2017 年公开的限流可变除磷反应器：结合多种除磷方式，功能互补，操作灵活

2017 年公开的限流可变除磷反应器：结合多种除磷方式，功能互补，操作灵活

申请日期：2017.03.16

公佈（公告）日期：2017.07.04

IPC 分类编号 C02F3/12

概括

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。反应器本体自下而上依次设置有进水区、可变反应区、沉淀区，进水区下部设置有排渣口、污泥斗，进水区设置有进水管、曝气管、加药管，可变反应区设置有控制法兰、支撑隔网、排泥口、回流口，沉淀区设置有溢流口、出水管、回流管。本发明集絮凝、吸附、过滤、结晶除磷于一体，兼顾除磷与蓄磷；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；以生物污泥为介质，以废治废，再利用潜力大。

摘要及附图

索赔

1.一种可变限流除磷反应器，其特征在于：反应器本体自下而上分为进水区(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)底部设有排渣口(1)，排渣口(1)上方设有曝气管(3)、进水管(4)和加药管(5)，三根管的出口均穿过反应器外壁进入进水区(I)内腔；反应区(II)呈直圆柱体形状，设有若干个排泥口(8)；反应区(II)底部通过控制法兰(6)与进水区(I)相连通，控制法兰(6)上固定有覆盖反应区(II)底部横截面的支撑隔网(7)；沉淀区(III)下部为倒锥形，上部为直圆柱体，其直径大于反应区(II)的直径，其侧壁设有溢流口(10)和出水管(11)，与位于反应区(II)中部的回流口(9)通过回流管(12)相连，形成回路。

2.根据权利要求1所述的可变限流除磷反应器，其特征在于：反应区（Ⅱ）的高径比为8～16，进水区（Ⅰ）、反应区（Ⅱ）、沉淀区（Ⅲ）的体积比为1：4～8：3～5。

3.根据权利要求1所述的可变限流除磷反应器，其特征在于：所述进水管(4)与进药管(5)相对放置180°，曝气管(3)的出口方向与进水管(4)和进药管(5)均成90°，曝气管(3)延伸至反应器横截面中心，进药管(5)和进水管(4)延伸至反应器横截面中心附近1/3半径处。

4.根据权利要求1所述的可变限流除磷反应器，其特征在于：支撑隔网(7)的孔径为0.5～2mm，支撑隔网(7)可拆卸地固定在控制法兰(6)上，可拆卸地调节反应区大小及絮凝混合方式。

5.根据权利要求1所述的可变限流除磷反应器，其特征在于：排泥口(8)的数量为3个，均匀分布在反应区(II)侧面，周期性、分段式排泥。

6.一种利用权利要求 1 所述变流限流除磷反应器去除废水中磷的方法，其特征在于步骤如下：首先通过控制法兰（6）夹紧支撑隔墙网（7），从反应器顶部向反应区（Ⅱ）上部加入生物污泥，装填高度为反应区（Ⅱ）的 3/4 至 4/5，生物污泥由支撑隔墙网（7）支撑；水和药物同时进入进水管（4）和进药管（5），废水与药物在进水区（Ⅱ）混合反应，水流携带部分反应产物进入反应区（Ⅱ）；随水流向上流动的反应产物被生物污泥床层拦截，并在生物污泥上吸附结晶，使废水穿过反应区（Ⅱ），在反应区（Ⅱ）进一步除磷；上升水流经沉淀区（Ⅲ）带出的生物污泥经溢流口（10）和出水管（11）排出，部分出水经回流口（9）返回反应区（Ⅱ）中段，继续除磷；每10～20个水力停留时间，停止进水进药，经曝气管（3）通入空气，曝气强度为10～15L/(m2·s)，曝气时间5～10分钟，防止生物污泥层板结；待下层生物污泥明显附着白色晶体后，从下层污泥出口（8）回收结晶污泥，从上层加入新鲜生物污泥，完成床层更新并回收结晶污泥。

手动的

限流可变除磷反应器及其废水除磷方法

技术领域

本发明涉及一种处理含磷废水的反应器，特别是一种限流变量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，但又是生物生长繁殖所必需的营养元素。人类生活生产过程中产生的含磷废水过量排入水体，易造成水体富营养化，破坏生态平衡，对人类生命活动产生不利影响。因此，废水除磷可以从源头上控制水体富营养化的发生。另一方面，随着经济增长和生产集约化，人们对磷的需求越来越大。据报道，世界上已知的磷酸盐资源只能维持100年左右，因此磷资源的回收利用是平衡磷循环的重要环节。从废水中除去磷并同时回收利用的方法具有去除污染和储磷的优势，越来越受到人们的重视。

环境治理过程中会产生大量的剩余生物污泥，处理处置问题十分严峻。同时这些剩余污泥也是一笔可观的资源，如何将这些难以处置的剩余污泥进行资源化利用也是环境资源化领域的热门话题。

磷回收技术主要采用磷酸盐与沉淀剂的化学沉淀和结晶法，其中鸟粪石（MAP）结晶法和羟基磷灰石（HAP）结晶法研究最为广泛，这些方法不仅可以去除废水中的磷，还可以从产物中回收磷，因此受到学术界和工业界的青睐。但化学结晶除磷法操作复杂，运行成本高，到目前为止，大部分研究还停留在实验室水平，工程应用较少。

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拦截、吸附及助结晶作用，开发出具有除​​磷、蓄磷、减量化功能的反应器，通过增加反应器高径比限制废水流向，增强拦截能力，延长结晶时间，实现磷的去除与回收，并利用剩余污泥作为晶核，缓解剩余污泥处置压力。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种限流变量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：

限流变量除磷反应器，反应器本体自下而上分为进水区、反应区和沉淀区，进水区底部为漏斗状的污泥斗，污泥斗底部设有排渣口，排渣口上方设有曝气管、进水管和加药管，三根管的出口均穿过反应器外壁进入进水区内腔；反应区为直圆柱体形状，外壁设有复数个排泥口；反应区底部通过控制法兰与进水区连接，控制法兰上固定有覆盖反应区底部横截面的支撑隔断网；沉淀区下部为倒锥形，上部为直圆柱形，其直径大于反应区直径，在其侧壁设有溢流口和出水管，与位于反应区中部的回流口通过回流管连接，形成回路。

反应区高径比为8～16，进水区、反应区、沉淀区的体积比为1：4～8：3～5。

进水管与进药管相对放置180度，曝气管出口方向与进水管、进药管均成90度，曝气管延伸至反应器段中心，进药管、进水管延伸至反应器段中心附近1/3半径处。

支撑分离网孔径为0.5～2mm，可拆卸地固定在控制法兰上，通过拆卸可以调整反应区的大小及絮凝混合方式。

排泥口数量为3个，均匀分布在反应区侧面，用于周期性、分段式排泥。

本发明的另一目的是提供一种利用变流限流除磷反应器去除废水中磷的方法，其步骤为：首先，通过控制法兰夹紧支撑隔墙网，从反应器顶部加入生物污泥至反应区上部，装填高度为反应区的3/4～4/5，生物污泥由支撑隔墙网支撑；通过进水管和进药管同时通入水和药物，废水与药物在进水区混合反应，水流携带部分反应产物进入反应区；随水流向上流动的反应产物被生物污泥床层拦截，并在生物污泥上吸附结晶，使废水通过反应区进一步除磷；上升水流经沉淀区带出的生物污泥经溢流口和出水管排出；部分出水经回流口返回反应区中段再次除磷；每隔10～20个水力停留时间，停止进水和进药，通过曝气管通入空气，曝气强度为10～15L/(m2·s)，曝气时间5～10min，防止生物污泥层板结；待下层生物污泥明显附着白色晶体后，从下层污泥出口回收结晶污泥，从上层加入新鲜生物污泥，完成床层更新并回收结晶污泥。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1)反应器相邻单元功能互补，结构简单紧凑，占地面积小；2)反应器高径比大，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)法兰与支撑隔网组合灵活多变，可控制反应区尺寸及混合方式；4)污泥分级排放，剩余污泥充分利用；5)出水返回中部床层，强化上部区域结晶。