CN111392839A - 一种去除氨氮和磷酸盐的map流化床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，包括呈多段式结构的反应器主体以及反应器主体顶部安装的防护盖，所述反应器主体包括顶部的大直径筒体、底部的小直径筒体和连接上下两组筒体的漏斗形过渡段，所述反应器主体的漏斗形过渡段底端由环形阵列设置的多组支脚支撑，且反应器主体的底端抵接地面，所述反应器主体内开设有反应仓，且反应器主体的底端设置有一组内部套接晶体回流斗的晶体收集斗，晶体收集斗的底端连接晶体排出管，且晶体排出管延伸至反应器主体外，晶体回流斗的底端设置有垂直向下的射流器。该去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，可以回收废水中的氮和磷，降低后续处理难度及后续处理成本，具有较高的实用价值。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床。
背景技术
随着经济的发展，我国的城镇化速度逐渐加快，人民生活水平逐渐提高，同时生活污水的无序排放也带来了一系列的水环境问题，像水体富营养化、黑臭水体等问题，严重影响周边居民的生活，对建设和谐宜居的生活环境是一大阻碍。有机物、氮和磷是导致水体富营养化和水体黑臭的主要因素。
高浓度氨氮及总磷废水，如上述废水，主要采用厌氧发酵+AAO（脱氮除磷工艺）+化学除磷（投加除磷剂，主要为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝铁），通过厌氧发酵将废水中的蛋白质等有机氮转变为氨氮，生物质有机磷转变为正磷酸盐。然后通过AAO脱氮除磷工艺去除废水中的氨氮及总磷。通过生化处理工艺不但要求足够大的池体容积，还需要运营人员的精细化管理，在处理过程中会有巨大的能源消耗，最终一部分氮元素和大部分的磷元素会转移到污泥中，很容易造成二次污染。若能在污水处理同时实现氮、磷的回收，不但可以有效改善水环境，同时能够回收氮和磷，创造一定的经济效益，还可以避免氮、磷转移过程中产生的二次污染。因此开发可以快速治理污染水体，改善水环境现状并实现氮、磷回收的技术，对我国生态文明建设、新型城镇化建设和经济发展具有重要意义。
目前常用的鸟粪石结晶工艺会造成设备内部大量结晶，同时也会造成后续管道内鸟粪石结晶，影响系统的正产运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，包括呈多段式结构的反应器主体以及反应器主体顶部安装的防护盖；
所述反应器主体包括顶部的大直径筒体、底部的小直径筒体和连接上下两组筒体的漏斗形过渡段，所述反应器主体的漏斗形过渡段底端由环形阵列设置的多组支脚支撑，且反应器主体的底端抵接地面；
所述反应器主体内开设有反应仓，且反应器主体的底端设置有一组内部套接晶体回流斗的晶体收集斗，所述晶体收集斗的底端连接晶体排出管，且晶体排出管延伸至反应器主体外，所述晶体回流斗的底端设置有垂直向下的射流器，且射流器通过一组延伸至反应器主体外的连通管与混合箱连通；
所述反应仓的上端设置有一组斜管填料，所述斜管填料的上方设置有多组呈扇环型结构的强制结晶板，所述反应仓内壁对应强制结晶板安装位置的底端构造有限位强制结晶板的限位环，所述强制结晶板的上方设置有一组出水堰，且出水堰与一组连通至反应器主体外的排水管道连接。
优选的，所述反应器主体与晶体收集斗之间围成连通反应仓的流化通道，所述反应器主体的底端设置有一组顶端朝向射流器的导流锥，且反应器主体的底端一侧设置有一组连通至反应器主体外的排废管。
优选的，所述防护盖的底端外缘面构造有契合反应器主体的环形槽，且防护盖的底端中心设置有向反应仓内延伸的连接柱，所述连接柱的底端构造有供强制结晶板插接安装的限位盘。
优选的，所述反应器主体的上端面外缘面呈环形阵列设置有多组液压抬升杆，所述液压抬升杆的底端设置有连接反应器主体的第一连接耳，且液压抬升杆的顶端设置有连接防护盖的第二连接耳。
优选的，所述强制结晶板包括外围设置的金属骨架以及封闭金属骨架两侧的滤网结构，所述强制结晶板内填充有填料。
优选的，所述混合箱为内部开设有混合仓的长方体箱状结构，且混合箱的顶端设置有供进水管道连接的进水管法兰，所述混合箱的一侧设置有连通入混合箱内混合仓的第一给药管、第二给药管和pH探头。
优选的，所述混合箱远离第一给药管的一侧设置有一组搅拌电机，所述搅拌电机与一组延伸入混合仓内的搅拌轴配合。
本发明的技术效果和优点：该去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，射流器的加装配合流化通道和导流锥实现结晶水流向上的流通，晶体下坠至晶体收集斗和晶体回流斗内回收，其中晶体回流斗的设置实现小颗粒结晶的收集并从射流器处再次喷出，与废水混合后参与下个结晶过程；斜管填料的设置有利于已结晶的粒径较小的晶体沉淀，提高晶体回收率；强制结晶板的设置可实现强制结晶，避免后续管道因鸟粪石结晶而造成的堵塞；防护盖由液压抬升杆驱动抬升，连带与连接柱配合安装的强制结晶板同步抬升，呈扇环型的多组强制结晶板与连接柱底部的限位盘插接配合，便于脱出反应器主体后的拆卸更换。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明防护盖开启状态的结构示意图；
图3为本发明图1中A-A处的剖视图；
图4为本发明混合箱的结构示意图；
图5为本发明图2中B处结构的放大示意图。
图中：1反应器主体、101反应仓、102流化通道、103导流锥、104排废管、2防护盖、201连接柱、3液压抬升杆、301第一连接耳、302第二连接耳、4混合箱、401进水管法兰、402第一给药管、403第二给药管、404搅拌电机、405pH探头、5晶体收集斗、501晶体回流斗、502晶体排出管、6射流器、601连通管、7斜管填料、8强制结晶板、801限位环、9出水堰、901排水管道、10支脚。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非单独定义指出的方向外，本文涉及的上、下、左、右、前、后、内和外等方向均是以本发明所示的图中的上、下、左、右、前、后、内和外等方向为准，在此一并说明。
本发明提供了如图1-5所示的一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，包括呈多段式结构的反应器主体1以及反应器主体1顶部安装的防护盖2；
所述反应器主体1包括顶部的大直径筒体、底部的小直径筒体和连接上下两组筒体的漏斗形过渡段，所述反应器主体1的漏斗形过渡段底端由环形阵列设置的多组支脚10支撑，且反应器主体1的底端抵接地面；
所述反应器主体1内开设有反应仓101，且反应器主体1的底端设置有一组内部套接晶体回流斗501的晶体收集斗5（具体实施时，晶体收集斗5内套设晶体回流斗501的方案可实现大结晶的收集及小结晶的再次排出结晶，其中小结晶还作为晶核，便于废水中氨氮及总磷的结晶工作），所述晶体收集斗5的底端连接晶体排出管502，且晶体排出管502延伸至反应器主体1外，所述晶体回流斗501的底端设置有垂直向下的射流器6，且射流器6通过一组延伸至反应器主体1外的连通管601与混合箱4连通，射流器6通过文丘里原理，将晶体回流斗501内的晶体与废水充分混合，给后续结晶提供晶核；
所述反应仓101的上端设置有一组斜管填料7，斜管填料7的设置有利于已结晶的粒径较小的晶体沉淀，提高晶体回收率，所述斜管填料7的上方设置有多组呈扇环型结构的强制结晶板8，强制结晶板8的设置可实现强制结晶，避免后续管道因鸟粪石结晶而造成的堵塞，所述反应仓101内壁对应强制结晶板8安装位置的底端构造有限位强制结晶板8的限位环801，所述强制结晶板8的上方设置有一组出水堰9，且出水堰9与一组连通至反应器主体1外的排水管道901连接。
具体的，所述反应器主体1与晶体收集斗5之间围成连通反应仓101的流化通道102，所述反应器主体1的底端设置有一组顶端朝向射流器6的导流锥103，射流器6的加装配合流化通道102和导流锥103实现结晶水流向上的流通，并下坠至晶体收集斗5和晶体回流斗501内回收，其中晶体回流斗501的设置实现小颗粒结晶的收集并从射流器6处再次喷出，与废水混合后参与下个结晶过程，且反应器主体1的底端一侧设置有一组连通至反应器主体1外的排废管104。
具体的，所述防护盖2的底端外缘面构造有契合反应器主体1的环形槽，且防护盖2的底端中心设置有向反应仓101内延伸的连接柱201，所述连接柱201的底端构造有供强制结晶板8插接安装的限位盘（具体实施时，限位盘上对应各组强制结晶板8安装的位置应构造与强制结晶板8插接配合的垂直插板结构），防护盖2由液压抬升杆3驱动抬升，连带与连接柱201配合安装的强制结晶板8同步抬升，呈扇环型的多组强制结晶板8与连接柱201底部的限位盘插接配合，便于脱出反应器主体1后的拆卸更换。
具体的，所述反应器主体1的上端面外缘面呈环形阵列设置有多组液压抬升杆3，所述液压抬升杆3的底端设置有连接反应器主体1的第一连接耳301，且液压抬升杆3的顶端设置有连接防护盖2的第二连接耳302。
具体的，所述强制结晶板8包括外围设置的金属骨架以及封闭金属骨架两侧的滤网结构，所述强制结晶板8内填充有填料，具体实施时，填料可但不限于彗星填料。
具体的，所述混合箱4为内部开设有混合仓的长方体箱状结构，且混合箱4的顶端设置有供进水管道连接的进水管法兰401，所述混合箱4的一侧设置有连通入混合箱4内混合仓的第一给药管402、第二给药管403和pH探头405（具体实施时，第一给药管402和第二给药管403内可涂覆任一型号的防腐涂层，pH探头405可选用任一型号），使用者可从第一给药管402或第二给药管403处加入Mg2+（本发明设计采用MgCl2）和氢氧化钠调节pH，废水经过厌氧发酵之后，水中的有机氮及生物质有机磷转变为氨氮和正磷酸盐，鸟粪石反应如下：Mg2++NH4 ++PO4 3-+6H2O=Mg（NH4）PO46H2O↓。
具体的，所述混合箱4远离第一给药管402的一侧设置有一组搅拌电机404，所述搅拌电机404与一组延伸入混合仓内的搅拌轴配合。
工作原理，该去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，在工作时废水带压通过进水管法兰401进入混合箱4，提前开启搅拌电机404实现初步的搅拌混合准备，使用者可从第一给药管402或第二给药管403处加入Mg2+（本发明设计采用MgCl2）和氢氧化钠调节pH，并通过pH探头405进行测定（pH控制在8.5-9.5），经投加Mg2+并调节pH后，废水进入射流器6，将废水冲刷至导流锥103处均匀布，并实现充分混合，达到流化床状态，废水在经过流化通道102过程中与回流的晶体充分混合，利用原有晶体作为晶核逐渐结晶成较大的晶体，在流化通道102通过高速上升的水流，晶体克服重力向上运动，当晶体上升到反应器主体1的漏斗形过渡段时，空间增大水压减小，上升流速突然降低，晶体在重力作用下开始向下沉淀，粒径较大的晶体其水平位移较小粒径晶体少，大粒径晶体沿晶体收集斗5侧壁落于晶体收集斗5底部，通过晶体排出管502排放至反应器主体1外部，进行鸟粪石的回收，小粒径晶体其水平位移较大粒径晶体多，并最终落在晶体回流斗501内，通过射流器6与废水混合后参与下个结晶过程，再有部分粒径过小的晶体（即在向上的运动过程中摆脱重力，无法沉淀的晶体）在经过斜管填料7时，在斜管填料7管壁的作用下，粒径过小的晶体开始向下沉淀，并沉淀晶体收集斗5或晶体回流斗501内，废水在经过斜管填料7后全部经过强制结晶板8，在强制结晶板8中，废水中没有结晶的部分在强制结晶板8内填料的作用下再次结晶，进一步去除水中尚未结晶的磷酸铵镁，实现强制结晶，使用者只需定期调节液压抬升杆3实现防护盖2的抬升，使得防护盖2底端连接柱201带动强制结晶板8抬升，进行强制结晶板8的更换清洗及强制结晶板8内结晶磷酸铵镁的回收即可，经过强制结晶后的废水，通过出水堰9及连通出水堰9的排水管道901流出反应器主体1，进入下一道污水处理工段。该去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，可以回收废水中的氮和磷，降低后续处理难度及后续处理成本，具有较高的实用价值。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，包括呈多段式结构的反应器主体（1）以及反应器主体（1）顶部安装的防护盖（2）；
其特征在于：所述反应器主体（1）包括顶部的大直径筒体、底部的小直径筒体和连接上下两组筒体的漏斗形过渡段，所述反应器主体（1）的漏斗形过渡段底端由环形阵列设置的多组支脚（10）支撑，且反应器主体（1）的底端抵接地面；
所述反应器主体（1）内开设有反应仓（101），且反应器主体（1）的底端设置有一组内部套接晶体回流斗（501）的晶体收集斗（5），所述晶体收集斗（5）的底端连接晶体排出管（502），且晶体排出管（502）延伸至反应器主体（1）外，所述晶体回流斗（501）的底端设置有垂直向下的射流器（6），且射流器（6）通过一组延伸至反应器主体（1）外的连通管（601）与混合箱（4）连通；
所述反应仓（101）的上端设置有一组斜管填料（7），所述斜管填料（7）的上方设置有多组呈扇环型结构的强制结晶板（8），所述反应仓（101）内壁对应强制结晶板（8）安装位置的底端构造有限位强制结晶板（8）的限位环（801），所述强制结晶板（8）的上方设置有一组出水堰（9），且出水堰（9）与一组连通至反应器主体（1）外的排水管道（901）连接。
2.根据权利要求1所述的一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，其特征在于：所述反应器主体（1）与晶体收集斗（5）之间围成连通反应仓（101）的流化通道（102），所述反应器主体（1）的底端设置有一组顶端朝向射流器（6）的导流锥（103），且反应器主体（1）的底端一侧设置有一组连通至反应器主体（1）外的排废管（104）。
3.根据权利要求1所述的一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，其特征在于：所述防护盖（2）的底端外缘面构造有契合反应器主体（1）的环形槽，且防护盖（2）的底端中心设置有向反应仓（101）内延伸的连接柱（201），所述连接柱（201）的底端构造有供强制结晶板（8）插接安装的限位盘。
4.根据权利要求3所述的一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，其特征在于：所述反应器主体（1）的上端面外缘面呈环形阵列设置有多组液压抬升杆（3），所述液压抬升杆（3）的底端设置有连接反应器主体（1）的第一连接耳（301），且液压抬升杆（3）的顶端设置有连接防护盖（2）的第二连接耳（302）。
5.根据权利要求3所述的一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，其特征在于：所述强制结晶板（8）包括外围设置的金属骨架以及封闭金属骨架两侧的滤网结构，所述强制结晶板（8）内填充有填料。
6.根据权利要求1所述的一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，其特征在于：所述混合箱（4）为内部开设有混合仓的长方体箱状结构，且混合箱（4）的顶端设置有供进水管道连接的进水管法兰（401），所述混合箱（4）的一侧设置有连通入混合箱（4）内混合仓的第一给药管（402）、第二给药管（403）和pH探头（405）。
7.根据权利要求6所述的一种去除氨氮和磷酸盐的MAP流化床，其特征在于：所述混合箱（4）远离第一给药管（402）的一侧设置有一组搅拌电机（404），所述搅拌电机（404）与一组延伸入混合仓内的搅拌轴配合。
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