公布日：2022.01.04
申请日：2021.09.29
分类号：C02F1/58(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种污染水体深度除磷系统，属于污水处理技术领域，包括锁磷剂混合反应单元和锁磷剂分离单元，锁磷剂混合反应单元包括推流廊道式混合反应池体和锁磷剂机械投加装置，锁磷剂分离单元包括分离池体、不锈钢金属膜组器、产水泵及管阀、反洗泵及管阀、饱和锁磷剂排放泵及管阀等，通过锁磷剂混合反应单元锁磷剂与污水中的总磷充分混合并反应，通过锁磷剂分离单元将反应后的达标水与锁磷剂高效分离并排放。采用本发明所述系统，可突破原污染水体的限制，充分创造污水集中处理的条件，能将污染水体中的总磷去除至0.01mg/L以下，同时通过合理控制锁磷剂浓度和反应时间，实现将总磷处理至满足优于地表Ⅳ类水标准的不同产水要求。
权利要求书
1.一种污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述系统包括锁磷剂混合反应单元和锁磷剂分离单元，通过所述锁磷剂混合反应单元实现锁磷剂与污水中的总磷充分混合并反应，然后通过所述锁磷剂分离单元将反应后的达标水与锁磷剂高效分离并排放；所述锁磷剂混合反应单元包括推流廊道式混合反应池体(2)和锁磷剂机械投加装置(5)，其中：所述推流廊道式混合反应池体(2)外始端设置有用于将原水接入其内的进水管(1)，所述推流廊道式混合反应池体(2)侧壁上设置有淹没式出水口(4)；所述锁磷剂机械投加装置(5)置于所述推流廊道式混合反应池体(2)外，于所述进水管(1)旁与所述推流廊道式混合反应池体(2)连通，通过所述锁磷剂机械投加装置(5)将新鲜的锁磷剂及时投加至所述推流廊道式混合反应池体(2)内；所述锁磷剂分离单元包括分离池体(6)、不锈钢金属膜组器(7)、产水泵及管阀(8)、曝气擦洗风机及管阀(9)、反洗泵及管阀(10)、抽真空泵及管阀(12)、饱和锁磷剂排放泵及管阀(13)和产水池(14)，其中：所述分离池体(6)位于所述推流廊道式混合反应池体(2)外围，两者通过所述淹没式出水口(4)连通；所述不锈钢金属膜组器(7)分多组均置于所述分离池体(6)内，通过所述不锈钢金属膜组器(7)实现锁磷剂与处理后达标水的有效分离；所述产水泵及管阀(8)置于所述分离池体(6)外，与所述不锈钢金属膜组器(7)的产水及反洗干管连通，用于将分离后的达标水及时排至后端所述产水池(14)并继而排出所述系统；所述曝气擦洗风机及管阀(9)置于所述分离池体(6)外侧，用于充分活化所述不锈钢金属膜组器(7)表面锁磷剂的状态，确保所述不锈钢金属膜组器(7)持续产水；所述反洗泵及管阀(10)置于所述分离池体(6)外，其进水管与所述产水池(14)连通，其出水管与所述不锈钢金属膜组器(7)的产水及反洗干管连通，通过所述反洗泵对所述不锈钢金属膜组器(7)进行冲洗防止被锁磷剂堵塞；所述饱和锁磷剂排放泵及管阀(13)置于所述分离池体(6)内末端，通过管道接出至所述分离池体(6)外，通过所述饱和锁磷剂排放泵及管阀(13)连续地将饱和锁磷剂及时排出所述分离池体(6)外；所述产水池(14)位于所述分离池体(6)外，通过管道与所述产水泵连通，用于储存深度除磷后的达标水并为所述反洗泵提供冲洗用水。
2.根据权利要求1所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述分离池体(6)与所述推流廊道式混合反应池体(2)为一体式结构，所述推流廊道式混合反应池体(2)为长条形，位于所述分离池体(6)的中央。
3.根据权利要求2所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述不锈钢金属膜组器(7)包括不锈钢金属膜组件(16)、产水及反洗管路、气擦洗系统及管路组成，其中所述产水及反洗管路包括产水及反洗连接管(17)、产水及反洗支管路(18)和所述产水及反洗干管(19)，所述气擦洗系统及管路包括气擦洗支管(20)、气擦洗环管(21)以及气擦洗干管(22)，各连接管路上分别设置不同的自动阀门，周期启闭运行。
4.根据权利要求3所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述抽真空泵及管阀(12)置于所述分离池体(6)外，与所述不锈钢金属膜组器(7)的产水及反洗干管连通，用于对管路及时抽真空，确保所述系统稳定产水。
5.根据权利要求4所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述抽真空泵后管路上的抽真空控制阀与所述不锈钢膜组器(7)的数量一一对应。
6.根据权利要求3~5任一项所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述不锈钢金属膜组件(16)的膜孔粒径与锁磷剂粒径有效匹配，将微细的锁磷剂有效阻隔在膜一侧，实现锁磷剂与处理后达标水的有效分离。
7.根据权利要求6所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述不锈钢金属膜组件(16)的膜孔粒径范围为5~30微米。
8.根据权利要求1所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述推流廊道式混合反应池体(2)内始端还设置有用于提供水动力的潜水推流器(3)，靠近所述进水管口(1)处，通过所述潜水推流器(3)推流所述廊道式混合反应池体(2)内水体流动。
9.根据权利要求8所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述锁磷剂分离单元还包括分离池体内周围混合曝气风机及管阀(11)，所述分离池体内周围混合曝气风机及其阀门置于所述分离池体(6)外，分离池体内周围混合曝气管路置于所述分离池体(6)内四周，通过所述潜水推流器(3)和所述分离池体内周围混合曝气风机的联合连续作用，确保锁磷剂与污水中的总磷充分、均匀混合。
10.根据权利要求9所述的污染水体深度除磷系统，其特征在于，所述潜水推流器(3)、产水泵、反洗泵、曝气擦洗风机、分离池体内周围混合曝气风机、饱和锁磷剂排放泵、抽真空泵及其管路上的自动阀的启停均通过电控箱(15)控制，按照设定的周期运行。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种污染水体深度除磷系统，可以应用于各类污染水体，如河湖水体、市政污水、工业废水等，将总磷指标降低至优于地表Ⅳ类水体标准，甚至是0.01mg/L以下，突破传统方法处理下限的同时，具备占地面积小，运行成本低，装置使用寿命长的特点。
为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：
一种污染水体深度除磷系统，包括锁磷剂混合反应单元和锁磷剂分离单元，通过所述锁磷剂混合反应单元实现锁磷剂与污水中的总磷充分混合并反应，然后通过所述锁磷剂分离单元将反应后的达标水与锁磷剂高效分离并排放；
所述锁磷剂混合反应单元包括推流廊道式混合反应池体和锁磷剂机械投加装置，其中：
所述推流廊道式混合反应池体外始端设置有用于将原水接入其内的进水管，所述推流廊道式混合反应池体侧壁上设置有淹没式出水口；
所述锁磷剂机械投加装置置于所述推流廊道式混合反应池体外，于所述进水管旁与所述推流廊道式混合反应池体连通，通过所述锁磷剂机械投加装置将新鲜的锁磷剂及时投加至所述推流廊道式混合反应池内；
所述锁磷剂分离单元包括分离池体、不锈钢金属膜组器、产水泵及管阀、曝气擦洗风机及管阀、反洗泵及管阀、抽真空泵及管阀、饱和锁磷剂排放泵及管阀和产水池，其中：
所述分离池体位于所述推流廊道式混合反应池体外围，两者通过所述淹没式出水口连通；
所述不锈钢金属膜组器分多组均置于所述分离池体内，通过所述不锈钢金属膜组器实现锁磷剂与处理后达标水的有效分离；
所述产水泵及管阀置于所述分离池体外，与所述不锈钢金属膜组器的产水及反洗干管连通，用于将分离后的达标水及时排至后端所述产水池并继而排出所述系统；
所述曝气擦洗风机及管阀置于所述分离池体外侧，用于充分活化所述不锈钢金属膜组器表面锁磷剂的状态，确保所述不锈钢金属膜组器持续产水；
所述反洗泵及管阀置于所述分离池体外，其进水管与所述产水池连通，其出水管与所述不锈钢金属膜组器的产水及反洗干管连通，通过所述反洗泵对所述不锈钢金属膜组器进行冲洗防止被锁磷剂堵塞；
所述饱和锁磷剂排放泵及管阀放置于所述分离池体内末端，通过管道接出至所述分离池体外，通过所述饱和锁磷剂排放泵及管阀连续地将饱和锁磷剂及时排出所述分离池体外；
所述产水池位于所述分离池体外，通过管道与所述产水泵连通，用于储存深度除磷后的达标水并为所述反洗泵提供冲洗用水。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述分离池体与所述推流廊道式混合反应池体为一体式结构，所述推流廊道式混合反应池体为长条形，位于所述分离池体的中央。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述抽真空泵及管阀置于所述分离池体外，与所述不锈钢金属膜组器的产水及反洗干管连通，用于对管路及时抽真空，确保所述系统稳定产水。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述不锈钢金属膜组器包括不锈钢金属膜组件、产水及反洗管路、气擦洗系统及管路组成，其中所述产水及反洗管路包括产水及反洗连接管、产水及反洗支管路和所述产水及反洗干管，所述气擦洗系统及管路包括气擦洗支管、气擦洗环管以及气擦洗干管，各连接管路上分别设置不同的自动阀门，周期启闭运行。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述抽真空泵后管路上的抽真空控制阀与所述不锈钢膜组器的数量一一对应。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述不锈钢金属膜组件的膜孔粒径与锁磷剂粒径有效匹配，将微细的锁磷剂有效阻隔在膜一侧，实现锁磷剂与处理后达标水的有效分离。
再进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述不锈钢金属膜组件的膜孔粒径范围为5~30微米。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述推流廊道式混合反应池体内始端还设置有用于提供水动力的潜水推流器，靠近所述进水管口处，通过所述潜水推流器推流所述廊道式混合反应池体内水体流动。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述锁磷剂分离单元还包括分离池体内周围混合曝气风机及管阀，所述分离池体内周围混合曝气风机及其阀门置于所述分离池体外，分离池体内周围混合曝气管路置于所述分离池体内四周，通过所述潜水推流器和所述分离池体内周围混合曝气风机的联合连续作用，确保锁磷剂与污水中的总磷充分、均匀混合。
进一步地，如上所述的污染水体深度除磷系统，所述潜水推流器、产水泵、反洗泵、曝气擦洗风机、分离池体内周围混合曝气风机、饱和锁磷剂排放泵、抽真空泵及其管路上的自动阀的启停均通过电控箱控制，按照设定的周期运行。
本发明提供的污染水体深度除磷系统，有益效果在于不受污染水体的限制，在河湖水体、市政污水、工业废水处理等上，均能通过充分发挥锁磷剂的作用，并利用不锈钢金属膜组器的精准分离作用，大大提升锁磷剂与总磷的一对一螯合准确率，通过锁磷剂的及时更新和连续排出系统，实现深度除磷效果的持续稳定。另外，通过精准计算污染水体的进出水总磷，合理控制锁磷剂的反应浓度和反应时间，实现工程投资、运行成本的双重精准控制，并严格控制装置系统的占地面积，甚至是将总磷处理至0.01mg/L以下，完全可满足当前优于地表Ⅳ类水体、甚至是优于Ⅲ类水体的管控标准，本技术可突破传统除磷下限，并具有更大的迭代空间价值。
（发明人：张敏芝;刘洋;娄高彬;秦刚）