申请日2017.03.16
公开(公告)日2017.07.04
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种限流可变除磷反应器及其废水除磷方法。反应器本体从下到上顺次设有进水区、可变反应区和沉淀区，进水区下部设有排渣口、污泥斗，进水区设置进水管、曝气管和进药管，可变反应区设有控制法兰、承托分隔网、排泥口、回流口;沉淀区设有溢流口、出水管、回流管。本发明结合絮凝、吸附、过滤、结晶除磷，兼顾除磷蓄磷;各单元功能互补，结构紧凑，占地面积小;反应区可调，操作灵活多变;以生物污泥为介体，以废治废，再利用潜能大。
摘要附图
权利要求书
1.一种限流可变除磷反应器，其特征在于：反应器本体从下到上顺次分为进水区(I)、反应区(II)和沉淀区(III)，进水区(I)底部为漏斗状的污泥斗(2)，污泥斗(2)底部开设排渣口(1)，排渣口(1)上方设有曝气管(3)、进水管(4)和进药管(5)，且三条管路出口均穿过反应器外壁，进入进水区(I)内腔;反应区(II)呈直筒状，且外壁上开设有若干个排泥口(8);反应区(II)底部通过控制法兰(6)连接进水区(I)，且控制法兰(6)上固定有覆盖反应区(II)底部横截面的承托分隔网(7);沉淀区(III)下部呈倒锥台形，上部呈直筒状，且其直径大于反应区(II)直径，其侧壁上设有溢流口(10)和出水管(11)，并通过回流管(12)连接位于反应区(II)中间位置的回流口(9)，形成回路。
2.根据权利要求1所述的一种限流可变除磷反应器，其特征在于：所述的反应区(II)高径比为8～16，进水区(I)、反应区(II)和沉淀区(III)的体积比为1:4～8:3～5。
3.根据权利要求1所述的一种限流可变除磷反应器，其特征在于：所述的进水管(4)与进药管(5)呈180°相对放置，曝气管(3)出口方向与进水管(4)、进药管(5)皆成90°，曝气管(3)延伸至反应器截面中心，进药管(5)、进水管(4)延伸至反应器截面近中心1/3半径处。
4.根据权利要求1所述的一种限流可变除磷反应器，其特征在于：所述的承托分隔网(7)孔径0.5～2mm，承托分隔网(7)可拆卸式固定于控制法兰(6)上，通过拆卸以调节反应区大小及絮凝混合方式。
5.根据权利要求1所述的一种限流可变除磷反应器，其特征在于：所述的排泥口(8)数量为3个，等间距分布于反应区(II)侧面供周期性分段排泥。
6.一种利用如权利要求1所述限流可变除磷反应器的废水除磷方法，其特征在于，步骤如下：首先通过控制法兰(6)夹紧承托分隔网(7)，从反应器顶部添加生物污泥至反应区(II)上部，填充高度为反应区(II)的3/4～4/5，生物污泥由承托分隔网(7)承托;进水管(4)与进药管(5)同时进水进药，废水与药剂在进水区(I)内混合反应，水流携带部分反应产物进入反应区(II);随水流向上的反应产物被生物污泥床层截留，并在生物污泥上进行吸附、结晶，使废水通过反应区(II)进一步除磷;上升水流通过沉淀区(III)沉淀带出的生物污泥，通过溢流口(10)和出水管(11)排出;部分出水通过回流口(9)回流至反应区(II)中段，进行再次除磷;每隔10～20个水力停留时间，停止进水进药，通过曝气管(3)通入空气，曝气强度为10～15L/(m2·s)，曝气时间为5～10min，防止生物污泥层板结;待下层生物污泥明显附着白色结晶后从下部排泥口(8)回收结晶污泥，再由上层补充新鲜生物污泥，由此完成床层更新，回收结晶污泥。
说明书
限流可变除磷反应器及其废水除磷方法
技术领域
本发明涉及处理含磷废水的反应器，尤其涉及一种限流可变除磷反应器及其废水除磷方法。
背景技术
磷是造成水体富营养化的主要限制因素，但同时是生物生长繁殖所必需的营养元素。人类生活生产过程产生的含磷废水过度排放至水体易造成水体富营养化，破坏生态平衡，同时对人类的生活活动产生不利影响，因此废水除磷可从源头上控制水体富营养化的产生。另一方面，随着经济增长、生产加剧，人们对磷的需求越来越大。据报道，全球已知磷矿资源只能维持100年左右，因此磷资源的回收利用是平衡磷素循环的重要环节。将废水中的磷去除同时进行回收的方法兼具除污蓄磷的优点而愈受关注。
环境治理过程中产生大量的剩余生物污泥，存在严峻的处理处置问题，同时这些剩余污泥亦是可观的资源，如何将难以处置的剩余污泥进行回收利用亦是环境资源领域的热点。
磷回收技术以磷酸盐和沉淀剂进行化学沉淀结晶的方式为主。其中又以鸟粪石(MAP)结晶法和羟基磷灰石(HAP)结晶法研究最为广泛，这类方法既能去除废水中的磷，又能从产物中回收磷，因而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。
本发明将化学沉淀除磷法与结晶除磷法相结合，利用剩余污泥床层的截留、吸附、助晶作用，开发兼具除磷、蓄磷、减少剩余污泥的反应器，增加反应器高径比以限制废水流向，加强截留能力，延长结晶时间，实现磷的去除与回收，而且利用剩余污泥作为晶核，可缓解剩余污泥处置压力。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的不足，并提供一种限流可变除磷反应器及其废水除磷方法。本发明所采用的技术方案如下：
限流可变除磷反应器，反应器本体从下到上顺次分为进水区、反应区和沉淀区，进水区底部为漏斗状的污泥斗，污泥斗底部开设排渣口，排渣口上方设有曝气管、进水管和进药管，且三条管路出口均穿过反应器外壁，进入进水区内腔;反应区呈直筒状，且外壁上开设有若干个排泥口;反应区底部通过控制法兰连接进水区，且控制法兰上固定有覆盖反应区底部横截面的承托分隔网;沉淀区下部呈倒锥台形，上部呈直筒状，且其直径大于反应区直径，其侧壁上设有溢流口和出水管，并通过回流管连接位于反应区中间位置的回流口，形成回路。
所述的反应区高径比为8～16，进水区、反应区和沉淀区的体积比为1:4～8:3～5。
所述的进水管与进药管呈180°相对放置，曝气管出口方向与进水管、进药管皆成90°，曝气管延伸至反应器截面中心，进药管、进水管延伸至反应器截面近中心1/3半径处。
所述的承托分隔网孔径0.5～2mm，承托分隔网可拆卸式固定于控制法兰上，通过拆卸以调节反应区大小及絮凝混合方式。
所述的排泥口数量为3个，等间距分布于反应区侧面供周期性分段排泥。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述限流可变除磷反应器的废水除磷方法，其步骤如下：首先通过控制法兰夹紧承托分隔网，从反应器顶部添加生物污泥至反应区上部，填充高度为反应区的3/4～4/5，生物污泥由承托分隔网承托;进水管与进药管同时进水进药，废水与药剂在进水区内混合反应，水流携带部分反应产物进入反应区;随水流向上的反应产物被生物污泥床层截留，并在生物污泥上进行吸附、结晶，使废水通过反应区进一步除磷;上升水流通过沉淀区沉淀带出的生物污泥，通过溢流口和出水管排出;部分出水通过回流口回流至反应区中段，进行再次除磷;每隔10～20个水力停留时间，停止进水进药，通过曝气管通入空气，曝气强度为10～15L/(m2·s)，曝气时间为5～10min，防止生物污泥层板结;待下层生物污泥明显附着白色结晶后从下部排泥口回收结晶污泥，再由上层补充新鲜生物污泥，由此完成床层更新，回收结晶污泥。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：1)反应器相邻单元功能互补，结构简洁紧凑，占地面积小;2)反应器具有大的高径比，可以限制水流方向，提高床层利用率，增强截留吸附能力，延长结晶时间;3)法兰与承托分隔网组合，灵活多变，控制反应区大小及混合方式;4)分段排泥，剩余污泥利用充分;5)出水回流至中段床层，强化上部区域结晶。