CN219058769U

CN219058769U - 一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置

Info

Publication number: CN219058769U
Application number: CN202223440825.4U
Authority: CN
Inventors: 赵良元; 邓玮; 刘敏; 张雨婷; 孙婷婷; 陶晶祥; 黄华伟
Original assignee: Changjiang River Scientific Research Institute Changjiang Water Resources Commission
Current assignee: Changjiang River Scientific Research Institute Changjiang Water Resources Commission
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2032-12-22

Abstract

本实用新型提供一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置，包括处理容器、用于固定处理容器的固定支架、安装于固定支架底部的滑轮、安装于处理容器上的智能控制系统，所述处理容器由上至下依次包括除磷反应区、絮体沉降区、絮液分离区；所述絮体沉降区上部与除磷反应区底部相连，所述絮体沉降区内设有絮体沉降监测装置及絮体输送装置，所述智能控制系统用于根据絮体沉降监测装置的监测情况控制絮体输送装置的启闭，所述絮体输送装置用于将沉降絮体运送至絮液分离区，所述絮液分离区用于进行干液分离并收集絮体中的液体。本实用新型可去除天然水体中的低浓度磷，回收简便、可实现资源化循环利用。

Description

一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置

技术领域

本实用新型涉及环境功能材料及废弃物资源化利用领域，尤其涉及一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置。

背景技术

水体富营养化引起的水环境问题已成为全球关注的热点问题，与其相关的环境问题多样，潜在危害大，而水体中的过量磷正是造成水体富营养化的重要原因之一。2021年的《中国生态环境状况公报》指出，全国地表水国考断面中84.9％的水质断面达到Ⅲ类及以上水质标准，主要污染指标中就包括总磷。研究表明，即使水体中的磷浓度较低也依然可能导致水体富营养化，引起水体富营养化的磷酸盐最低边际浓度为0.02mg/L，总磷浓度为0.05～0.10mg/L。

目前，常用的除磷方法主要有生物法、化学法和物理化学法。这些方法常被用于城镇污水处理厂中处理生活污水或工业废水中的高浓度磷，其主要依托不同工艺对高浓度磷污水进行脱氮除磷。然而，即使经处理过的污水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》的A类标准(总磷浓度≤0.5mg/L)，排出的污水也极易造成湖、库等半封闭或封闭水体低浓度磷污染，继而导致水体富营养化。而且现有技术使用复合材料虽然对低浓度磷有较好的去除效果，但是反应后的絮体从水体中无法有效分离，导致无法进行材料回收

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置，可使得该材料易回收并可用于资源化重复利用，不会对环境造成二次污染。

一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置，包括处理容器、用于固定处理容器的固定支架、安装于固定支架底部的滑轮、安装于处理容器上的智能控制系统，所述处理容器由上至下依次包括除磷反应区、絮体沉降区、絮液分离区；所述除磷反应区设有进水控制系统和气流反冲系统，所述进水控制系统用于将待处理的天然水体输入除磷反应区，气流反冲系统设于除磷反应区的出水口处，出水口处设有第一致密滤网，所述智能控制系统用于控制进水控制系统的进水量和气流反冲系统的反冲气体流量及反冲时长；所述絮体沉降区上部与除磷反应区底部相连，所述絮体沉降区内设有絮体沉降监测装置及絮体输送装置，所述智能控制系统用于根据絮体沉降监测装置的监测情况控制絮体输送装置的启闭，所述絮体输送装置用于将沉降絮体运送至絮液分离区，所述絮液分离区用于进行干液分离并收集絮体中的液体。

进一步的，所述除磷反应区是圆柱体容器，所述进水控制系统包括进水口、高速水流导管和进水流量调节器、齿形溢流堰，位于除磷反应区上部的上清液经齿形溢流堰流向出水口，进水口与高速水流导管连接，进水流量调节器设于高速水流导管上，进水流量调节器与智能控制系统连接；所述气流反冲系统包括反冲气流入口及反冲气流流量调节器，反冲气流流量调节器与智能控制系统连接。

进一步的，所述絮体沉降区是呈倒置的圆锥体容器，所述絮体沉降监测装置包括称重及复合阀门、浊度监测仪、阀门，所述絮体输送装置包括转轴、螺旋叶片、阀门、外接电机，称重及复合阀门设于絮体沉降区上部，阀门设于絮体沉降区底部，用于与絮液分离区连接，智能控制系统用于根据浊度监测仪监测数值和称重及复合阀门的电子称数值控制称重及复合阀门和外接电机的启闭，以使絮体沉降完全时将称重及复合阀门打开，同时启动外接电机带动转轴和螺旋叶片旋转，将沉降絮体运送至絮液分离区。

进一步的，所述絮液分离区是呈圆筒状的容器，设有转轴、螺旋叶片、第二致密滤网、液体收集袋、液体出水口、絮体干料出口，转轴与螺旋叶片共同组成可运送絮体的装置，外接电机与转轴相连，为其提供动力，絮体经阀门进入絮液分离区后，液体在旋转的螺旋叶片和离心力的作用下，经第二致密滤网流入液体收集袋，并由液体出水口流出，絮体干料则在螺旋叶片的带动下经絮体干料出口排出。

本实用新型设计出能及时将反应后的絮体从水体中分离出的一体化应用装置，有助于复合材料在天然水体中的应用及进行材料回收的实际应用。

附图说明

图1是本实用新型一体化应用装置的示意图；

图2是本实用新型一体化应用装置除磷反应区示意图；

图3是本实用新型一体化应用装置絮体沉降区示意图；

图4是本实用新型一体化应用装置絮液分离区示意图。

图中：1—智能控制系统，2—复合材料制备及投加控制模块，3—进水控制模块，4—气流反冲控制模块，5—絮体沉降监测及阀门控制模块，6—除磷反应区，7—进水口，8—高速水流导管，9—进水流量调节器，10—齿形溢流堰，11—第一致密滤网，12—反冲气流入口，13—反冲气流流量调节器，14—出水口，15—絮体沉降区，16—称重及复合阀门，17—浊度监测仪，18—转轴，19—螺旋叶片，20—阀门，21—外接电机，22—絮液分离区，23—第二致密滤网、24—液体收集袋、25—液体出水口、26—絮体干料出口、27—固定支架、28—滑轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图1-4，本实用新型实施例提供一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置，包括处理容器、用于固定处理容器的固定支架27以及安装于固定支架27底部的滑轮28，所述处理容器由上至下依次包括除磷反应区6、絮体沉降区15、絮液分离区22。

所述处理容器的顶部设有智能控制系统1，该智能控制系统1可根据不同模块的反馈数据控制模块间的协同运作，智能控制系统1包括四大控制模块：复合材料制备及投加控制模块2、进水控制模块3、气流反冲控制模块4、絮体沉降监测及阀门控制模块5。四大控制模块与其控制部件的连接通过通讯线连接，四大控制模块利用PLC编程完成模块间及各模块控制部件的的协同运作。

请参考图2，所述除磷反应区6是圆柱体容器，其内部设有进水控制系统，侧壁设有第一致密滤网11、气流反冲系统及出水口14。所述气流反冲系统包括反冲气流入口12及反冲气流流量调节器13，所述进水控制系统包括进水口7、高速水流导管8和进水流量调节器9、齿形溢流堰10。其中，进水口7、进水流量调节器9与进水控制模块3相连，用以控制进水量、高速水流流量；反冲气流流量调节器13与气流反冲控制模块4相连，用以控制反冲气体流量及反冲时长。

请参考图3，所述絮体沉降区15是呈倒置的圆锥体容器，上部与除磷反应区6底部相连，絮体沉降区15内设有称重及复合阀门16、浊度监测仪17、转轴18、螺旋叶片19和阀门20。其中，称重及复合阀门16、浊度监测仪17、阀门20和外接电机21与絮体沉降监测及阀门控制模块5相连，用以收集各部分的反馈数据并根据反馈数据控制阀门开闭及外接电机工作与否；转轴18与螺旋叶片19共同组成可向絮液分离区22运送高含水量沉降絮体的装置；外接电机21与转轴18相连，为其提供动力。

请参考图4，所述絮絮液分离区22是呈圆筒状的容器，通过阀门20与絮体沉降区15相连，絮液分离区22内设有转轴18、螺旋叶片19、第二致密滤网23、液体收集袋24、液体出水口25、絮体干料出口26。转轴18与螺旋叶片19共同组成可运送絮体的装置；外接电机21与转轴18相连，为其提供动力。

其中，复合材料制备及投加控制模块2除了可完成复合材料制备外，还可根据进水量、进水磷浓度不同而控制复合材料投加量；

进水控制模块3与进水流量调节器9相连，用以控制进水量、高速水流流量；

气流反冲控制模块4与反冲气流流量调节器13相连，用以控制反冲气体流量及反冲时长；

絮体沉降监测及阀门控制模块5与称重及复合阀门16、浊度监测仪17、阀门20、外接电机21相连，用以收集各部分的反馈数据并根据反馈数据控制阀门20开闭及外接电机21工作。

本实施例一体化应用装置的工作原理介绍如下：

待处理的天然水体在进水控制模块3控制下，经进水口7进入高速水流导管8，变为高速水流后进入除磷反应区6，并形成流体漩涡促进待处理水体与投加的复合材料接触反应，进而提高低浓度磷的去除效率。反应后的絮体在自身重力及流体漩涡的作用力下，逐渐向漩涡底部沉降；位于除磷反应区6上部的上清液经齿形溢流堰10流向出水口14，出水口处设有第一致密滤网11用于过滤未沉降完全的小颗粒絮体，并在第一致密滤网11处设有气流反冲装置(反冲气流入口12、反冲气流流量调节器13)，可经智能控制系统1中的气流反冲控制模块4进行反冲处理，避免出水处第一致密滤网11堵塞。

当大量絮体仍漂浮于水体中没有沉降完全时，絮体沉降区15里的浊度监测仪17监测数值高于设定值，同时絮体受水体浮力的影响，处于称重及复合阀门16的电子称数值小于设定值，此时称重及复合阀门16仍处于关闭状态，外接电机21不工作，絮体沉降区15下部分的转轴18与螺旋叶片19组成的可将沉降絮体运送至絮液分离区的运输装置不运转；当大量絮体已经沉降完全时，浊度监测仪17监测数值低于设定值，同时处于称重及复合阀门16的电子称数值高于设定值，此时称重及复合阀门16短时间打开，外接电机21工作，沉降的含水量较高的絮体经运输装置运送至絮液分离区22。

含水量较高的絮体经阀门20进入絮液分离区22，液体在旋转的螺旋叶片19和离心力的作用下，经第二致密滤网23流入液体收集袋24，并由液体出水口25流出；絮体干料则在螺旋叶片19的带动下经絮体干料出口26排出。

固定支架27用于装置各部分的固定与支撑，可滚动滑轮28可根据实际需要进行安装与拆卸。

本实用新型根据复合材料除磷的反应特性设计一体化应用装置，该装置解决了复合材料在处理天然水体中的低浓度磷时，材料难以回收、对环境造成二次污染的问题，同时实现了废弃物的资源化循环利用，具有极大的环境、经济、社会效益和应用前景。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于去除天然水体低浓度磷一体化应用装置，其特征在于：包括处理容器、用于固定处理容器的固定支架、安装于固定支架底部的滑轮、安装于处理容器上的智能控制系统，所述处理容器由上至下依次包括除磷反应区、絮体沉降区、絮液分离区；所述除磷反应区设有进水控制系统和气流反冲系统，所述进水控制系统用于将待处理的天然水体输入除磷反应区，气流反冲系统设于除磷反应区的出水口处，出水口处设有第一致密滤网，所述智能控制系统用于控制进水控制系统的进水量和气流反冲系统的反冲气体流量及反冲时长；所述絮体沉降区上部与除磷反应区底部相连，所述絮体沉降区内设有絮体沉降监测装置及絮体输送装置，所述智能控制系统用于根据絮体沉降监测装置的监测情况控制絮体输送装置的启闭，所述絮体输送装置用于将沉降絮体运送至絮液分离区，所述絮液分离区用于进行干液分离并收集絮体中的液体。

2.根据权利要求1所述一体化应用装置，其特征在于：所述除磷反应区是圆柱体容器，所述进水控制系统包括进水口、高速水流导管和进水流量调节器、齿形溢流堰，位于除磷反应区上部的上清液经齿形溢流堰流向出水口，进水口与高速水流导管连接，进水流量调节器设于高速水流导管上，进水流量调节器与智能控制系统连接；所述气流反冲系统包括反冲气流入口及反冲气流流量调节器，反冲气流流量调节器与智能控制系统连接。

3.根据权利要求1所述一体化应用装置，其特征在于：所述絮体沉降区是呈倒置的圆锥体容器，所述絮体沉降监测装置包括称重及复合阀门、浊度监测仪、阀门，所述絮体输送装置包括转轴、螺旋叶片、阀门、外接电机，称重及复合阀门设于絮体沉降区上部，阀门设于絮体沉降区底部，用于与絮液分离区连接，智能控制系统用于根据浊度监测仪监测数值和称重及复合阀门的电子称数值控制称重及复合阀门和外接电机的启闭，以使絮体沉降完全时将称重及复合阀门打开，同时启动外接电机带动转轴和螺旋叶片旋转，将沉降絮体运送至絮液分离区。

4.根据权利要求1所述一体化应用装置，其特征在于：所述絮液分离区是呈圆筒状的容器，设有转轴、螺旋叶片、第二致密滤网、液体收集袋、液体出水口、絮体干料出口，转轴与螺旋叶片共同组成可运送絮体的装置，外接电机与转轴相连，为其提供动力，絮体经阀门进入絮液分离区后，液体在旋转的螺旋叶片和离心力的作用下，经第二致密滤网流入液体收集袋，并由液体出水口流出，絮体干料则在螺旋叶片的带动下经絮体干料出口排出。