專利名稱：一種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，涉及ー種將沉淀反應(yīng)區(qū)與固液分離區(qū)集成，適用于沉淀和結(jié)晶過程的沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置。
背景技術(shù)：
沉淀法具有エ藝簡單、處理方便、成本低廉的特點，在エ業(yè)廢水處理中應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的沉淀處理通常需經(jīng)過加藥-混凝-沉淀-脫水的過程，沉淀過程中產(chǎn)生的大量污泥含水率高、沉降性差、固液分離困難，并生成很多粒徑細(xì)小的顆粒物，造成污染物出水效果不佳，污泥難以回用及堆存占地大等問題，形成了二次固廢污染及廢水中有價成分的浪費。、近年來出現(xiàn)了流化床結(jié)晶反應(yīng)器，在反應(yīng)器的底部通過水流的作用實現(xiàn)顆粒物的流態(tài)化，顆粒的流態(tài)化區(qū)即為反應(yīng)區(qū)，而反應(yīng)器的上部則作為沉降區(qū)。這樣的方式可以實現(xiàn)反應(yīng)與沉降的一體化，也可以解決沉淀含水率高、粒徑小等問題，但是底部水流的大小對沉淀反應(yīng)的效果以及顆粒的流態(tài)化效果同時存在影響，對操作過程的控制不利。另外，有研究者對傳統(tǒng)的攪拌反應(yīng)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，試圖在攪拌器中實現(xiàn)反應(yīng)與固液分離一體化操作，也取得了一定的效果，如公開號為101352671，1278453及2587488的專利文件等，但這些反應(yīng)器中都使用了顆粒過濾、滲透膜過濾或者微孔過濾等組件，對出水速度有所限制，或過濾組件容易堵塞難以長期穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服傳統(tǒng)沉淀過程中固液分離困難的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)效率高、無需過濾組件、易于固液分離、方便控制、可以有效回收廢水中有價成分的沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置。為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，包括內(nèi)筒、下部呈錐形的外筒、擋板和攪拌槳；所述的內(nèi)筒套于外筒內(nèi)且內(nèi)筒的上邊緣比外筒的上邊緣高5-50厘米，內(nèi)筒下部開有與外筒錐形的下部相通的開ロ，內(nèi)筒的頂部設(shè)有進(jìn)水口，內(nèi)筒底部設(shè)有排泥ロ，沉降區(qū)底部的外筒內(nèi)壁和內(nèi)筒外壁之間呈輻射狀環(huán)繞設(shè)置有多塊豎直的擋板，外筒側(cè)壁的上部設(shè)有溢流ロ，所述的攪拌槳設(shè)于內(nèi)筒內(nèi)。所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，所述的攪拌槳包括電機(jī)、傳動軸和槳葉，所述的電機(jī)固定于內(nèi)筒的頂部，傳動軸的一端連接電機(jī)井伸入至內(nèi)筒內(nèi)，所述的槳葉安裝于傳動軸上。所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，所述的槳葉包括上層槳葉和下層槳葉，所述的上層槳葉安裝于傳動軸的中部并可沿傳動軸的軸線方向移動，所述的下層槳葉固定于傳動軸的底端。所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，擋板的數(shù)量為4-16個。所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，擋板的高度為外筒高度的1/5至1/2。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于，采用本發(fā)明進(jìn)行沉淀或結(jié)晶反應(yīng)，可實現(xiàn)1)反應(yīng)區(qū)與固液分離區(qū)一體化，裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，易于控制，可以連續(xù)加料、連續(xù)反應(yīng)、沉淀和出料；2)裝置外筒中擋板的設(shè)置，消除了反應(yīng)區(qū)攪拌對沉降區(qū)的水流的紊流作用，有利于提高沉降區(qū)的沉降效果，出水無需過濾組件；3)裝置底部存在的沉淀起到了誘導(dǎo)結(jié)晶的作用，促使沉淀物粒徑變大，沉降性提高，避免了細(xì)小顆粒的產(chǎn)生，易于固液分離；4)水力停留時間和沉淀停留時間完全分離，有利于沉淀反應(yīng)的控制。


圖I是本發(fā)明的沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置圖；圖2是圖I所示的裝置俯視圖；圖3是應(yīng)用本發(fā)明的裝置回收廢水中有價成分的運行流程圖； 圖4是實施例I冰晶石的SEM照片；圖5是實施例2氟化鈣的SEM照片；其中I為進(jìn)水口，3為攪拌槳,4為溢流ロ，5為擋板,6為排泥ロ，7為內(nèi)筒,8為外筒，9為開ロ，10為藥劑槽，11為磁力泵，12為止回閥，15為廢水槽。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明，但本發(fā)明要求的保護(hù)范圍并不局限于下述實施例表示的范圍。參見圖I、圖2，本發(fā)明包括內(nèi)筒7、下部呈錐形的外筒8、擋板5和攪拌槳3 ;內(nèi)筒7套于外筒8內(nèi)且內(nèi)筒7的上邊緣比外筒8的上邊緣高5-50厘米，內(nèi)筒7下部開有與外筒8錐形的下部相通的開ロ，內(nèi)筒7的頂部設(shè)有進(jìn)水口 1，內(nèi)筒7底部設(shè)有排泥ロ 6，沉降區(qū)底部的外筒8內(nèi)壁和內(nèi)筒7外壁之間呈輻射狀環(huán)繞設(shè)置有多塊豎直的擋板5，所述擋板5的高度為外筒高度的1/5至1/2，擋板5的數(shù)量為4-16個，外筒8側(cè)壁的上部設(shè)有溢流ロ 4，攪拌槳3設(shè)于內(nèi)筒7內(nèi)。攪拌槳3包括電機(jī)、傳動軸和槳葉，電機(jī)固定于內(nèi)筒7的頂部，傳動軸的一端連接電機(jī)井伸入至內(nèi)筒7內(nèi)，槳葉安裝于傳動軸上。槳葉包括上層槳葉和下層槳葉，上層槳葉安裝于傳動軸的中部并可沿傳動軸的軸線方向移動，下層槳葉固定于傳動軸的底端。在實際操作中，反應(yīng)藥劑可從進(jìn)水口 I、進(jìn)入內(nèi)筒7，在攪拌槳3的作用下進(jìn)行反應(yīng)，水流經(jīng)通道進(jìn)入外筒8進(jìn)行沉降。進(jìn)入外筒8的水流在擋板5的作用下，紊流狀態(tài)減弱，上清液從溢流ロ 4流出，污泥經(jīng)通道進(jìn)入裝置底部，定期通過排泥ロ 6排放。參見圖3，本發(fā)明可以用于從廢水中回收有價成分，將一定量粒度為Iiim-IOOiim的晶種加入從裝置頂部加入，保證固含率>10%，按反應(yīng)配比通過磁力泵11將藥劑槽10和廢水槽15中的溶液通過管道送入裝置中，同時為了防止溶液倒流，在管道上安裝有止回閥12,調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH,在攪拌的條件下進(jìn)行反應(yīng),上清液從溢流ロ 4流出，沉淀結(jié)晶長大后進(jìn)入裝置底部。實施例I :廢水氟離子濃度為2500mg/L，流量為80L/h，沉淀劑為鋁酸鈉溶液，岢性比Na Al=3 1，調(diào)節(jié)反應(yīng)pH至4-5，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)結(jié)束后排出冰晶石污泥并烘干，參見圖4?？梢姷玫降谋癁樯盃睿w粒粒度較大，測得其含水率為30%，出水氟離子濃度為500-600mg/L，氟回收率高于75%。整個過程在一體化裝置中完成，反應(yīng)停留時間僅為13. 5分鐘，與傳統(tǒng)的加藥-混凝-沉淀-脫水的過程相比，反應(yīng)時間大大縮短，固液分離容易，效率顯著提高。實施例2 廢水氟離子濃度為1000mg/L，流量為60L/h，沉淀劑為飽和石灰水清液，反應(yīng)Ca/F = O. 6, pH = 6-7，反應(yīng)結(jié)束后排出氟化鈣污泥并烘干，參見圖5?？梢姷玫降姆}為砂狀，顆粒粒度很大，含水率為25%，出水氟離子濃度為10-20mg/L，濁度低于60NTU，氟回收 率高于95%。整個過程在一體化裝置中完成，反應(yīng)停留時間僅為20分鐘，固液分離溶液，反應(yīng)效率很高。
權(quán)利要求
1.一種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，其特征在于，包括內(nèi)筒、下部呈錐形的外筒、擋板和攪拌槳；所述的內(nèi)筒套于外筒內(nèi)且內(nèi)筒的上邊緣比外筒的上邊緣高5-50厘米，內(nèi)筒下部開有與外筒錐形的下部相通的開ロ，內(nèi)筒的頂部設(shè)有進(jìn)水ロ，內(nèi)筒底部設(shè)有排泥ロ，沉降區(qū)底部的外筒內(nèi)壁和內(nèi)筒外壁之間呈輻射狀環(huán)繞設(shè)置有多塊豎直的擋板，外筒側(cè)壁的上部設(shè)有溢流ロ，所述的攪拌槳設(shè)于內(nèi)筒內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，其特征在于，所述的攪拌槳包括電機(jī)、傳動軸和槳葉，所述的電機(jī)固定于內(nèi)筒的頂部，傳動軸的一端連接電機(jī)并伸入至內(nèi)筒內(nèi)，所述的槳葉安裝于傳動軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，其特征在于，所述的槳葉包括上層槳葉和下層槳葉，所述的上層槳葉安裝于傳動軸的中部并可沿傳動軸的軸線方向移動，所述的下層槳葉固定于傳動軸的底端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，其特征在于，擋板的數(shù)量為4-16個。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，其特征在于，擋板的高度為外筒高度(是否就是外筒高度？)的1/5至1/2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種沉淀反應(yīng)與固液分離一體化裝置，集沉淀反應(yīng)與固液分離于一體，可用于沉淀和結(jié)晶過程，如從含氟廢水中回收砂狀冰晶石和氟化鈣。裝置由反應(yīng)區(qū)和沉降區(qū)組成，其中反應(yīng)區(qū)包含內(nèi)筒、攪拌槳，沉降區(qū)包含外筒、擋板，內(nèi)筒略高于外筒，內(nèi)筒與外筒留有通道。本發(fā)明將沉淀反應(yīng)區(qū)與固液分離區(qū)集成在一個裝置中，同時實現(xiàn)沉淀反應(yīng)和沉淀物的沉降分離，沉淀物的停留時間不受水利停留時間的影響，有利于提高沉淀物濃度和粒度、提高反應(yīng)效率，有利于降低反應(yīng)器體積和沉淀物含水率低。
文檔編號B01D21/28GK102657960SQ20121013118
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者周康根, 姜科, 杜虎, 楊有才 申請人:中南大學(xué)