一种鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器的制作方法

本技术属于环保设备领域，涉及小水量、高浓度氨氮、总磷废水处理系统，具体涉及一种鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器。

背景技术：

1、目前，常用的氨氮废水处理技术包括空气吹脱法、生物脱氮法及化学沉淀法等，但在实际应用过程中，这些处理方法受到种种因素的制约，有其特定的适用范围或局限性。化学沉淀法处理氨氮废水则具有工艺简单、处理对象广泛及沉淀物可做肥料等优势，该法已日益受到重视，得到了国内外学者的广泛研究。其原理是往高氨氮废水中加入沉淀剂，通过化学反应进而实现从废水中去除氨氮污染物的目的。

2、磷酸铵镁（mgnh4 po4 ·6h2o）俗称鸟粪石，英文名称struvite（magnesiumammonium phosphate），简称map，废水处理中的磷酸铵镁（map）法就是将mg盐加入到含有磷酸盐和氨氮的污水中反应生成难溶的磷酸铵镁沉淀，从而去除污水中的磷酸盐和氨氮。

3、发生反应如下：

4、mg2+ + nh4+ + hnpo4(3-n) + 6h2o == mgnh4po4·6h2o↓ + nh + (n=0--2)。

5、map 结晶法可同时去除磷、氮两种污染物，操作简便易行；镁盐通常使用氯化镁，磷酸盐通常使用磷酸氢二钠。理论上当溶液中含有mg2+、nh4+及po43- ，且离子浓度积大于溶度积ksp时，会自发生成鸟粪石并形沉淀，从而实现nh4+的去除。

6、理论上mg与p投加量的摩尔比要与废水中的氨氮达到1:1:1，则理论上去除1g的氮则需要2.21g磷元素与1.71g的镁元素。在进行单因素影响分析及正交实验结果后表明，map反应装置处理高浓度氨氮废水（500~5000mg/l）的最佳运行条件是ph=9-9.5，mg2+:nh4+-n:po43--p摩尔比为1.2：1：1，水力停留时间为2.5 h以上，连续运行的实验结果可知，map 反应装置对于不同浓度的氨氮废水（500 mg/l~5000 mg/l）具有稳定高效的运行效果，氨氮的去除率稳定在80%~95%范围内。

7、根据上述原理，在鸟粪石反应器日常使用过程中，药剂的投加量偏大，使得反应器整体占地面积较大，且在使用过程中容易发生杜塞，设备整体效率过低。

8、针对以上问题通过简化系统工艺开发集成设备，开发一种具备大高径比的反应器，在尽量少的占地面积的基础上，设备在空间和时间的双重维度集成高效循环加药脱氮除磷所需要的化学反应环境，在方便快捷施工安装以及不增加能耗的情况下，提高系统脱氮除磷效率。

技术实现思路

1、本实用新型目的是要提供一种鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，解决了如何减小反应器占地面积的问题。

2、为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、本实用新型提供了一种鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，它包括竖直放置的反应罐体，所述反应罐体内侧的中部设置有循环流化区，所述反应罐体内侧的底部设置有沉淀区，所述反应罐体内侧的顶部设置有泥水分离区且所述泥水分离区内通入有混凝药加入管，所述反应罐体的外侧设置有连通所述循环流化区以将所述循环流化区内液体循环流动的循环管，所述循环管的两端分别为进水口和出水口，靠近所述进水口的所述循环管上设置有压缩空气接入口，所述循环管上还设置有原水接入口和药剂接入口，所述泥水分离区内通过隔板形成有弯折的出液流道，所述出液流道内设置有斜板填料，所述出液流道的末端设置有出口环堰。

4、优选地，所述循环流化区内设置有竖直延伸的循环流化导流筒，所述循环流化导流筒的上端和下端为开口，所述循环管的出水口延伸进所述循环流化导流筒内。

5、进一步地，所述循环流化导流筒上端的上方设置有用于将上端流出的水流向侧方引导的导流罩，所述循环流化导流筒的下端是扩口状的。

6、进一步地，所述循环管的出水口延伸进所述循环流化导流筒内的下部位置。

7、优选地，所述隔板包括泥水分离罩和导流圈，所述泥水分离罩包括竖直延伸的升流管和自所述升流管底端向所述反应罐体内壁延伸且在延伸过程中向下倾斜的导泥板，所述导泥板的边缘与所述反应罐体的内壁面之间留有出泥间隙，所述导流圈为管状且套设在所述升流管外侧，所述导流圈的下端与所述泥水分离罩之间留有出水间隙，所述导流圈的外壁面与所述反应罐体的内壁面之间形成环状升流区，所述环状升流区内设置有所述斜板填料，且所述斜板填料的上方设置有所述出口环堰。

8、进一步地，所述反应罐体的顶部设置有混凝搅拌机，所述混凝搅拌机的驱动端设置有转轴，所述转轴上设置有第一叶片和第二叶片，所述转轴向下穿过所述升流管，且所述第一叶片位于所述导泥板下方，所述第二叶片位于所述升流管上方。

9、更进一步地，所述导泥板下方和所述升流管上方的区域中分别设置有pac药剂接入管和pam药剂接入管。

10、又进一步地，所述第一叶片和所述第二叶片是镂空的。

11、优选地，所述循环管上设置有用于混合的均质混合器和高效加药混合器，所述均质混合器上设置有原水接入口和氢氧化钠药剂接入口，所述高效加药混合器上设置有氯化镁药剂接入口、ph计接入口和磷酸氢二钠药剂接入口。

12、更进一步地，所述均质混合器和所述高效加药混合器之间通过可拆卸的管道连接，所述高效加药混合器与所述反应罐体之间也通过可拆卸的管道连接。

13、由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

14、本实用新型的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，由于在反应罐体的外侧设置了循环管，循环管中的压缩空气接入口可以接入压缩空气，在管内形成真空从而从反应罐体内吸取液体，液体在循环管内流动时被加入药剂，且液体可多次在循环管内流动被加入药剂，由于反应罐体内的液体被循环从而使得反应罐体的体积无需太大。且将空气吹入、药剂加入也集成在了循环管中，因此反应器上的附件较少从而进一步减小了体积。

技术特征：

1.一种鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，它包括竖直放置的反应罐体（1），所述反应罐体（1）内侧的中部设置有循环流化区（2），所述反应罐体（1）内侧的底部设置有沉淀区（3），所述反应罐体（1）内侧的顶部设置有泥水分离区（4）且所述泥水分离区（4）内通入有混凝药加入管（5），所述反应罐体（1）的外侧设置有连通所述循环流化区（2）以将所述循环流化区（2）内液体循环流动的循环管（6），所述循环管（6）的两端分别为循环进水口（61）和循环出水口（62），靠近所述循环进水口（61）的所述循环管（6）部位上设置有压缩空气接入口（63），所述循环管（6）上还设置有原水接入口（22）和药剂接入口，所述泥水分离区（4）内通过隔板（7）形成有弯折的出液流道（8），所述出液流道（8）内设置有斜板填料（9），所述出液流道（8）的末端设置有出口环堰（10）。

2.根据权利要求1所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述循环流化区（2）内设置有竖直延伸的循环流化导流筒（11），所述循环流化导流筒（11）的上端和下端为开口，所述循环管（6）的出水口延伸进所述循环流化导流筒（11）内。

3.根据权利要求2所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述循环流化导流筒（11）上端的上方设置有用于将上端流出的水流向侧方引导的导流罩（12），所述循环流化导流筒（11）的下端是扩口状的。

4.根据权利要求2所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述循环管（6）的出水口延伸进所述循环流化导流筒（11）内的下部位置。

5.根据权利要求1所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述隔板（7）包括泥水分离罩（71）和导流圈（72），所述泥水分离罩（71）包括竖直延伸的升流管（711）和自所述升流管（711）底端向所述反应罐体（1）内壁延伸且在延伸过程中向下倾斜的导泥板（712），所述导泥板（712）的边缘与所述反应罐体（1）的内壁面之间留有出泥间隙（13），所述导流圈（72）为管状且套设在所述升流管（711）外侧且与所述升流管（711）之间留出设定空间形成所述出液流道（8）的一部分，所述导流圈（72）的下端与所述泥水分离罩（71）之间留有出水间隙（14），所述导流圈（72）的外壁面与所述反应罐体（1）的内壁面之间形成环状升流区域（15），所述环状升流区域（15）内设置有所述斜板填料（9），且所述斜板填料（9）的上方设置有所述出口环堰（10）。

6.根据权利要求5所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述反应罐体（1）的顶部设置有混凝搅拌机（16），所述混凝搅拌机（16）的驱动端设置有转轴（17），所述转轴（17）上设置有第一叶片（18）和第二叶片（19），所述转轴（17）向下穿过所述升流管（711），且所述第一叶片（18）位于所述导泥板（712）下方，所述第二叶片（19）位于所述升流管（711）上方。

7.根据权利要求6所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述导泥板（712）下方和所述升流管（711）上方的区域中分别设置有pac药剂接入管（51）和pam药剂接入管（52）。

8.根据权利要求6所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述第一叶片（18）和所述第二叶片（19）是镂空的。

9.根据权利要求1所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述循环管（6）上设置有用于混合的均质混合器（20）和高效加药混合器（21），所述均质混合器（20）上设置有原水接入口（22）和氢氧化钠药剂接入口（23），所述高效加药混合器（21）上设置有氯化镁药剂接入口（24）、ph计接入口（25）和磷酸氢二钠药剂接入口（26）。

10.根据权利要求9所述的鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，其特征在于，所述均质混合器（20）和所述高效加药混合器（21）之间通过可拆卸的管道连接，所述高效加药混合器（21）与所述反应罐体（1）之间也通过可拆卸的管道连接。

技术总结本技术涉及一种鸟粪石结晶与混凝耦合流化反应器，它包括竖直放置的反应罐体，所述反应罐体内侧的中部设置有循环流化区，所述反应罐体内侧的底部设置有沉淀区，所述反应罐体内侧的顶部设置有泥水分离区且所述泥水分离区内通入有混凝药加入管，所述反应罐体的外侧设置有连通所述循环流化区以将所述循环流化区内液体循环流动的循环管，所述循环管的两端分别为进水口和出水口，靠近所述进水口的所述循环管上设置有压缩空气接入口，所述循环管上还设置有原水接入口和药剂接入口，所述泥水分离区内通过隔板形成有弯折的出液流道，所述出液流道内设置有斜板填料，所述出液流道的末端设置有出口环堰。反应器占地面积较小。技术研发人员：杜甫义,李论,王雨晨,阚俊,陈茂林受保护的技术使用者：苏州淡林环境科技有限公司技术研发日：20231011技术公布日：2024/7/18