CN207451859U - 一种用于污水深度除磷的一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污水深度除磷的一体化装置，包括反应器壳体；还包括：固定于反应器壳体中心的进水导流筒，所述进水导流筒的顶部进水、底部出水；置于反应器壳体内且位于进水导流筒底部出水口正下方用于将下向进水均分为环形上升水流的反流均分器；置于反应器壳体内且环绕进水导流筒布置的除磷填料模块。本实用新型具有除磷效率高、占地面积小，运行管理方便、运行费用低，季节适应性强，建设期短等优点，具有较广的应用范围。

Description

一种用于污水深度除磷的一体化装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域。具体涉及一种用于污水深度除磷的一体化装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，水环境与饮水安全问题日益受到关注和重视。从上个世纪30年代首次发现富营养化到现在，全球范围内已有30％～40％的湖泊、水库受到不同程度的富营养化影响。由于经济发展、人口膨胀与不合理开发，越来越多的湖泊产生富营养化。湖泊水体的富营养化是湖泊生态系统失衡的重要标志，严重影响了饮用水源地的环境安全。

据监测数据显示，我国5大淡水湖水体中的营养盐数据已经大大超过氮磷富营养化发生浓度，对我国大面积供水安全形成巨大威胁。

水体富营养化是由于水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。具体是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡的现象。水体富营养化过程与氮、磷的含量密切相关。如何控制氮磷等营养元素进入水体是目前水体富营养化的控制根本。

目前，污水除磷的方法有化学沉淀法、电解法、微生物法、水生物法、物理吸附法、土壤处理法和膜技术处理法等。每种除磷技术都有其长处和优点，在除磷方面也得到了广泛的应用。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于污水深度除磷的一体化装置，可以实现污水深度除磷的功能，有效解决传统污水尾水深度除磷工艺复杂、管理繁琐，二次污染严重等问题。

本实用新型具有除磷效率高、占地面积小，运行管理方便、运行费用低，季节适应性强，建设期短等优点，具有较广的应用范围。

一种用于污水深度除磷的一体化装置，包括反应器壳体；还包括：

固定于反应器壳体中心的进水导流筒，所述进水导流筒的顶部进水、底部出水；

置于反应器壳体内且位于进水导流筒底部出水口正下方用于将下向进水均分为环形上升水流的反流均分器；

置于反应器壳体内且环绕进水导流筒布置的除磷填料模块。

污水由中心导流筒进入装置内，污水在中心导流筒内下行，经导流筒底部的反流均分器反流均分器均分反流后进入除磷填料模块，污水上行，经除磷填料模块吸附截留，净化后的污水由反应器顶部排除。

反流均分器是指大水量时将下向流的水流水头动能转换为上升势能；主要作用是反流和均匀分水的作用，反流均分器将一股下向进水均分为环形上升水流，使水流上升过程阻力相当。

优选地，所述反流均分器为固定在反应器壳体底部的圆锥体，锥顶正对进水导流筒底部出水口中心。

进一步优选地，圆锥体的锥顶角度为100～120度，锥高度为0.1m～ 0.3m。

优选地，所述进水导流筒包括依次叠加并密封连接的若干层分层导流筒；所述除磷填料模块包括依次叠置的若干层分层填料模块。方便装置的组装和填料模块的检修与更换。

优选地，所述反应器壳体的内壁及绕进水导流筒的外壁上均设置竖向延伸的导杆，所有分层填料模块上均带有与对应导杆滑动配合的滑槽。导杆与滑槽的设置方便分层填料模块的安装和卸载。

进一步优选地，所述反应器壳体内且位于底层填料模块下方设置填料模块承托架。更进一步优选地，导杆的低端固定在该承托架上。底层导流筒的出口位于承托架下方。

进水消能器与底板的安装角度优选为15度～40度范围，进一步优选 20度～30度范围。

进一步优选地，所述进水导流筒的顶层导流筒外周为出水区，余下分层导流筒与分层填料模块一一对应。进一步增强装置的组装和拆卸方便性。

为更进一步增加装置的组装、填料模块更换等的便携性，优选地，所述反应器壳体为至少三层依次叠加连接的分体结构，包括底层壳体、中间层壳体和顶层壳体，所述填料模块承托架、底层导流筒及底层填料模块位于底层壳体内，顶层导流筒及出水区位于顶层壳体内，余下分层导流筒及分层填料模块均位于中间层壳体内。

更进一步地，底层壳体与中间层壳体中的导杆通过连接棒连接，底层壳体、中间层壳体和顶层壳体之间通过法兰连接；所述中间层壳体由与分层填料模块数量对应的若干层分层壳体通过法兰连接而成。即每一层导流筒对应一层填料模块和一层层壳体。

进一步优选地，中间层壳体中分层填料模块设置为4-40层，进一步优选8-30组。每层的高度优选为0.8-1.2m，进一步优选为1.0m。

净化后的水体可以直接由壳体顶部排除，也可先进行集水搜集后再排除，优选地，所述出水区设置环状集水管，该集水管外接排水管。该集水管及出水管同时还兼作反冲洗通道。

优选地，所述进水导流筒的顶层导流筒顶部设有封盖，进水管由顶层导流筒侧壁进入顶层导流筒内。顶层导流筒高出壳体顶部0.2m～1.0m。

优选地，相邻分层导流筒之间可拆卸连接。通过导流筒链接固定筒链接，属活动链接，连接处采用橡胶垫圈密封密封。

反应器壳体材质可优选碳钢、玻璃钢或不锈钢材质。碳钢材质整体制作好后优选镀锌处理。底层壳体内的分层导流筒、模块承托架及进水消能反应器均采用焊接固定。

反应器壳体优选为筒体状，底层壳体的直径为2.0～5.0m，进一步优选2.6m、3.6m、4.6m。底层壳体高度优选1.2～2.0m，进一步优选1.5m、 1.8m。进水导流筒的底部距离底板高度为0.2m～1.0m范围，进水导流筒内经不小于0.6m，导流筒内水流速度优选0.005m/s～0.1m/s。

导杆直径优选为30mm～50mm，中空。

分层壳体中的导杆通过导杆连接棒链接，为活动链接。分层导流筒中的单层筒体之间采用外壁对接法兰链接。

除磷模块是填充了高效除磷材料的独立模块化装置，独立模块装置由与筒体相同材质的模块框架和高效除磷材料组成。所述高效除磷材料是一种改性制备的具有高效交换、吸附、固定磷污染物的新型矿物材料。移动式除磷模块两端设置有U型导杆滑槽。

本实用新型所用除磷填料本身为现有技术，例如可采用改性后的高效除磷剂，改性后的高效除磷材料为市售稀土改性沸石、高温改性高炉渣和中温烧结铁碳颗粒等一种或者几种按照一定比例的混合物。

除磷填料模块能够对污水中可溶性磷酸盐通过化学交换、物理吸附等作用将磷固定在载体中从而去除水中磷。如何在使用该除磷剂时做到高效、经济且运行管理方便，需要进行创新性改进应用条件。在此基础上，本实用新型着眼于一体化设备占地小、集成度高、更换方便等优势，结合适用特点和适用领域开发了一种用于污水深度除磷的一体化装置，以便于在污水深度除磷领域和为我国水体富营养化问题快速解决贡献一份力量。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型涉及一种用于污水深度除磷的一体化装置，其主要特点是深度处理反应速度快，去除容量大，使用寿命长，装置一体化，无需日常管理，安装使用方便、装置向纵向开发，占地面积小，很好的适应城镇污水处理厂站深度除磷使用。

(2)本实用新型克服了传统生态深度除磷效率低、占地面积大的缺点；克服了生物除磷运行控制难、稳定性差、剩余污泥二次污染的缺点；克服了化学除磷设施复杂、管理繁琐、污泥产生量大、运行费用高的缺点。

(3)实施例表明污水深度除磷的一体化装置深度除磷效果好，运行简单，可有成为当前磷污染深度治理的高效技术装备。

附图说明

图1为本实用新型的分体结构示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

图中所示附图标记如下：

1-反流均分器 2-底板 3-底层壳体

4-填料模块承托架 5-导杆 6-连接棒

7-底层导流筒 8-连接筒 9-底层填料模块

10-法兰 11-分层壳体 12-分层导流筒

13-分层填料模块 14-出水管 15-环状集水管

16-顶层导流筒 17-封盖 18-进水管

19-顶层壳体。

具体实施方式

一种用于污水处理的深度除磷一体化装置，包括反应器壳体、位于反应器壳体中心的进水导流筒、环绕在导流筒周围的除磷填料模块、以及位于反应器壳体内且位于进水导流筒出口下方的反流均分器。反应器壳体、进水导流筒和除磷填料模块可以为整体结构也可以为分体结构，以下实施方式中以反应器壳体、进水导流筒及除磷填料模块均采用分层结构为例进行说明。

如图1和图2所示，一种深度除磷一体化装置，包括底座构件A，净化主体构件B和进出水构件C。

底座构架A包括底板2、焊接固定在底板上的筒体状的底层壳体3，底层壳体3内且距离底板一定高度处焊接固定一个填料模块承托架4，一个底层导流筒7焊接固定在承托架中心，底层导流筒的底部出口位于承托架下方，底层导流筒出口与底板之间的距离为0.2m～1.0m，顶部与底层壳体齐平，底层导流筒正下方的底板上焊接固定一个反流均分器1，反流均分器为圆锥形，固定在底板2上的圆锥体，锥顶角度100～120度，锥高度优选为0.1m～0.3m。底层壳体内壁及底层导流筒的外壁上均固定导杆5，导杆竖向设置且均匀分布，壳体内壁的导杆底端与填料模块承托架焊接固定，填充了高效除磷材料的独立模块化装置即底层填料模块9滑动安装在导杆上，底层填料模块呈环状环绕在底层导流筒外周，底层填料模块上带有与导杆一一对应的滑槽，通过滑槽滑动安装在导杆上，填料模块可移动。

净化主体构件B包括若干层分层壳体11，所有分层壳体与底层壳体内外径一致且同轴，每个分层壳体中心对应一个与底层导流筒等直径(内外径)的分层导流筒12，每个分层导流筒外对应一个与分层导流筒等高的分层填料模块13，分层填料模块与分层壳体之间及分层填料模块与分层导流筒之间均采用与底座中相同的导杆、滑槽方式安装，相邻分层壳体之间通过法兰10连接，连接处设置密封圈，相邻分层导流筒之间通过连接筒8 连接，连接处设置密封圈，相邻分层填料模块之间叠置，相邻导杆之间通过连接棒6活动连接，每个分层壳体的高度为0.8m-1.2m。

进出水构件C包括一个与分层壳体同轴且等直径(内外径)的顶层壳体19和一个与分层导流筒同轴且等直径(内外径)的顶层导流筒16，顶层导流筒位于顶层壳体中心出，顶层导流筒顶部高出顶层壳体0.2m～ 1.0m，顶层导流筒顶部设置封盖17，进水管18由顶层导流筒侧壁接入顶层导流筒内，顶层导流筒外周为装置的出水区，出水区内设置环状集水管15，环状集水管通过过水管外接装置的出水管14，出水管及集水管兼做装置的反冲洗水管。

底座构件的底层壳体与净化主体构件中最下层的分层壳体之间通过法兰连接，净化主体构件最顶层的分层壳体与进出水构件中的顶层壳体之间通过法兰连接，连接处均设置密封圈，底层壳体、所有分层壳体及顶层壳体依次连接后构成一体化装置的反应器壳体，相邻分层导流筒之间通过连接筒密封连接，然后分别与底层导流筒和顶层导流筒连接，底层导流筒、所有分层导流筒及顶层导流筒依次连接后构成一体化装置的进水导流筒；底层填料模块及所有分层填料模块依次叠置后构成一体化装置的除磷填料模块。

污水由进水管接入进水导流筒中，底部排除，经进水消能反应器反流后进入除磷填料模块，污水在填料模块中上行，经填料模块截留净化后在出水区由集水管收集后排除装置外。

装置运行一段时间后需进行反洗，将清洗水由出水管注入经集水管分布于填料模块中。

本实用新型的装置可以对其中单个的填料模块进行更换而不需要进行整体更换。

实施例1

临安某乡镇污水处理站，处理水量为2000吨/天，现有工艺为：进水→调节池→混凝初沉池→A²/O→二沉池→砂滤池→出水

现有工艺出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002 一级A排放标准。但总磷存在超标，排放口总磷的出水范围0.4mg/L-0.7 mg/L，平均在0.685mg/L范围，(标准要求≤0.5mg/L)后尾水增设本实用新型的深度除磷的一体化装置，具体参数如下：

装置数量1座，单座直径3.6m，导流筒直径0.6m，进水导流筒下向流速0.081m/s，装置材料截面上向流速0.012m/s。单座除磷模块层数为6 层(含底座1层)。装置材质为玻璃钢材质。

运行记过显示，深度除磷的一体化装置出水总磷指标能长期达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002一级A排放标准(平均 TP：0.313mg/L)，去除率平均在54.31％。

实施例2

衢州某偏远乡镇污水处理站，处理水量为3000吨/天，现有工艺为：进水→调节池→MSBR→砂滤→出水

现有工艺出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002 一级A排放标准。为了相应“五水共治”要和水源地保护，污水处理站启动了处理设施深度处理较改造，要求出水指标达到《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002)准Ⅲ类水要求(COD_cr≤20mg/L，BOD₅≤4mg/L，NH₃-N ≤1.0mg/L，TN：≤1.0mg/L，TP≤0.2mg/L)。

现有工艺排水指标可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB 18918-2002一级A排放标准(水质检测平均值为COD_cr：41.2mg/L， BOD₅：6.74mg/L，NH₃-N≤7.51mg/L，TN：≤13.28mg/L，TP≤0.471mg/L)

改造后的工艺为：

进水→调节池→MSBR→BAF→砂滤→深度除磷一体化装置→出水

实施例2深度除磷的一体化装置具体参数如下：

装置数量4座，单座直径3.6m，导流筒直径0.6m，进水导流筒下向流速0.031m/s，装置材料截面上向流速0.004m/s。单座除磷模块层数为6 层(含底座1层)。装置材质为玻璃钢材质。

改造后运行7个月后检测数据显示排放口出水水质(COD_cr：17.3mg/L， BOD₅：3.18mg/L，NH₃-N：:0.871mg/L，TN：：:0.894mg/L，TP：0.065mg/L) 符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)准Ⅲ类水要求。其中出水磷指标在0.041mg/L-0.097mg/L范围，平均为0.065mg/L，总磷的去除率平均达到86.20％。

上述实施例证实，深度除磷的一体化装置可在除磷提标改造领域应用，去除率高、效果明显，并且可以根据不同的处理要求设置不同的装置高度和数量，适用方便。同时在达到相同治理要求的基础上还可以有效降低治理设施的占地面积和建造成本，具有高效性和经济性双重优势。

Claims (10)

1.一种用于污水深度除磷的一体化装置，包括反应器壳体；其特征在于，还包括：

固定于反应器壳体中心的进水导流筒，所述进水导流筒的顶部进水、底部出水；

置于反应器壳体内且位于进水导流筒底部出水口正下方用于将下向进水均分为环形上升水流的反流均分器；

置于反应器壳体内且环绕进水导流筒布置的除磷填料模块。

2.根据权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述进水导流筒包括依次叠加并密封连接的若干层分层导流筒；所述除磷填料模块包括依次叠置的若干层分层填料模块。

3.根据权利要求2所述一体化装置，其特征在于，所述反应器壳体的内壁及绕进水导流筒的外壁上均设置竖向延伸的导杆，所有分层填料模块上均带有与对应导杆滑动配合的滑槽。

4.根据权利要求3所述一体化装置，其特征在于，所述反应器壳体内且位于底层填料模块下方设置填料模块承托架。

5.根据权利要求4所述一体化装置，其特征在于，所述进水导流筒的顶层导流筒外周为出水区，余下分层导流筒与分层填料模块一一对应。

6.根据权利要求5所述一体化装置，其特征在于，所述反应器壳体为至少三层依次叠加连接的分体结构，包括底层壳体、中间层壳体和顶层壳体，所述填料模块承托架、底层导流筒及底层填料模块位于底层壳体内，顶层导流筒及出水区位于顶层壳体内，余下分层导流筒及分层填料模块均位于中间层壳体内。

7.根据权利要求6所述一体化装置，其特征在于，底层壳体与中间层壳体中的导杆通过连接棒连接，底层壳体、中间层壳体和顶层壳体之间通过法兰连接；所述中间层壳体由与分层填料模块数量对应的若干层分层壳体通过法兰连接而成。

8.根据权利要求5所述一体化装置，其特征在于，所述出水区设置环状集水管，该集水管外接排水管。

9.根据权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述反流均分器为固定在反应器壳体底部的圆锥体，锥顶正对进水导流筒底部出水口中心。

10.根据权利要求9所述一体化装置，其特征在于，圆锥体的锥顶角度为100～120度，锥高度为0.1m～0.3m。