CN105330101A - 纳米电捕吸附反应池 - Google Patents

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战树岩
刘佩春
贾占付
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Abstract

本发明涉及污水治理设备领域，尤其涉及一种纳米电捕吸附反应池，其特征在于，包括反应区、分离区和进料系统；所述反应区包括设置于内部的主反应设备，以及由所述主反应设备隔开的第一反应区和第二反应区；所述主反应设备为立锥形状；所述第一反应区的横截面为圆形，内部直径为渐扩型；所述分离区的横截面直径/第二反应区的横截面直径比为2-3；所述进料系统包括进水管、与所述进水管末端连接的射流喷嘴以及反应喉管。本发明依靠物理絮凝作用快速处理污染物，纳米电捕吸附剂由不导电的非晶体二氧化硅的壳体和超导的纳米微孔组成，可在吸附剂表面形成不平衡电位和外墙电位，在水处理过程中，污染物被快速静电聚合(物理絮凝)并沉淀。

Description

纳米电捕吸附反应池
技术领域
本发明涉及污水治理设备领域，尤其涉及一种纳米电捕吸附反应池。
背景技术
随着我国城市化进程及工业的加速发展，大量的生活与工业污水排入江河、湖泊或地下水中，给水体造成严重污染，城市污水污染已成为制约国家发展的重要因素之一，因此国家对污水处理厂的排放标准也愈发严格。排放标准由原来的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准提升为一级A或者更高标准。许多水厂由于设计原因，原有的处理单元已无法满足现有要求，所以对污水处理厂的提标改造也不得不提上日程。提标改造就是要对污水处理设施进行重新设计，提高污水处理能力，使出水达到标准的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的污水处理能力低的问题，提供将泥水分离和深度处理有机结合的一种纳米电捕吸附反应池。
为解决上述背景技术中的问题，本发明主要是通过下述技术方案得以解决的：纳米电捕吸附反应池，包括反应区、分离区和进料系统；
所述反应区包括设置于内部的主反应设备，以及由所述主反应设备隔开的第一反应区和第二反应区；
所述主反应设备的剖面形状为立锥形；
所述第一反应区的横截面为圆形，内部直径为渐扩型；
所述分离区的横截面直径/第二反应区的横截面直径比为2-3；
所述进料系统包括:进水管、射流喷嘴以及反应喉管；
所述反应喉管的上部连接所述主反应设备；
所述反应喉管的下部为喇叭口形状，连接所述进水管末端的所述射流喷嘴；
所述反应区上端设置喉管升降装置，通过调节所述喉管升降装置来调节所述射流喷嘴和所述反应喉管的间距，使等于所述射流喷嘴直径的1～2倍
所述分离区位于所述主反应区外部；
所述分离区的上部设有集水槽以及与所述集水槽连接的出水槽；
所述分离区的下部设有污泥回流管、排泥管以及泥渣浓缩斗；所述污泥回流管和所述排泥管为同一个管道，通过污水厂分支管路，可以排放到污泥池，也可回流至所述本发明。当水流从所述第二反应区进入所述分离区，由于断面积的突然扩大，流速降低，泥渣就沉下来，其中一部分泥渣进入所述泥渣浓缩斗通过所述排泥管定期予以排出，而大部分泥渣被吸入反应喉管进行回流，清水上升经集水槽收集，进入出水槽流出；
当初次使用所述本发明时，由于污泥浓度不够，需要通过所述污泥回流管(排泥管)输送污泥进行回流。
所述污泥回流管、所述排泥管和所述泥渣浓缩斗组合为一套设备，设置在所述反应区的两侧，每侧设置一套。
本发明纳米电捕吸附反应池的设计参数具体如下：
(1)设计水量与循环污泥回流之比为1：2-4，即回流比为1：3-5；
(2)喷嘴出口流速采用6-10m/s；
(3)第一反应室出口流速采用45-90mm/s；
(4)第二反应室进口流速采用40-55mm/s；
(5)清水上升流速为0.6-1.0mm/s；
(6)反应室停留时间100-150s(按循环总回流量计算)，总停留时间为HRT＝1.0-2.0h。
纳米电捕吸附反应池的工作原理：纳米电捕吸附剂每克的比表面积高达60㎡，1％浓度投加时，每立方米达60万㎡比表面积。在生化池中，利用纳米电捕吸附剂纳米微孔作生物载体，微生物在其巨大的比表面积上繁殖，极大提高了生化池中的污泥浓度。纳米电捕吸附反应池将泥水分离和深度处理有机地的结合在一起，利用水流上升，纳米电捕吸附剂在纳米电捕吸附反应池中形成纳米微孔层，截留去除水中的SS(水中悬浮物)、细菌等，实现过滤污水的功能，达到净化水质的目的，可替代传统的二沉池及混凝反应沉淀池甚至过滤单元。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、依靠物理絮凝作用快速处理污染物，纳米电捕吸附剂由不导电的非晶体二氧化硅的壳体和超导的纳米微孔组成，可在吸附剂表面形成不平衡电位和外墙电位，在水处理过程中，污染物被快速静电聚合(物理絮凝)并沉淀；
2、利用物理吸附作用可靠的吸附污染物，纳米电捕吸附具有较大的比表面积(60m2/g)，具有很强的吸附力，把超细微粒物质、色度物质、有毒有害物质和气味吸附至其表面，迅速下沉，获得良好的泥水分离效果；
3、增强生物处理作用：纳米电捕吸附剂每克60m2的比表面积，1％浓度时，每立方米达60万m2比表面积，形成生物载体，明显的提高了微生物数量，使污泥固体停留时间大大增加，增强了生物处理作用，提高了生物池的处理效果。
附图说明
图1本发明的结构示意图
图中：1-第一反应区,2-第二反应区，3-分离区，4-出水槽，5-射流喷嘴，6-主反应设备，7-进水管，8-污泥回流管，9-排泥管，10-反应喉管，11-集水槽，12-喉管升降装置，13-泥渣浓缩斗,14-反应区，15-进料系统。
具体实施方式
下面结合结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例：
本发明纳米电捕吸附反应池包括反应区14、分离区3和进料系统15；所述反应区14包括设置于内部的主反应设备6，以及由所述主反应设备6隔开的第一反应区1和第二反应区2；所述主反应设备6为立锥形状；所述第一反应区1的横截面为圆形，内部直径为渐扩型；所述分离区3的横截面直径/第二反应区2的横截面直径比为2-3；所述进料系统15包括进水管7、与所述进水管7末端连接的射流喷嘴5以及反应喉管10；所述反应喉管10的上部连接所述主反应设备6；所述反应喉管10的下部为喇叭口形状，连接所述进水管7末端的所述射流喷嘴5；所述反应区14上端设置喉管升降装置12，通过调节所述喉管升降装置12来调节所述射流喷嘴5和所述反应喉管10的间距，使等于射流喷嘴5直径的1～2倍；所述分离区3位于所述反应区14外部；所述分离区3的上部设有集水槽11以及与所述集水槽11连接的出水槽4；所述分离区3的下部设有污泥回流管8、排泥管9以及泥渣浓缩斗13；所述污泥回流管8、所述排泥管9和所述泥渣浓缩斗13组合为一套设备，位于所述反应区14的两侧，每侧都设置一套。
本发明纳米电捕吸附反应池的工作过程：加了纳米电捕吸附剂的原水从进水管7进入射流喷嘴5，以高速喷入主反应设备6下部的反应喉管10，在反应喉管10的喇叭口周围形成真空，吸入大约2～3倍于原水的污泥量，经过污泥与原水的迅速混合，进入主反应设备6的具有渐扩管形的第一反应区1发生反应；随后到第二反应区2中进行混凝处理，通过调节所述喉管升降装置来调节射流喷嘴5和反应喉管10的间距，使等于射流喷嘴5直径的1～2倍，并借此控制回流的污泥量；水流从第二反应区2进入分离区3，由于断面积的突然扩大，流速降低，泥渣就沉下来，其中一部分泥渣进入泥渣浓缩斗13定期予以排出，而大部分泥渣被吸入反应喉管10进行回流，清水上升经集水槽11收集，进入出水槽4流出。
本发明纳米电捕吸附反应池的设计参数具体如下：
(1)设计水量与循环污泥回流之比为1：2-4，即回流比为1：3-5；
(2)喷嘴出口流速采用6-10m/s；
(3)第一反应室出口流速采用45-90mm/s；
(4)第二反应室进口流速采用40-55mm/s；
(5)清水上升流速为0.6-1.0mm/s；
(6)反应室停留时间100-150s(按循环总回流量计算)，总停留时间为HRT＝1.0-2.0h。

Claims (3)

1.纳米电捕吸附反应池，其特征在于，包括反应区、分离区和进料系统；
所述反应区包括设置于内部的主反应设备，以及由所述主反应设备隔开的第一反应区和第二反应区；所述主反应设备为立锥形状；所述第一反应区的横截面为圆形，内部直径为渐扩型；所述分离区的横截面直径/第二反应区的横截面直径比为2-3；
所述进料系统包括进水管、与所述进水管末端连接的射流喷嘴以及反应喉管；所述反应喉管的上部连接所述主反应设备；所述反应喉管的下部为喇叭口形状，连接所述进水管末端的所述射流喷嘴；
所述反应区上端设置喉管升降装置，通过调节所述喉管升降装置来调节所述射流喷嘴和所述反应喉管的间距，使等于射流喷嘴直径的1～2倍；
所述分离区位于所述主反应区外部；所述分离区的上部设有集水槽以及与所述集水槽连接的出水槽；所述分离区的下部设有污泥回流管、排泥管以及泥渣浓缩斗。
2.根据权利要求1所述的纳米电捕吸附反应池，其特征在于，所述污泥回流管、所述排泥管和所述泥渣浓缩斗组合为一套设备，位于所述反应区的两侧，每侧设置一套。
3.根据权利要求1所述的纳米电捕吸附反应池，其特征在于，设计参数具体如下：
(1)设计水量与循环污泥回流之比为1：2-4，即回流比为1：3-5；
(2)喷嘴出口流速采用6-10m/s；
(3)第一反应区出口流速采用45-90mm/s；
(4)第二反应区进口流速采用40-55mm/s；
(5)清水上升流速为0.6-1.0mm/s；
(6)反应室停留时间100-150s(按循环总回流量计算)，总停留时间为HRT＝1.0-2.0h。
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徐梅芳: "《小城镇给水厂设计与运行管理指南》", 31 January 2015, 天津大学出版社 *

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