專利名稱：一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及反應(yīng)器，尤其涉及一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
我國水污染問題十分嚴(yán)重，在主要湖泊中，氮磷污染所導(dǎo)致的富營養(yǎng)化湖
泊占50%以上，每年"水華"和"赤潮"造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)100億元以上。 一方面 含磷廢水日益增多，引起的環(huán)境污染和生態(tài)破壞不斷加??；另一方面磷是一種 重要資源，世界上探明的磷儲(chǔ)藏量僅夠人類使用100年左右。研究廢水資源化 除磷技術(shù)，消除廢水磷素污染，同時(shí)回收利用磷資源，已成為社會(huì)發(fā)展的迫切需要。
化學(xué)沉淀除磷法是一種重要的廢水除磷技術(shù)。實(shí)用發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)化學(xué)沉淀除 磷法有沉淀速度慢、固液分離差、污泥含水率高、污泥脫水處理復(fù)雜等缺點(diǎn)。 生物除磷法是近年來廢水處理研究的熱點(diǎn)之一。研究表明，生物除磷法也有對(duì) 廢水成分要求高(C: N: P=100: 5: 1才能滿足功能微生物的需求)、運(yùn)行穩(wěn)定 性和靈活性較差、剩余污泥處理和處置困難等問題?；瘜W(xué)結(jié)晶除磷法主要有MAP
(鳥糞石)結(jié)晶除磷法和HAP (磷酸鈣)結(jié)晶除磷法，這類方法既能去除磷， 又能回收磷，因此得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的青睞。
反應(yīng)器是化學(xué)結(jié)晶除磷工藝的關(guān)鍵。目前，國外已有DHV結(jié)晶反應(yīng)器(DHV Crystalactor TM Pelletiser)、CSIR流化床結(jié)晶柱(CSIR Fluiclised bed Crystallsation Column)禾口 Kurita固定床結(jié)晶柱(Kurita Fixed Bed Crystallisation Column)等石開 究報(bào)道，國內(nèi)則鮮見相關(guān)研究報(bào)道。本實(shí)用新型所涉及的結(jié)晶除磷反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 新穎、運(yùn)行工況穩(wěn)定、磷酸鹽回收效率高，適用于各種含磷廢水處理。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器。 結(jié)晶除磷反應(yīng)器本體從下到上設(shè)有布水區(qū)、反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，布水區(qū)設(shè)有 排渣管、進(jìn)水管、升流柱盤式分布器、曝氣裝置，曝氣裝置由曝氣管、曝氣頭 組合而成，反應(yīng)區(qū)下部設(shè)有載體進(jìn)口、進(jìn)藥管，反應(yīng)區(qū)中部的上、下設(shè)有第一 回流管、第二回流管，沉淀區(qū)設(shè)有出水堰、出水管、出料口，出水堰上部設(shè)有 鋸齒型溢流堰，出水堰側(cè)面設(shè)有兩平行擋板，出水堰底部設(shè)有斜板。
所述的反應(yīng)器主體采用圓形有機(jī)玻璃管制成。布水區(qū)、反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)的
體積比為l: 2 3: 0.8 1。升流柱盤式分布器由穿孔板和分布柱組成，穿孔板直徑100 200mm，板上開有4 9個(gè)圓孔， 一個(gè)位于穿孔板正中心，其它均勻 分布于直徑50 150mm的圓周上，孔內(nèi)安裝內(nèi)徑15 25mm、高度30 50mm 的分布柱，分布柱下端開口，上端封閉，側(cè)面均勻開設(shè)①2 5mm的小孔，升流 柱盤式分布器固定在布水區(qū)與反應(yīng)區(qū)之間，離反應(yīng)器底部的高度為100 150mm。第一回流管、第二回流管末端為倒錐形。兩平行擋板間距為20 40mm， 底部斜板寬度為20 40mm，斜板與水平線成25 35°。出水堰按水流方向?qū)⒊?淀區(qū)分隔成上流區(qū)、溢流區(qū)和降流區(qū)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果1)反應(yīng)器自下而上分為布 水區(qū)、反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)三個(gè)單元，相互影響較小，各單元直徑相等，結(jié)構(gòu)緊湊， 占地少，單元之間采用法蘭連接，便于拆卸維護(hù)；2)布水區(qū)設(shè)置升流柱盤式分 布器，既能使氣液分布均勻，有效避免流體短流，又能起到支撐反應(yīng)器載體的 作用；3)反應(yīng)區(qū)設(shè)有載體(如活性炭、石英砂等)，利用載體表面特性，可以 在載體表面形成局部過飽和溶液，利于鈣與磷酸反應(yīng)形成磷酸l丐鹽結(jié)晶析出；4) 反應(yīng)器采用"連續(xù)進(jìn)料-間歇曝氣"方式運(yùn)行，連續(xù)進(jìn)料可實(shí)現(xiàn)對(duì)含磷廢水的連續(xù) 處理，間歇曝氣采用"曝氣-停止曝氣-曝氣"循環(huán)操作，可提高廢水pH，強(qiáng)化傳 質(zhì)，防止填料堵塞，使晶體脫附；5)沉淀區(qū)出水堰采用鋸齒擋板，可確保沉淀 區(qū)流態(tài)均勻，采用斜板可確保良好的固液分離。

圖1是結(jié)晶除磷反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖2是結(jié)晶除磷反應(yīng)器中沉淀區(qū)的水流分布圖3是結(jié)晶除磷反應(yīng)器結(jié)構(gòu)A-A剖視圖4是結(jié)晶除磷反應(yīng)器結(jié)構(gòu)B-B剖視圖中排渣管l、進(jìn)水管2、升流柱盤式分布器3、分布柱4、進(jìn)藥管5、反 應(yīng)區(qū)第一回流管6、法蘭7、出料口8、出水管9、鋸齒溢流堰IO、平行擋板ll、 斜板12、圓筒13、反應(yīng)區(qū)第二回流管14、載體進(jìn)口 15、曝氣頭16、曝氣管17、 底座18。
具體實(shí)施方式

如圖i所示，結(jié)晶除磷反應(yīng)器本體從下到上設(shè)有布水區(qū)i、反應(yīng)區(qū)n和沉
淀區(qū)III，布水區(qū)I設(shè)有排渣管1、進(jìn)水管2、升流柱盤式分布器3、曝氣裝置， 曝氣裝置由曝氣管17、曝氣頭16組合而成，反應(yīng)區(qū)II下部設(shè)有載體進(jìn)口 15、 進(jìn)藥管5，反應(yīng)區(qū)II中部的上、下設(shè)有第一回流管6、第二回流管14，沉淀區(qū)III 設(shè)有出水堰、出水管9、出料口8，出水堰上部設(shè)有鋸齒型溢流堰10，出水堰側(cè)面設(shè)有兩平行擋板ll，出水堰底部設(shè)有斜板12。
所述的反應(yīng)器主體采用圓形有機(jī)玻璃管制成。布水區(qū)I、反應(yīng)區(qū)II和沉淀
區(qū)III的體積比為1: 2 3: 0.8 1。第一回流管6、第二回流管14末端為倒錐形，
不僅有利于回流均勻穩(wěn)定，而且利于減少反應(yīng)區(qū)中短流現(xiàn)象。
如圖2所示，出水堰按水流方向?qū)⒊恋韰^(qū)m分隔成上流區(qū)、溢流區(qū)和降流區(qū)。
如圖3所示，兩平行擋板11間距為20 40mm，底部斜板10寬度為20 40mm，斜板10與水平線成25 35°。
如圖4所示，升流柱盤式分布器3由穿孔板和分布柱組成，穿孔板直徑100 200mm，板上開有4 9個(gè)圓孔， 一個(gè)位于穿孔板正中心，其它均勻分布于直徑 50 150mm的圓周上，孔內(nèi)安裝內(nèi)徑15 25mm、高度30 50mm的分布柱4， 分布柱4下端開口，上端封閉，側(cè)面均勻開設(shè)02 5mm的小孔，升流柱盤式 分布器3固定在布水區(qū)I與反應(yīng)區(qū)II之間，離反應(yīng)器底部的高度為100 150mm。
結(jié)晶除磷反應(yīng)器可用PVC板和鋼板制作。實(shí)際運(yùn)行中，首先通過載體進(jìn)口 15向反應(yīng)區(qū)中填充載體，先用大粒徑碎石或玻璃球填充至分布柱4高度，再填 充粒徑為0.9mm 1.25mm的載體(如活性炭或石英砂)，填充高度至反應(yīng)區(qū)2/3。 然后向反應(yīng)器中泵入含磷30mg/L的廢水和藥劑，藥劑成分為180mg/LCaCl2溶 液,用2mol/LNaOH和2mol/LHCl調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH。
反應(yīng)器采用"連續(xù)進(jìn)料-間歇曝氣"的運(yùn)行方式。廢水通過進(jìn)水管2導(dǎo)入布水 區(qū)I ，藥劑通過進(jìn)藥管5導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)II ，空氣通過曝氣管17從反應(yīng)器底部引入， 廢水與空氣經(jīng)過升流柱盤式分布器進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。在曝氣作用下，反應(yīng)區(qū)中廢水 與藥劑充分混合，在反應(yīng)區(qū)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。曝氣lh后停止曝氣，產(chǎn)生的晶體在 載體表面成核、生長。反應(yīng)器運(yùn)行4小時(shí)后再曝氣，使載體表面形成的磷酸鈣 鹽晶體脫附，經(jīng)上流區(qū)的溢流堰進(jìn)入溢流區(qū)，再進(jìn)入降流區(qū)，利用磷酸,丐鹽與 水的密度差，使其在降流區(qū)實(shí)現(xiàn)固、液分離。出水從出水管9排出，晶體產(chǎn)物 從出料口8排出，進(jìn)行資源化利用。
權(quán)利要求1.一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器本體從下到上設(shè)有布水區(qū)(I)、反應(yīng)區(qū)(II)和沉淀區(qū)(III)，布水區(qū)(I)設(shè)有排渣管(1)、進(jìn)水管(2)、升流柱盤式分布器(3)、曝氣裝置，曝氣裝置由曝氣管(17)、曝氣頭(16)組合而成，反應(yīng)區(qū)(II)下部設(shè)有載體進(jìn)口(15)、進(jìn)藥管(5)，反應(yīng)區(qū)(II)中部的上、下設(shè)有第一回流管(6)、第二回流管(14)，沉淀區(qū)(III)設(shè)有出水堰、出水管(9)、出料口(8)，出水堰上部設(shè)有鋸齒型溢流堰(10)，出水堰側(cè)面設(shè)有兩平行擋板(11)，出水堰底部設(shè)有斜板(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器，其特征在于所述的反應(yīng) 器主體采用圓形有機(jī)玻璃管制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器，其特征在于所述的布水區(qū)(I )、反應(yīng)區(qū)(II)和沉淀區(qū)(III)的體積比為1: 2 3: 0.8 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器，其特征在于所述的升流柱盤式分布器(3)由穿孔板和分布柱組成，穿孔板直徑100 200mm，板上開 有4 9個(gè)圓孔， 一個(gè)位于穿孔板正中心，其它均勻分布于直徑50 150mm的 圓周上，孔內(nèi)安裝內(nèi)徑15 25mm、高度30 50mm的分布柱(4)，分布柱(4) 下端開口，上端封閉，側(cè)面均勻開設(shè)02 5mm的小孔，升流柱盤式分布器(3) 固定在布水區(qū)(I )與反應(yīng)區(qū)(II )之間，離反應(yīng)器底部的高度為100 150mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器，其特征在于所述的第一 回流管(6)、第二回流管(14)末端為倒錐形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器，其特征在于所述的兩平 行擋板(ll)間距為20 40mm，底部斜板(11)寬度為20 40mm，斜板(11) 與水平線成25 35。。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器，其特征在于所述的出水 堰按水流方向?qū)⒊恋韰^(qū)(III)分隔成上流區(qū)、溢流區(qū)和降流區(qū)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種結(jié)晶除磷反應(yīng)器。結(jié)晶除磷反應(yīng)器本體從下到上設(shè)有布水區(qū)、反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，布水區(qū)設(shè)有排渣管、進(jìn)水管、升流柱盤式分布器、曝氣裝置，曝氣裝置由曝氣管、曝氣頭組合而成，反應(yīng)區(qū)下部設(shè)有載體進(jìn)口、進(jìn)藥管，反應(yīng)區(qū)中部的上、下設(shè)有第一回流管、第二回流管，沉淀區(qū)設(shè)有出水堰、出水管、出料口，出水堰上部設(shè)有鋸齒型溢流堰，出水堰側(cè)面設(shè)有兩平行擋板，出水堰底部設(shè)有斜板。本實(shí)用新型功能明確；布水區(qū)設(shè)置升流柱盤式分布器，可有效避免流體短流；反應(yīng)區(qū)設(shè)有載體，可強(qiáng)化磷酸鈣鹽結(jié)晶；采用“連續(xù)進(jìn)料-間歇曝氣”的運(yùn)行方式，防止載體堵塞，并有利于載體上晶體的脫附和回收；沉淀區(qū)設(shè)置鋸齒擋板出水堰，出水均勻，設(shè)置斜板，固液分離良好。
文檔編號(hào)C02F1/58GK201433127SQ20092012011
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者燚 余, 帥 厲, 演 蔣, 平 鄭, 陳小光 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)