[发明专利]一种高负荷晶核固液分离装置及方法

权利要求书

1.一种高负荷晶核固液分离装置，其特征在于，包括内壳体(26)和外壳体(27)，所述外壳体内自上而下依次设有清水区(15)、蜂窝填料(14)、分离区(12)、浓缩区(11)和集泥区(25)；所述内壳体(26)设置于分离区(12)，包括上下连通的造粒区(4)和絮凝区(9)，絮凝区(9)的顶部入口尺寸大于造粒区(4)底部出口尺寸；造粒区(4)连接进水管(1)、加晶种管(3)，絮凝区(9)连接混凝剂加药管(7)、助凝剂加药管(8)；造粒区(4)和絮凝区(9)分别设有搅拌器；所述集泥区(25)与絮凝区(9)底部之间连接有污泥回流管(21)，污泥回流管(21)上设有污泥回流泵(20)。

2.根据权利要求1所述的一种高负荷晶核固液分离装置，其特征在于，所述絮凝区(9)的底部外扩呈圆台型。

3.根据权利要求1所述的一种高负荷晶核固液分离装置，其特征在于，所述造粒区(4)的出口设有布水器(6)，布水器(6)上设有由中心向四周逐渐变密且对称布置的圆孔(32)。

4.根据权利要求3所述的一种高负荷晶核固液分离装置，其特征在于，所述圆孔(32)的孔径为40mm，相邻圆孔的中心距为100mm。

5.根据权利要求1所述的一种高负荷晶核固液分离装置，其特征在于，所述浓缩区(11)的底部为V型，V型的两个边上设有刮板(24)，V型中心设有污泥出口连通集泥区(25)。

6.根据权利要求5所述的一种高负荷晶核固液分离装置，其特征在于，所述集泥区(25)底部有锥形底板，在锥形底板底部中心安装有刮泥电机(23)和减速器(29)，减速器(29)上有搅拌轴(31)，搅拌轴(31)延伸至浓缩区(11)，并与刮板(24)连接，带动刮板(24)旋转。

7.根据权利要求1所述的一种高负荷晶核固液分离装置，其特征在于，所述蜂窝填料(14)的水力直径为50mm，几何形状为正六边形，蜂窝填料厚度为0.5mm，蜂窝填料长度为1m，安装角度为60°。

8.基于权利要求1所述装置的高负荷晶核固液分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：加入氢氧化钠和碳酸钠的原水从进水管(1)进入造粒区(4)，与从加晶种管(3)加入的晶种在造粒区(4)进行结晶造粒，在搅拌器的作用下晶种、氢氧化钠和碳酸钠与原水均匀混合，使原水中的钙离子发生化学反应生成碳酸钙晶体，附着在晶种表面，随着碳酸钙晶体的不断附着，晶种慢慢长大，最终形成大颗粒晶种，进入絮凝区(9)；

步骤2：絮凝区(9)通过混凝剂投加管(7)加入混凝剂、助凝剂投加管(8)加入助凝剂，在搅拌器的作用下混凝剂、助凝剂以及通过污泥回流管(21)加入的回流污泥混合均匀，并逐步形成微絮凝体；

步骤3：微絮凝体结团絮凝，绝大部分逐渐形成了具有有效密度的球形体，形成悬浮层，悬浮层位于絮凝区(9)上部，拦截絮凝区(9)底部上升来的颗粒，拦截住的颗粒将继续增大球形体体积，未拦截住的颗粒一部分随着水流上升，从絮凝区(9)顶部开口进入分离区(12)实现固液分离，分离出的污泥落入浓缩区(11)，另外一部分从絮凝区(9)底部落入浓缩区(11)；

步骤4：污泥自浓缩区(11)下沉至集泥区(25)；

步骤5：固液分离后的水和部分微絮凝体继续上升，微絮凝体经过蜂窝填料(14)时被截留，经沉淀处理后的水进入清水区(15)，然后从清水区(15)的出水口排出。

9.根据权利要求8所述的一种高负荷晶核固液分离方法，其特征在于，所述浓缩区(11)的底部为V型陡坡区，V型陡坡区底板上设有刮板，刮板旋转使水流上升流速较高，水流将颗粒冲起，继续结团絮凝，体积继续增大，如此循环，实现小颗粒的循环增长。

10.根据权利要求8所述的一种高负荷晶核固液分离方法，其特征在于，所述造粒区搅拌器的转速为60～80r/min，絮凝区搅拌器的转速为20～40r/min。