[实用新型]一种旋流式结晶除磷反应器

说明书

技术领域

本实用新型属除磷装置技术领域，特别是涉及一种旋流式结晶除磷反应器。

背景技术

随着工农业的发展与人类生活水平的提高，大量含磷的城市污水、工业废水及农业(养殖)污水排入水体。以2008年为例，当年我国废水排放量为572.0亿吨，按废水平均含磷浓度10mg/L计，全国含磷废水排放量为57.20万吨，导致了严重的环境污染和生态破坏，突出表现为水体富营养化。2008年全国水环境质量状况指出我国湖泊富营养问题突出，在监测的26个湖(库)中富营养化湖(库)占到46％。另一方面，磷是贡献于农业和工业发展的重要资源但其储量却十分有限，世界上探明的磷储藏量仅够人类使用100年左右。此外，国家“十二五”规划纲要也明确提出大力发展循环经济和加大环境保护力度，因此，废水除磷及其资源化技术已成为废水处理的发展趋势。

废水除磷技术主要有化学沉淀法、生物除磷法、化学结晶法。化学沉淀法存在沉淀速度慢、固液分离差、污泥含水率高、难以回用等缺点；生物除磷技术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)，运行稳定性和灵活性较差，剩余污泥处理难和利用价值低等不足；化学结晶除磷技术是一类废水资源化除磷技术，它通过形成难溶的磷酸铵镁(MAP)晶体或磷酸钙盐晶体(HAP)来达到除磷与回收磷的目的。

反应器是化学结晶除磷工艺的关键。国外曾涌现了一批除磷反应器，如DHV结晶反应器(DHV Crystalactor TM Pelletiser)、CSIR流化床结晶柱(CSIR Fluiclised bed Crystallsation Column)和Kurita固定床结晶柱(Kurita Fixed Bed Crystallisation Column)等，国内除磷反应器则较少。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋流式结晶除磷反应器，实现颗粒结晶磷盐的快速分离。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种旋流式结晶除磷反应器，由下至上包括底流区，水力旋流区和溢流区，所述的底流区包括底板，所述的底板上面连有下柱体；所述的下柱体上设有回收管和两个回流管；所述的水力旋流区包括倒喇叭口、锥体和中柱体；所述的倒喇叭口伸入底流区，其上端与锥体下端相连；所述的锥体伸入底流区，其上端与中柱体下端相连；所述的中柱体上端连有盖板；所述的盖板中间连有溢流管；所述的溢流管下端伸入水力旋流区，上端伸入溢流区；所述的中柱体上面设有分别对称的两个进水口和两个加药口；所述的溢流区包括与盖板相连的上柱体；所述的上柱体中部设有填料层；所述的填料层上方设有排水堰；所述的上柱体上面设有清渣管和排水管；所述的清渣管的水平位置低于溢流管的溢流口的水平位置；所述的排水管与排水堰相连；所述的回收管的水平位置低于倒喇叭口的底流口的水平位置；所述的回流管的水平位置高于倒喇叭口的底流口的水平位置。

所述的底流区，水力旋流区和溢流区的体积比为1∶(2～3)∶(0.8～1)。

所述的回流管与进水口相连。

所述的倒喇叭口的锥角为90°。

所述的锥体的锥角β为20～30°，锥底直径为7cm。

所述的溢流管下端伸入水力旋流区的长度为中柱体长度的0.2～0.5倍，上端伸入溢流区的长度为6～9cm。

填料层的有效体积占溢流区的0.5倍。

所述的回收管距离底板为5～13cm；所述的回流管距离下柱体顶端为15～20cm。

所述的清渣管距离盖板为4～6cm；所述的排水管距离填料层为8～11cm。

所述的进水口和两个加药口的截面为矩形25mm×5mm

有益效果

本实用新型由于充分结合了水力旋流器快速分离的特点，与传统反应器相比具有以下优点：

1)水力旋流区中，颗粒结晶磷盐通过外旋流经由底流口(20)进入底流区I，絮体结晶磷盐通过内旋流经由溢流口(19)进入溢流区III，可实现颗粒结晶磷盐的快速分离；

2)颗粒结晶磷盐底流通过倒喇叭口(2)时，速度急剧下降，有效确保了颗粒结晶磷盐在底流区的沉淀效果；

3)絮体结晶磷盐经由溢流口通过填料层(13)时，被吸附凝聚成颗粒结晶磷盐，进一步确保了反应器除磷效果；

4)两个进水口(8)和两个加药口(16)分别对称布置，进水与加药逆向操作，有助于强化传质，增强反应速率；

5)回流管(4)可与进水管(8)连接，实现回流功能，并可调节底流和溢流比例，确保出水达标排放；