上部进入沉淀区III;泥水混合物在沉淀区III内沉降分离,澄清后废水经溢流堰11由出水口10排出,分离后污泥经沉淀污泥斗8倒三角底面回流进入第三反应区7内进一步利用;沉淀物积累到一定量后,由污泥排放口12排出。
本发明中反应区II强化除磷的关键在于流速控制。通过射流进水器1和第一反应区5、第二反应区6、第三反应区7截面积比例设计,控制沉淀物在第一反应区5内向上流动,在第二反应区6内向下缓慢沉降,在第三反应区7内处于流化状态,分别达到凝聚除磷、絮凝除磷和结晶除磷的作用。通过反应区II内循环结构设计强化其除磷效果。
Claims (4)
1.一种强化除磷反应器,其特征在于:反应器本体从下到上顺次设有布水区(I)、反应区(II)和沉淀区(III),布水区(I)下部设有回流污泥斗(2),回流污泥斗(2)上部设有混合室(3),回流污泥斗(2)中心设有射流进水器(1),射流进水器(1)的一端伸入到混合室(3)上部,射流进水器(1)的另一端伸出回流污泥斗(2)的底部;反应区(II)从内向外顺次设有第一反应区(5)、第二反应区(6)和第三反应区(7),并贯通,第一反应区(5)下部设有进药管(4),混合室(3)与第一反应区(5)下部相连;沉淀区(III)从下到上顺次设有污泥排放口(12)、沉淀污泥斗(8)、污泥沉淀室(9)、溢流堰(11)和出水口(10),溢流堰(11)上部设有锯齿型溢流口,第三反应区(7)上端与沉淀污泥斗(8)下端相连。
2.根据权利要求1所述的一种强化除磷反应器,其特征在于:所述的射流进水器(1)伸入到混合室(3)上部1/3 ~ 1/4处;混合室(3)与第一反应区(5)截面积比例为1.5 ~ 3.0 : 1.0。
3.根据权利要求1所述的一种强化除磷反应器,其特征在于:所述的第一反应区(5)、第二反应区(6)和第三反应区(7)为同心圆筒,三者高度相等;第一反应区(5)、第二反应区(6)和第三反应区(7)截面积比例为1.0 : 11.0 : 8.0。
4.根据权利要求1所述的一种强化除磷反应器,其特征在于:所述的沉淀污泥斗(8)底部采用倒三角,其底角α为55°,回流污泥斗(2)底角β为50°,混合室(3)底角γ为45°。
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