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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