【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，特别涉及分区反应式结晶造粒反应器。
技术介绍
1、在高纬度城市或者部分页岩矿城市，由于水质硬度较大，若不对其进行预处理、软化，长期饮用硬度大的水会导致人体结石的发病率升高、皮肤干燥、粗糙、发痒，头发干枯、打结等症状。
2、在现有的水处理技术中，软化上述水体通常需要通过药剂软化、曝气、过滤、电渗析等组合工艺保证出水效果，但仍无法解决工序复杂、占地面积大、运行操作困难等问题。
3、诱导结晶法是通过投加粒状固体物质加速晶核的出现，使参加反应的离子在其表面富集，从而导致局部离子浓度升高至过饱和状态。在反应体系中加入微颗粒状固体填料作为晶种，高硬度水以一定的流速从反应器底部进入，并加入反应药剂，通过调整高硬度水的过饱和度及载体上升流速，使预处理的无机离子(如钙镁离子)在载体表面形成稳态结晶体(碳酸钙结晶)，当结晶体粒径达到一定程度后排出槽外，从而有效降低水中无机钙镁离子的浓度。
4、结晶造粒软化反应器在国内外已有应用，但是由于结构设计的原因会导致床层不稳，进水悬浮固体控制要求高，药剂混合不匀，传质效率低，出水残余硬度高，结晶颗粒易流失等问题。
5、在现有技术中，通常是设计一种筒体，在筒体内从底部到顶部依次设置有布水区、布药区、造粒区和清水区；内筒将造粒区分为三个区，内筒内部靠近底部的区域为流化区，内筒内部靠近顶部的区域为分离区，内筒和筒体之间的夹层为静沉区；流化区与加晶种管相连通，晶种在流化区、分离区和静沉区之间循环流动，水中的离子在流动过程中实现化学结晶循环造粒；流化
6、然而在实际应用中，现有技术仍然存在如下缺陷：
7、1、进水悬浮固体控制要求较高，系统本身无法承受高悬浮固体负荷：进水悬浮固体较高会影响诱导结晶反应效果，因此需要控制装置进水的悬浮固体浓度，若进水悬浮固体浓度较高则需在结晶装置进水前单独增加悬浮固体处理设备。
8、2、混合不均、传质效率低：仅靠上升水力搅动无法保障进水、药剂及晶核填料之间充分接触，造成混合不均、传质效率低，影响装置处理效果。
9、3、填料易流失：现有结晶装置上升流速较高，晶核填料容易随出水流失。
10、因此，如何解决结晶造粒反应器软化过程中进水悬浮固体要求过高，处理效率不高，填料容易流失的缺陷成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供分区反应式结晶造粒反应器，实现的目的是解决结晶造粒反应器软化过程中进水悬浮固体要求过高，处理效率不高，填料容易流失的缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术公开了分区反应式结晶造粒反应器，呈竖直向上延伸的罐状结构，内部包括由下至上依次连接的水质均匀区、预反应区、深度反应区和澄清区；
3、所述水质均匀区内设有曝气装置和加药装置，通过所述加药装置对进入的需要进行处理的进水投加药剂，通过所述曝气装置向上间歇曝气，使所述进水、所述药剂在水力和曝气的搅拌下混合均匀；
4、所述进水为常压或通过压力提升形成的带压水流；
5、所述预反应区和所述深度反应区的底部均设有晶核填料，并均设有进料口、出料口及观察口；
6、所述澄清区设有观察口，内部设有过滤组件；
7、在所述澄清区内，经过所述过滤组件的所述进水通过外置的产水泵抽出。
8、优选的，所述水质均匀区和所述预反应区之间，所述预反应区和所述深度反应区之间，所述深度反应区和所述澄清区之间均通过多孔隔板分隔，并均通过相应的所述多孔隔板上的多个通孔连通。
9、更优选的，所述预反应区和所述深度反应区之间的所述多孔隔板设有滤帽。
10、优选的，所述药剂为混凝剂、na2co3和/或naoh。
11、优选的，所述过滤组件包括一个流入所述进水的迎水面和一个流出所述进水的背水面；
12、所述过滤组件的所述背水面过水管与所述产水泵的出水口连接，通过气管与外置的带压力空气源连接，通过所述产水泵的出水口的出水，以及带压空气，从所述背水面向所述迎水面进行气水反冲洗；
13、所述澄清区的侧壁，在靠近底部的位置设有反洗排水口。
14、优选的，顶部设有可自动开启的减压口。
15、优选的，所述水质均匀区的侧壁，在靠近底部的位置设有进水口和排泥/放空口。
16、优选的，所述加药装置包括设置在靠近所述水质均匀区顶部并向下喷射的多个加药喷头，以及外置的加药口。
17、优选的，所述曝气装置包括设置在靠近所述水质均匀区底部并向上喷射的多个曝气头，以及外置的曝气口；
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术设置预反应区，预反应区中晶核与进水中钙镁离子等预反应结晶，初步降低进水中硬度，同时预反应区晶核床层可阻挡进水中的部分悬浮固体进入深度反应区，保证深度反应区的结晶软化效果；针对进水悬浮固体较高的情况，也可采用外置加药装置向进水管道内投加混凝剂，促使水中杂质及胶体颗粒发生混凝反应去除悬浮固体。解决传统反应器对进水悬浮固体要求高的问题。
20、本专利技术设水质均匀区，集成配水系统、布药系统及曝气系统，在水力及曝气的作用下，气、药、液及晶核填料充分混合。解决传统反应器配水及混合不均的问题，提高传质效率。
21、本专利技术反应器出水通过过滤筛网及抽吸泵出水，过滤组件可防止晶核填料随出水流失，也可进一步去除水中的杂质颗粒，强化出水效果。解决传统反应器因上升流速高导致的填料流失问题。
22、本专利技术采用曝气装置对反应器内进行连续或间歇曝气，气泡对晶核表面进行冲刷，降低水中悬浮物或其他离子对结晶的干扰，更有助于水中钙镁离子等在晶核表面富集生长，形成稳态结晶体。同时曝气中含有部分co2，在带压状态下快速溶于水中，提高水中碳酸根或碳酸氢根等离子浓度，促进水中钙镁离子结晶生长，同步减少药剂投加量，节约运行药剂成本。
23、本专利技术在反应器内部采用多层隔板结构，对反应器内气泡进行多次切割，减小气泡粒径，形成微气泡对晶核表面冲刷，提高气泡冲刷效果及结晶传质效果。
24、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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1.分区反应式结晶造粒反应器；其特征在于，呈竖直向上延伸的罐状结构，内部包括由下至上依次连接的水质均匀区(1)、预反应区(2)、深度反应区(3)和澄清区(4)；
2.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述水质均匀区(1)和所述预反应区(2)之间，所述预反应区(2)和所述深度反应区(3)之间，所述深度反应区(3)和所述澄清区(4)之间均通过多孔隔板分隔，并均通过相应的所述多孔隔板(10)上的多个通孔连通。
3.根据权利要求2所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述预反应区(2)和所述深度反应区(3)之间的所述多孔隔板(10)设有滤帽。
4.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述药剂为混凝剂、Na2CO3和/或NaOH。
5.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述过滤组件(41)包括一个流入所述进水的迎水面和一个流出所述进水的背水面；
6.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，顶部设有可自动开启的减压口(43)。
8.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述加药装置包括设置在靠近所述水质均匀区(1)顶部并向下喷射的多个加药喷头(11)，以及外置的加药口(12)。
9.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述曝气装置包括设置在靠近所述水质均匀区(1)底部并向上喷射的多个曝气头(13)，以及外置的曝气口(14)。
...【技术特征摘要】
1.分区反应式结晶造粒反应器；其特征在于，呈竖直向上延伸的罐状结构，内部包括由下至上依次连接的水质均匀区(1)、预反应区(2)、深度反应区(3)和澄清区(4)；
2.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述水质均匀区(1)和所述预反应区(2)之间，所述预反应区(2)和所述深度反应区(3)之间，所述深度反应区(3)和所述澄清区(4)之间均通过多孔隔板分隔，并均通过相应的所述多孔隔板(10)上的多个通孔连通。
3.根据权利要求2所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述预反应区(2)和所述深度反应区(3)之间的所述多孔隔板(10)设有滤帽。
4.根据权利要求1所述的分区反应式结晶造粒反应器，其特征在于，所述药剂为混凝剂、na2co3和/或naoh。
5.根据权利要求1所述的分...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵海祥，黄如全，李岗，李勇，
申请(专利权)人：上海泓济环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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