申请日2016.09.12
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C02F1/42; C02F1/48
摘要
本发明公开了一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器及其使用方法，属于基于磁性树脂吸附的废水处理设备领域。本发明包括均匀布水装置、稳流组件、磁滚筒分离装置和出水堰板，其中，所述均匀布水装置为“工”字型同程布水装置，位于反应器底部，所述稳流组件固定于反应器中部，所述出水堰板设于反应器顶部边缘上，所述磁滚筒分离装置紧贴于出水堰板设在反应器顶部。与常规的磁性树脂水处理系统一体化反应器相比，该反应器极大的降低了反应器高度，减轻水泵压力，节省能耗，节约占地面积，操作简便。本发明实现在磁性树脂一体水处理系统中磁性树脂的高效分散与分离，使磁性树脂水处理技术更加高效率，低成本，可规模化使用。
权利要求书
1.一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，设有磁滚筒分离装置(4)，其特征在于：所述反应器由下至上依次设有布水搅拌反应区(A)、上升沉降区(B)和出水分离区(C)，所述布水搅拌反应区(A)设有均匀布水装置(1)，且布水搅拌反应区(A)内装有磁性粉末树脂，上升沉降区(B)设有稳流组件(3)，出水分离区(C)设有出水堰板(5)，其中，所述均匀布水装置(1)为“工”字型同程布水装置，位于反应器底部，所述稳流组件(3)固定于反应器中部，所述出水堰板(5)设于反应器顶部边缘上，所述磁滚筒分离装置(4)紧贴于出水堰板(5)设在反应器顶部，所述磁滚筒分离装置(4)包括磁滚筒(11)和分离装置，所述磁滚筒(11)由多个全磁型磁滚筒或多个半磁型磁滚筒构成，所述分离装置以刮板(10)、水流冲击或刮板(10)和水流冲击共同作用的形式设于远离出水堰板(5)一侧。
2.根据权利要求1所述的一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，其特征在于：所述均匀布水装置(1)包括进水口(6)、出水口(7)和布水管线(8)，其中，进水口(6)设于所述均匀布水装置(1)的中心位置，出水口(7)处设有出水孔，且出水孔与反应器底面的夹角在35-90度之间，所述布水管线(8)根据反应器大小可采用二工，四工，八工，多工型的布水管线或采用多个工字型布水管并联的布水管线。
3.根据权利要求1所述的一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，其特征在于：所述均匀布水装置(1)上方还可设置一树脂搅拌器(2)，所述树脂搅拌器(2)上端连接一动力源，下端带有叶片的部分延伸至布水搅拌反应区(A)内。
4.根据权利要求1所述的一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，其特征在于：所述布水搅拌反应区(A)内的磁性树脂为50～300μm粒径的磁性粉末树脂。
5.根据权利要求1所述的一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，其特征在于：采用由多个全磁型磁滚筒与分离装置构成的磁滚筒分离装置(4)，所述磁滚筒(11)为多个磁体(9)拼接而成，磁滚筒(11)整体均带有磁性，磁滚筒(11)整体转动。
6.根据权利要求1所述的一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，其特征在于：采用由多个半磁型磁滚筒与分离装置构成的磁滚筒分离装置(4)，所述磁滚筒(11)分为外筒和内磁体，外筒为空心圆筒状，内磁体在外筒靠近反应器出水堰板一侧有磁性分布，磁体(9)为整块或多个磁体拼接而成，内磁体固定不动，外筒转动。
7.一种如权利要求1-6所述的一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器的使用方法，其特征在于：
a.待处理废水经过均匀布水装置(1)均匀布水进入反应器，并冲击树脂;
b.反应后的混合水通过上升沉降区B时大部分磁性树脂被稳流组件(3)拦截下来;
c.少量上浮树脂随水流流向出水分离区C，通过磁滚筒分离装置(4)时被拦截下来;
d.分离后的水继续从出水堰板(5)流出。
说明书
一种磁性树脂废水处理反应器及其使用方法
技术领域
本发明涉及基于磁性树脂吸附的废水处理设备领域，具体地涉及一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器及其使用方法。
背景技术
磁性树脂是澳大利亚联邦科学与工业研究院、南澳水务局和Orica公司共同研发的新型阴离子交换树脂。该树脂是以聚丙烯为母体的季铵型离子交换树脂，通过可交换离子(Cl-)与水中带负电的天然有机物(NOM)进行离子交换，有效地降低废水中的色度、有机物、总氮、总磷，从而达到净水目的。与传统离子交换树脂相比，磁性树脂对有机物去除效率高、交换容量大，且树脂颗粒内部含磁核，可使树脂相互聚集成团实现快速沉淀。与其他离子交换树脂不同，磁性树脂可在搅拌式反应器中进行吸附，改变了吸附柱式的吸附模式，具有广泛应用前景。
反应后分离出来的磁性树脂可提出废水处理反应器与再生液(NaCl溶液)混合，进行再生反应，反应后的磁性树脂可送回反应器中，实现磁性树脂的循环利用。
磁性粉末树脂具有反应速度快，沉淀性好，投资运行成本低等特点，可广泛应用于市政污水，工业废水和饮用水净化等水质净化和回用领域。
针对磁性粉末树脂的物理特性和处理水的方式，一般的树脂类反应器不能很好用于磁性粉末树脂的水处理过程，且没有利用磁性粉末树脂的具有磁性的特点，造成水处理效果不理想，水处理过程效率低等一系列问题。
因此，开发一种高效的磁性树脂分散与分离废水处理反应器对推动磁性树脂在水处理领域广泛应用具有重要意义。
针对磁性树脂的吸附装置的研究很多，例如2011年7月13日授权公告的公开号为CN 201896078 U的一项实用新型专利，其公开了一种处理流程短，处理流量大，设备运行稳定可靠，能耗低，费用少的磁性树脂吸附反应回收装置，该装置包括柱状反应器和磁分离设备两部分，柱状反应器上部分为圆柱体，下部分为圆锥体;该装置的磁分离设备设于柱状反应器上部，由磁鼓、刮渣条和卸渣槽构成;柱状反应器底部设有1-5个进水口。该装置实现了磁性树脂的高效分散与分离，但仍有所不足：待处理废水通过进水口直接进入反应器，极大可能存在待处理废水分布不均的情况;反应后的磁性树脂随水流全都流向磁分离设备，导致磁分离设备的工作量很大，影响废水处理效果和效率。
发明内容
1、本发明要解决的技术问题
针对上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种磁性树脂高效分散与分离，且进水分布均匀、装置设置更为简单合理的废水处理反应器。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，设有磁滚筒分离装置，该反应器由下至上分为布水搅拌反应区、上升沉降区和出水分离区，所述布水搅拌反应区设有均匀布水装置，且布水搅拌反应区内装有磁性粉末树脂，上升沉降区设有稳流组件，出水分离区设有出水堰板，其中，所述均匀布水装置为“工”字型同程布水装置，位于反应器底部，所述稳流组件固定于反应器中部，所述出水堰板设于反应器顶部边缘上，所述磁滚筒分离装置紧贴于出水堰板设在反应器顶部，所述磁滚筒分离装置包括磁滚筒和分离装置，所述磁滚筒由多个全磁型磁滚筒或多个半磁型磁滚筒构成，所述分离装置以刮板、水流冲击或刮板和水流冲击共同作用的形式设于远离出水堰板一侧。
优选地，所述均匀布水装置包括进水口、出水口和布水管线，其中，进水口设于所述均匀布水装置的中心位置，出水口处设有出水孔，且出水孔与反应器底面的夹角在35-90度之间，所述布水管线根据反应器大小可采用二工，四工，八工，多工型的布水管线或采用多个工字型布水管并联的布水管线。
优选地，所述均匀布水装置上方还可设置一树脂搅拌器，所述树脂搅拌器上端连接一动力源，下端带有叶片的部分延伸至布水搅拌反应区内。
优选地，所述布水搅拌反应区内的磁性树脂为50～300μm粒径的磁性粉末树脂。
优选地，采用多个全磁型磁滚筒与分离装置构成的磁滚筒分离装置，所述磁滚筒为多个磁体拼接而成，磁滚筒整体均带有磁性，磁滚筒整体转动。
优选地，采用多个半磁型磁滚筒与分离装置构成的磁滚筒分离装置，所述磁滚筒分为外筒和内磁体，外筒为空心圆筒状，内磁体在外筒靠近反应器出水堰板一侧有磁性分布，磁体为整块或多个磁体拼接而成，内磁体固定不动，外筒转动。
本发明还提供了一种上述磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器的使用方法，其步骤为：
a.待处理废水经过均匀布水装置均匀布水进入反应器，并冲击树脂;
b.反应后的混合水通过上升沉降区时大部分磁性树脂被稳流组件拦截下来;
c.少量上浮树脂随水流流向出水分离区，通过磁滚筒分离装置时被拦截下来;
d.分离后的水继续从出水堰板流出。
3、有益效果
待处理废水经过均匀布水装置进入反应器，与磁性树脂混合，由于均匀布水装置为工字型同程布水装置，同程布水系统各管路相等，阻力大致相同，可使流量分配均衡，使得待处理废水均匀散布于反应器内，再辅助以树脂搅拌器的搅拌作用，使得待处理废水与磁性树脂充分均匀混合;反应后的混合水通过上升沉降区时大部分磁性树脂被稳流组件拦截下来，少量上浮树脂随水流流向出水分离区，通过磁滚筒分离装置时被拦截下来，稳流组件和磁滚筒分离装置的分工配合作用，极大地减轻了磁滚筒分离装置的工作量，提高了废水处理的处理效果和处理效率。
本发明提出的一种一体式磁性树脂高效分散与分离的废水处理反应器，通过均匀布水器，搅拌器和磁滚筒分离器等实现了一体式反应器中磁性粉末树脂的高效分散和分离，有效的解决了一体化磁性树脂水处理系统中，树脂的分散以及树脂分离难的问题，与常规的磁性树脂水处理系统一体化反应器相比，该反应器极大的降低了反应器高度，减轻水泵压力，节省能耗，节约占地面积，操作简便。本发明对实现磁性粉末树脂在水处理领域中高效率，低成本，规模化应用具有重要的学术价值和实践意义。
