申请日2015.11.30
公开(公告)日2016.04.20
IPC分类号C02F5/02
摘要
本发明提供了一种化学结晶循环造粒流化床水处理装置，筒体内从底部到顶部依次设置有布水区、布药区、造粒区和清水区;内筒将造粒区分为三个区，内筒内部靠近底部的区域为流化区，内筒内部靠近顶部的区域为分离区，内筒和筒体之间的夹层为静沉区;流化区与加晶种管相连通，晶种在流化区、分离区和静沉区之间循环流动，水中的离子在流动过程中实现化学结晶循环造粒;流化区还与排颗粒管相连通，化学结晶循环造粒形成的颗粒在流化区向底部沉降，最终从排颗粒管排出。本发明整体结构清晰，各功能单元衔接紧凑，平面利用率高，操作方便，能够去除多种离子中某单一离子，也可同步高效地去除水中的多种离子。
权利要求书
1.一种化学结晶循环造粒流化床水处理装置，包括筒体(1)，其特征在于：所述的筒体(1)内从底部到顶部依次设置有布水区(2)、布药区(3)、造粒区(4)和清水区(5);
所述的造粒区(4)包括设置在筒体(1)内的内筒(4-1)，内筒(4-1)和筒体(1)之间形成的夹层两端开放，内筒(4-1)将造粒区(4)分为三个区，内筒(4-1)内部靠近底部的区域为流化区(4-2)，内筒(4-1)内部靠近顶部的区域为分离区(4-3)，内筒(4-1)和筒体(1)之间的夹层为静沉区(4-4);
静沉区(4-4)与加晶种管(4-5)相连通，晶种在流化区(4-2)、分离区(4-3)和静沉区(4-4)之间循环流动，水中的离子在流动过程中实现化学结晶循环造粒;
流化区(4-2)与排颗粒管(4-6)相连通，化学结晶循环造粒形成的颗粒在流化区(4-2)向底部沉降，最终从排颗粒管(4-6)排出。
2.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述的布水区(2)包括进水腔体(2-1)，进水腔体(2-1)与进水管(2-2)相连通，进水腔体(2-1)通过布水器(2-3)穿过布药区(3)的加药夹层(3-2)与造粒区(4)直接连通供水。
3.如权利要求2所述的水处理装置，其特征在于：所述的布水器(2-3)分为布水器上部(2-3-1)和布水器下部(2-3-2)两部分，布水器下部(2-3-2)穿过布药区(3)的加药夹层(3-2)，布水器上部(2-3-1)伸出在造粒区(4)布水;所述的布水器上部(2-3-1)设置有出水孔(2-3-3)，出水孔(2-3-3) 的出水方向与流化区(4-2)中水流的主方向呈大于90°且小于180°的夹角设置。
4.如权利要求3所述的化学结晶循环造粒流化床水处理装置，其特征在于：所述的出水孔(2-3-3)为多个对称设置的出水孔。
5.如权利要求3所述的水处理装置，其特征在于：所述的布水器上部(2-3-1)和布水器下部(2-3-2)通过螺纹连接实现可拆卸连接。
6.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述的布药区(3)包括与加药管(3-1)相连通的加药夹层(3-2)，加药夹层(3-2)将布水区(2)和造粒区(4)隔离，加药夹层(3-2)上靠近造粒区(4)的一侧设置有微孔布药管(3-3)。
7.如权利要求6所述的水处理装置，其特征在于：所述的布药区(3)的加药夹层(3-2)为一层或两层以上。
8.如权利要求6所述的水处理装置，其特征在于：所述的微孔布药管(3-3)与加药夹层(3-2)之间通过螺纹连接实现可拆卸连接。
9.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述的清水区(5)包括集水槽(5-1)，集水槽(5-1)与出水管(5-2)连通。
10.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于：所述的内筒(4-1)下端设置有向外扩张的挡流环(4-7)。
说明书
一种化学结晶循环造粒流化床水处理装置
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及水处理装置，具体涉及一种化学结晶循环造粒流化床水处理装置。
背景技术
水中存在的各种溶解性阳离子和阴离子，如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+、F-等离子，在水中少量存在时不会影响人的身体健康，甚至对人有益。但是一旦过量存在于水中，则会危害人体健康，需要去除，如Ca2+、Mg2+超标会导致水中硬度增加等。目前对于这些金属离子的去除，如对Ca2+、Mg2+的去除采用最多的是离子交换法和石灰软化法，离子交换法造价较高，受原水水质影响很大，容易产生二次污染，石灰软化法则存在处理效果差，排污量大，操作管理复杂等缺点;氧化法除Fe2+和生物法除Mn2+也存在受原水水质影响大，操作管理复杂等缺点;对F-的去除采用较多的有混凝沉降法、活性氧化铝吸附法、电渗析法等方法，这些方法在实际应用中都存在各种技术问题，或占地面积大，或处理效率低，或成本高等。由此可见，目前市场上缺少一种效率高，造价低，便于推广，出水效果稳定，又能同时去除Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等离子的一体化设备。
发明内容
基于现有技术中存在的问题，本发明提供一种化学结晶循环造粒流化床水处理装置，解决水处理过程中颗粒不能循环增长，颗粒排放周期较短导致水处理效果差的问题。
为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：
一种化学结晶循环造粒流化床水处理装置，包括筒体，所述的筒体内从底部到顶部依次设置有布水区、布药区、造粒区和清水区;
所述的造粒区包括设置在筒体内的内筒，内筒和筒体之间形成的夹层两端开放，内筒将造粒区分为三个区，内筒内部靠近底部的区域为流化区，内筒内部靠近顶部的区域为分离区，内筒和筒体之间的夹层为静沉区;
静沉区与加晶种管相连通，晶种在流化区、分离区和静沉区之间循环流动，水中的离子在流动过程中实现化学结晶循环造粒;
流化区与排颗粒管相连通，化学结晶循环造粒形成的颗粒在流化区向底部沉降，最终从排颗粒管排出。
本发明还具有如下区别技术特征：
具体的，所述的布水区包括进水腔体，进水腔体与进水管相连通，进水腔体通过布水器穿过布药区的加药夹层与造粒区直接连通供水。
优选的，所述的布水器分为布水器上部和布水器下部两部分，布水器下部穿过布药区的加药夹层，布水器上部伸出在造粒区布水，所述的布水器上部设置有出水孔，出水孔的出水方向与流化区中水流的主方向呈大于90°且小于180°的夹角设置。
更优选的，所述的出水孔为多个对称设置的出水孔。
更优选的，所述的布水器上部和布水器下部通过螺纹连接实现可拆卸连接。
具体的，所述的布药区包括与加药管相连通的加药夹层，加药夹层将布水区和造粒区隔离，加药夹层上靠近造粒区的一侧设置有微孔布药管。
优选的，所述的布药区的加药夹层为一层或两层以上。
优选的，所述的微孔布药管与加药夹层之间通过螺纹连接实现可拆卸连接。
具体的，所述的清水区包括集水槽，集水槽与出水管连通。
优选的，所述的内筒下端设置有向外扩张的挡流环。
本申请的技术方案的另一种表达方式为：
一种化学结晶循环造粒流化床水处理装置，包括筒体，筒体底部侧壁上设置有进水管、加药管和加晶种管，筒体底部设置有排颗粒管，筒体顶部侧壁上设置有出水管，所述的筒体内从底部到顶部依次设置有布水区、布药区、造粒区和清水区;
所述的布水区包括进水腔体，进水腔体与进水管相连通;进水腔体通过布水器穿过布药区的加药夹层与造粒区直接连通供水;
所述的布药区包括与加药管相连通的加药夹层，加药夹层将布水区和造粒区隔离，加药夹层上靠近造粒区的一侧设置有微孔布药管;
所述的造粒区包括设置在筒体内的内筒，内筒和筒体之间形成的夹层两端开放，内筒将造粒区分为三个区，内筒内部靠近底部的区域为流化区，内筒内部靠近顶部的区域为分离区，内筒和筒体之间的夹层为静沉区;
静沉区与加晶种管相连通，晶种在流化区、分离区和静沉区之间循环流动，水中的离子在流动过程中实现化学结晶循环造粒;
流化区与排颗粒管相连通，化学结晶循环造粒形成的颗粒在流化区向底部沉降，最终从排颗粒管排出;
所述的清水区包括集水槽，集水槽与出水管连通。
本发明还具有如下区别技术特征：
优选的，所述的布水器分为布水器上部和布水器下部两部分，布水器下部穿过布药区的加药夹层，布水器上部伸出在造粒区布水;所述的布水器上部设置有出水孔，出水孔的出水方向与流化区中水流的主方向呈大于90°且小于180°的夹角设置。
更优选的，所述的出水孔为多个对称设置的出水孔。
更优选的，所述的布水器上部和布水器下部通过螺纹连接实现可拆卸连接。
优选的，所述的布药区的加药夹层为一层或两层以上。
优选的，所述的微孔布药管与加药夹层之间通过螺纹连接实现可拆卸连接。
优选的，所述的内筒下端设置有向外扩张的挡流环。
本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)本发明的水处理装置在水处理过程中颗粒能够循环增长，颗粒排放周期较长，水处理效果良好。采用筒体和内筒形成的双层结构，双层结构能够稳定固液界面，且上部小颗粒能循环流动到底部，增加颗粒接触面积，能有效加快结晶速度，能延长大颗粒排放周期，利于整个流化床内颗粒均化。
(Ⅱ)本发明的水处理装置通过添加化学药剂与反应器内含有Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等离子或水中相关离子发生化学反应产生沉淀附着到晶种表面，进而去除目标离子。可根据水中要去除的目标离子选择投加不同的药剂。该设备整体结构清晰，各功能单元衔接紧凑，平面利用率高，操作方便，能够去除Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等多种离子中某单一离子，也可同步高效地去除水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+和F-等多种离子。
(Ⅲ)铸造布水器布水，通过进水量和流速等条件计算出布水器个数，并均匀安装在夹层上，均匀布水;出水孔向下倾斜布水，可有效避免细小晶种的进入，防止堵塞进水管。
(Ⅳ)微孔管进行布药，微孔管具有耐酸碱腐蚀且布药均匀的优点，在夹层上部焊接丝口，二者通过螺纹连接，简单便捷。
(Ⅴ)多层布药方式，可根据要去除污染物种类进行多层布药，布药夹层可以设置多个。