一体化生物介体除磷反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及处理含磷废水的反应器，尤其涉及一体化生物介体除磷反应器。
【背景技术】
[0002]我国水体污染严重，其中富营养化污染造成生态平衡破坏、饮用水质下降，对人类生活和生产造成了重大影响。磷元素是造成水体富营养化的主要限制因素。近年来，一方面含磷废水日益增多，引起环境污染和生态破坏不断加剧；另一方面，由于大量开采，磷资源趋于耗竭。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。
[0003]生物除磷法是常用的废水除磷技术，但其对废水成分要求高、除磷率较低、运行稳定性及灵活性差、剩余污泥量大且处置难。化学沉淀除磷法是另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、污泥含磷量低等缺点。化学结晶除磷法主要有鸟粪石(MAP)结晶法和碳酸钙(HAP)结晶法，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宄仍停留在实验室层面，鲜有工程应用。
[0004]将化学沉淀除磷法与结晶除磷法相结合，同时利用改性剩余污泥(生物介体)的截留、吸附、助晶作用，开发集除磷与磷回收于一体的反应器，不仅强化了废水除磷效果，实现了磷资源回收，而且利用生物介体作为晶核，缓解了剩余污泥处置压力。
【发明内容】
[0005]本发明目的是克服现有技术的不足，提供一体化生物介体除磷反应器。
[0006]一体化生物介体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，反应区和沉淀区的中心设有中心管，中心管下端设有扩张管，布水区从下到上顺次设有排渣口、污泥斗、曝气装置、反射板和环形分布器，曝气装置包括曝气管、曝气头，环形分布器包括分布盘和分布柱，反应区从内到外顺次设有第一反应区、第二反应区，从中心管上部三分之一处延伸至扩张管为第一反应区，中心管上部内侧设有进水管、进药管，第二反应区上部设有进料口，下部设有出料口，第一反应区与第二反应区通过环形分布器相连通，沉淀区设有出水堰、出水管，出水堰上部设有锯齿型溢流堰。
[0007]所述的反应器径高比为3~5，布水区、反应区和沉淀区的体积比为1: 3~6: 2~4。所述的第一反应区与第二反应区为同心圆筒，两者高度相等；第一反应区与第二反应区截面积之比为1: 10~30。所述的曝气头位于反射板正下方，反射板位于扩张管正下方，距离为10~30_，反射板直径为扩张口直径的1.3-1.8倍。所述的分布盘与扩张管相连固定，与水平线呈20~30°，最低点距离反应器底部高度为50~150mm，分布盘开有的圆孔，单位面积分布50~200个，孔内竖直安装高度40~80mm的分布柱，分布柱下面开口，上端封闭，侧面均匀开设Φ10~20πιπι小孔。所述的进水管、进药管位于第一反应区上部中心。
[0008]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，相邻单元功能互补，结构紧凑，占地面积小；2)反应区分为第一反应区和第二反应区，将絮凝除磷、吸附除磷与结晶除磷融于一体；3)第二反应区装有生物介体，加速吸附结晶过程，同时提高晶体磷含量；4)环形分布器均匀布水；5)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】
[0009]图1是一体化除磷反应器结构示意图；
图2是一体化除磷反应器结构A-A剖视图
图中:排澄口 1、污泥斗2、曝气管3、曝气头4、反射板5、分布盘6、分布柱7、第一反应区8、扩张管9、中心管10、进水管11、进药管12、进料管13、出料口 14、第二反应区15、溢流堰16、出水管17。
【具体实施方式】
[0010]如图1、2所示，一体化生物介体除磷反应器本体从下到上顺次设有布水区1、反应区II和沉淀区III，反应区II和沉淀区III的中心设有中心管10，中心管10下端设有扩张管9，布水区I从下到上顺次设有排渣口 1、污泥斗2、曝气装置、反射板5和环形分布器，曝气装置包括曝气管3、曝气头4，环形分布器包括分布盘6和分布柱7，反应区II从内到外顺次设有第一反应区8、第二反应区15，从中心管10上部三分之一处延伸至扩张管9为第一反应区8，中心管10上部内侧设有进水管11、进药管12，第二反应区15上部设有进料口13，下部设有出料口 14，第一反应区8与第二反应区15通过环形分布器相连通，沉淀区III设有出水堰、出水管17，出水堰上部设有锯齿型溢流堰16。
[0011]所述的反应器径高比为3~5，布水区1、反应区II和沉淀区III的体积比为1:3-6: 2~4。所述的第一反应区8与第二反应区15为同心圆筒，两者高度相等；第一反应区8与第二反应区15截面积之比为1: 10~30。所述的曝气头4位于反射板5正下方，反射板5位于扩张管9正下方，距离为10~30mm，反射板5直径为扩张口 9直径的1.3-1.8倍。所述的分布盘6与扩张管9相连固定，与水平线呈20~30°，最低点距离反应器底部高度为50~150mm，分布盘6开有Φ2~10ι?πι的圆孔，单位面积分布50~200个，孔内竖直安装高度40~80mm的分布柱7，分布柱7下面开口，上端封闭，侧面均匀开设Φ 10~20mm小孔。所述的进水管11、进药管12位于第一反应区8上部中心。
[0012]一种一体化生物介体除磷反应器可用PVC板和钢板制作，其工作流程如下:首先通过进料口 13装载载体，先用大粒径碎石或者玻璃球填充至分布柱7高度，再填充预处理过的生物载体至距离进料口 13约30~80mm ;进水管11与进药管12同时进水进药，在第一反应区8内充分混合，随着重力自流在第一反应区8内进行絮凝除磷反应；反应产生的沉淀物部分进入底部污泥斗2，通过排渣口 I排出，部分沉淀物随着水流通过反射板5与曝气作用向上流动，通过环形分布器均匀布水后进入第二反应区15 ;由于第二反应区15截面积增大，水流速度在第二反应区15内减缓，与生物载体充分接触，进行吸附结晶反应，并拦截固体悬浮物，进行固液分离；第二反应区15出水在沉淀区III内沉降分离，澄清后出水经溢流堰16经由出水管17排出。
[0013]本发明中反应器的除磷以及结晶回收关键在于流速控制。通过第一反应区8和第二反应区15截面积比例设计，控制进水在第一反应区8内的快速絮凝除磷作用，反射板5并辅以曝气装置控制上流流速，在第二反应区15内缓慢上流，达到吸附结晶除磷作用。
【主权项】
1.一种一体化生物介体除磷反应器，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)，反应区(II)和沉淀区(III)的中心设有中心管(10)，中心管(10)下端设有扩张管(9)，布水区(I)从下到上顺次设有排渣口(1)、污泥斗(2)、曝气装置、反射板(5)和环形分布器，曝气装置包括曝气管(3)、曝气头(4)，环形分布器包括分布盘(6)和分布柱(7)，反应区(II)从内到外顺次设有第一反应区(8)、第二反应区(15)，从中心管(10)上部三分之一处延伸至扩张管(9)为第一反应区(8)，中心管(10)上部内侧设有进水管(11 )、进药管(12)，第二反应区(15)上部设有进料口( 13)，下部设有出料口(14)，第一反应区(8)与第二反应区(15)通过环形分布器相连通，沉淀区(III)设有出水堰、出水管(17)，出水堰上部设有锯齿型溢流堰(16)。
2.根据权利I所述的一种一体化生物介体除磷反应器，其特征在于:所述的反应器径高比为3~5，布水区(I)、反应区(II)和沉淀区(III)的体积比为1: 3~6: 2~4。
3.根据权利I所述的一种一体化生物介体除磷反应器，其特征在于:所述的第一反应区(8)与第二反应区(I5)为同心圆筒，两者高度相等；第一反应区(8)与第二反应区(I5)截面积之比为I: 10-30ο
4.根据权利I所述的一种一体化生物介体除磷反应器，其特征在于:所述的曝气头(4)位于反射板(5)正下方，反射板(5)位于扩张管(9)正下方，距离为10~30mm，反射板(5)直径为扩张口(9)直径的1.3-1.8倍。
5.根据权利I所述的一种一体化生物介体除磷反应器，其特征在于:所述的分布盘(6)与扩张管(9)相连固定，与水平线呈20~30°，最低点距离反应器底部高度为50~150mm，分布盘(6)开有的圆孔，单位面积分布50~200个，孔内竖直安装高度40~80mm的分布柱(7)，分布柱(7)下面开口，上端封闭，侧面均匀开设<M0~20mm小孔。
6.根据权利I所述的一种一体化生物介体除磷反应器，其特征在于:所述的进水管(11)、进药管(12)位于第一反应区(8)上部中心。
【专利摘要】本发明公开了一种一体化生物介体除磷反应器。反应器本体从下到上顺次设有布水区、反应区和沉淀区，布水区下部设有排渣口、污泥斗，布水区设有曝气装置、反射板和环形分布器，曝气装置包括曝气管、曝气头，环形分布器包括分布盘和分布柱；反应区从内向外顺次设有第一反应区、中心管、第二反应区，第一反应区上部设有进水管、进药管，底部设有扩张管，第二反应区下部设有出料口，上部设有进料口；沉淀区设有出水堰、出水管，出水堰上部设有锯齿型溢流堰。本发明融絮凝除磷、吸附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；重力自流迅速絮凝，载体区缓慢结晶，提高除磷与结晶效率；产物中磷含量高。
【IPC分类】C02F9-04
【公开号】CN104843902
【申请号】CN201510246881
【发明人】郑平, 邱琳, 张萌, 陈俊杰, 王东豪
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月15日