公布日：2023.04.11
申请日：2023.03.09
分类号：C02F1/64(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I
摘要
本发明涉及一种处理磷酸铁废水的结晶反应器，由内至外包括混合区、反应结晶区和沉淀区，混合区、反应结晶区和沉淀区的下方设有污泥区，污泥区的底部设有排泥口；沉淀区的顶部设有出水管；所述反应器的侧面设有进水管、第一加药管和晶种回收管，进水管和第一加药管从反应器的外部贯穿进入混合区的中下部，晶种回收管从反应器的外部贯穿进入反应结晶区的下部；反应器的顶部设有排气口和第二加药管，第二加药管从反应器的外部贯穿进入反应结晶区的上部；所述混合区的顶部与反应结晶区的顶部相连通，使得混合区的物料能从顶部进入反应结晶区；反应结晶区和沉淀区的底部均与污泥区连通，使得反应结晶区的物料能够进入沉淀区。
权利要求书
1.一种处理磷酸铁废水的结晶反应器，其特征在于，由内至外包括混合区、反应结晶区和沉淀区，混合区、反应结晶区和沉淀区的下方设有污泥区，污泥区的底部设有排泥口；沉淀区的顶部设有出水管；所述混合区设有进水管和第一加药管，反应结晶区设有第二加药管；所述混合区的顶部与反应结晶区的顶部相连通，使得混合区的物料能从顶部进入反应结晶区；混合区、反应结晶区和沉淀区的底部均与污泥区连通；所述混合区与反应结晶区以第一隔板分隔，所述反应结晶区与沉淀区以第二隔板分隔；所述混合区内设有搅拌装置，搅拌装置的搅拌轴由上至下包括提升段和混合段，提升段为混合区的上端与第一加药管之间的搅拌轴，若干个提升叶轮均匀设在提升段上；所述混合区内设有若干个第一结晶网，第一结晶网垂直于混合区的水流方向；第一结晶网为圆形，内侧一端可拆卸地连接在搅拌轴上，外侧一端连接在第一隔板面向混合区的内侧面上，若干个第一结晶网沿着搅拌轴的纵向均匀分布，直至第一隔板底部；所述第一隔板的内侧面上设有若干圈凹陷的导轨槽，导轨槽向着反应结晶区的方向凹陷，导轨槽面向混合区的一侧设一圈开口，该开口的高度小于导轨槽内部槽体的高度；导轨槽的内部设有若干个滚珠，且滚珠的外径介于所述内部槽体的高度与开口的高度之间，使得滚珠能够卡在导轨槽内，同时又能在内部槽体里自由滚动；若干个滚珠均匀连接第一结晶网的外侧一端，引导第一结晶网的外侧沿着导轨槽运动；所述第一结晶网上均匀设置若干条网线，网线的一端连接搅拌轴，另一端连接第一结晶网的外侧一端，若干条网线呈辐射状；沿着第一结晶网的径向方向，两条相邻的网线之间均匀设置若干道第一连接线，第一连接线的两端连接两条网线，第一连接线的长度大于对应连接处的两条网线之间的间距，使得第一连接线在混合区向上的水流作用下，伸展成倒V型；所述反应结晶区内设有若干个导流摆网，第一隔板的外侧面上设有若干道竖直的移动槽，导流摆网的一端滑动连接对应的移动槽，另一端能上下摆动；若干个导流摆网沿竖直方向上下设置，导流摆网能够沿着移动槽上下移动，当导流摆网向下移动时，导流摆网摆动至水平位置，垂直于反应结晶区内的水流方向；当导流摆网向上移动时，导流摆网摆动至竖直位置；所述导流摆网包括第二结晶网、内网架、外网架和驱动装置，内网架和外网架均为圆形，外网架的直径大于内网架；内网架固定在对应的若干个滑块上，第二结晶网连接在内网架与外网架之间；外网架包括若干段曲杆，曲杆具有弧度，若干段曲杆前后衔接组成外网架；驱动装置设在滑块上且处于内网架的下方，驱动装置通过伸缩杆连接外网架，控制导流摆网的摆动；驱动装置的伸缩杆收缩，将对应的曲杆向下拉动至竖直，同一个导流摆网的曲杆有先后顺序的依次收缩，同一个导流摆网的曲杆在竖直收缩状态时，有相互叠放的现象；所述第二结晶网包括网面和第二连接线，网面具有横纵交错的网绳，一个第二连接线对应一个网眼，第二连接线的两端连接同一个网眼的两侧，第二连接线的长度大于对应网眼的两侧之间的距离，使得导流摆网向下运动时，第二连接线伸展成倒V型。
2.根据权利要求1所述的处理磷酸铁废水的结晶反应器，其特征在于，所述反应器的中上部为圆筒形，下部为锥形，混合区、反应结晶区和沉淀区同心设置，污泥区为锥形；所述反应器的侧面设有进水管、第一加药管和晶种回收管，进水管和第一加药管从反应器的外部贯穿进入混合区的中下部，晶种回收管从反应器的外部贯穿进入反应结晶区的下部；反应器的顶部设有第二加药管，第二加药管从反应器的外部贯穿进入反应结晶区的上部。
3.根据权利要求2所述的处理磷酸铁废水的结晶反应器，其特征在于，所述第一隔板为圆筒形，且上端和下端均开口，第一隔板的上端与所述反应器的顶面不接触，使得混合区内的物料从第一隔板的上端进入周围的反应结晶区；第一隔板的下端延伸至污泥区的中部。
4.根据权利要求3所述的处理磷酸铁废水的结晶反应器，其特征在于，所述搅拌装置包括电机、搅拌轴、若干个提升叶轮和至少一个搅拌叶轮，搅拌轴的底端延伸至污泥区的中部；搅拌轴的混合段为提升段下方的搅拌轴，搅拌叶轮均匀设在混合段上。
5.根据权利要求2所述的处理磷酸铁废水的结晶反应器，其特征在于，所述第二隔板的上端固定在所述反应器的顶面上，下端开口并延伸至污泥区的中部；所述第二隔板的底部具有向沉淀区方向倾斜扩展的伞板。
6.根据权利要求5所述的处理磷酸铁废水的结晶反应器，其特征在于，所述沉淀区为所述反应器的侧壁与第二隔板之间的区域，沉淀区由上至下包括出水堰、出水槽、出水管和斜管区，斜管区内设有斜管填料；出水堰与反应器侧壁之间设有出水槽，出水槽的底部连通出水管。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种处理磷酸铁废水的结晶反应器，由内至外包括混合区、反应结晶区和沉淀区，混合区、反应结晶区和沉淀区的下方设有污泥区，污泥区的底部设有排泥口；沉淀区的顶部设有出水管；
所述反应器的侧面设有进水管、第一加药管和晶种回收管，进水管和第一加药管从反应器的外部贯穿进入混合区的中下部，晶种回收管从反应器的外部贯穿进入反应结晶区的下部；反应器的顶部设有排气口和第二加药管，第二加药管从反应器的外部贯穿进入反应结晶区的上部；
所述混合区的顶部与反应结晶区的顶部相连通，使得混合区的物料能从顶部进入反应结晶区；反应结晶区和沉淀区的底部均与污泥区连通，使得反应结晶区的物料能够进入沉淀区。
可选的，所述反应器的中上部为圆筒形，下部为锥形，混合区、反应结晶区和沉淀区同心设置，污泥区为锥形；
所述反应器设有若干个取样管，若干个取样管的顶端处于反应器的不同位置，取样管的底端从反应器的底部伸出反应器，每个取样管上都设有阀门。
可选的，所述混合区与反应结晶区以第一隔板分隔，第一隔板为圆筒形，且上端和下端均开口，第一隔板的上端与所述反应器的顶面不接触，使得混合区内的物料从第一隔板的上端进入周围的反应结晶区；第一隔板的下端延伸至沉淀区的中部；
混合区内设有搅拌装置和排气管；所述排气管的底端处于混合区的下部，排气管的顶端连接所述排气口，用于排出混合区内搅拌混合产生的气泡。
进一步可选的，所述搅拌装置包括电机、搅拌轴、若干个提升叶轮和至少一个搅拌叶轮，搅拌轴的底端延伸至污泥区的中部；搅拌轴由上至下包括提升段和混合段，提升段为混合区的上端与所述第一加药管之间的搅拌轴，混合段为提升段下方的搅拌轴；
若干个提升叶轮均匀设在所述提升段上，搅拌叶轮设在所述混合段上。
可选的，所述反应结晶区与沉淀区以第二隔板分隔，第二隔板的上端固定在所述反应器的顶面上，下端开口并延伸至沉淀区的中部。
进一步可选的，所述第二隔板的底部具有向沉淀区方向倾斜扩展的伞板。
可选的，所述沉淀区为所述反应器的侧壁与第二隔板之间的区域，沉淀区由上至下包括出水堰、出水槽、出水管和斜管区，斜管区内设有斜管填；
出水堰与反应器侧壁之间设有出水槽，出水槽的底部连通出水管。
本发明所述的反应器下部为污泥区，污泥区的上方由内至外分为混合区、反应结晶区和沉淀区，磷酸铁废水依次经过混合区、反应结晶区和沉淀区，分别进行混合结晶、晶体生长和泥水分离，三个区的嵌套设计充分利用空间，而下方的污泥区总体承接各区中大颗粒污泥，设计紧凑、功能明确。为了形成混合区内由下而上的流向，设置了所述搅拌装置，既能促进进水与沉淀剂的混合，又能形成提升作用引导水流，同时搅拌轴延伸至污泥区，既能防止污泥区的污泥聚集压实而影响污泥排出，又能在搅动作用下，促进污泥区内颗粒较小的污泥重新上升回到混合区和/或沉淀区，重新生长。
优选的，所述混合区内设有若干个第一结晶网，第一结晶网垂直于混合区的水流方向；
第一结晶网为圆形，内侧一端可拆卸地连接在搅拌轴上，外侧一端连接在第一隔板面向混合区的内侧面上，若干个第一结晶网沿着搅拌轴的纵向均匀分布，直至第一隔板底部。
可选的，所述第一隔板的内侧面上设有若干圈凹陷的导轨槽，导轨槽向着反应结晶区的方向凹陷，导轨槽面向混合区的一侧设一圈开口，该开口的高度小于导轨槽内部槽体的高度；
导轨槽的内部设有若干个滚珠，且滚珠的外径介于所述内部槽体的高度与开口的高度之间，使得滚珠能够卡在导轨槽内，同时又能在内部槽体里自由滚动。
进一步可选的，若干个滚珠均匀连接第一结晶网的外侧一端，引导第一结晶网的外侧沿着导轨槽运动。
可选的，所述反应结晶区内设有若干个导流摆网，第一隔板的外侧面上设有若干道竖直的移动槽，导流摆网的一端滑动连接对应的移动槽，另一端能上下摆动；
若干个导流摆网沿竖直方向上下设置，导流摆网能够沿着移动槽上下移动，当导流摆网向下移动时，导流摆网摆动至水平位置，即垂直于反应结晶区内的水流方向；当导流摆网向上移动时，导流摆网摆动至竖直位置。
进一步可选的，所述导流摆网包括第二结晶网、内网架、外网架和驱动装置，内网架和外网架均为圆形，外网架的直径大于内网架；内网架固定在对应的若干个滑块上，第二结晶网连接在内网架与外网架之间；
外网架包括若干段曲杆，曲杆具有弧度，若干段曲杆前后衔接组成外网架；
驱动装置设在滑块上且处于内网架的下方，驱动装置通过伸缩杆连接外网架，控制导流摆网的摆动。
（发明人：王俊;单升益;曹长;陈红继;宋乐山;赵曙光;李天培;董章鹏;张颖;何超群）
