一种用于污水处理设备的除磷载体及方法与流程

本发明涉及污水处理相关技术领域，具体的说，是涉及一种用于污水处理设备的除磷载体及方法。

背景技术：

水体中的氮、磷营养元素是引起水体富营养化的主要诱因。其中，水体中的磷主要来自排入水体的污水。因此，去除污水中的磷是改善水环境的重要途径。

目前，用于生活污水的除磷方法主要有化学除磷、电化学除磷及生物除磷。其中，生物除磷需要构造交替厌氧、好氧环节，依靠聚磷菌在好氧状态下过量地摄取磷，经过排放富磷剩余污泥去除污水的磷。因生物除磷工艺控制复杂，一般在污水处理设备应用较少。

化学除磷是指通过投加化学试剂形成不溶性的磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中去除。常规化学除磷需要配备加药设施或设备，包括药剂的储存装置、药剂的溶解与投加装置，有的还需要药剂混合与絮凝装置等措施，这无疑会极大的提高成本。

申请号为201410624036.7的中国专利文献提供了一种用于污水处理设备的除磷方法，其采用缓释除磷剂安装在污水处理设备的回流管上，不用专人值守投药。但其不足在于实施过程中：

1、需要增加额外的药剂桶或其他方式将缓释除磷剂储存并安装在污水处理设备中；

2、化学除磷一般需要药剂混合工序，将缓释除磷剂安装在污水处理设备的回流管上的方式只是利用气提回流液的微小动力对除磷剂进行了溶解，不利于实现除磷剂与水的完全混合，除磷剂的利用率较低；

3、将缓释除磷剂安装在污水处理设备的回流管上的方式限制了缓释除磷剂的存储量，容易造成需要频繁地添加除磷剂；

4、化学除磷的较佳条件是低SS和低DS环境，除磷剂与回流液回流至前续工序的方式往往造成除磷剂的投入环境不适宜(高SS和高DS环境)，容易造成除磷剂的浪费。

电化学除磷采用电解方式，利用电能电解产生铁离子或铝离子生成不溶性的磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中去除。其不足在于需要频繁更换电解极板、电解装置的能耗较高。

此外，上述既有除磷方法因为都需要安装额外的除磷装置，受制于安装空间、电耗等原因，因而都不适用于既有污水处理设备的提标改造。

因此，如何设计一种便于在既有污水处理设备中采用、使用时间长、维护频次低且无需对污水处理设备改造的除磷装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于污水处理设备的除磷载体。本发明通过设计全新的结构，使其可以在释放除磷剂的过程中悬浮于污水中，除磷剂耗尽后上浮至水面，无需对现有污水处理设备进行改造，使用周期长，易于维护。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于污水处理设备的除磷载体，包括：

壳体，

所述壳体内部具有用于容纳除磷剂的储存仓，储存仓内具有除磷剂；

所述储存仓的一端被仓盖密闭，另一端为用于释放除磷剂的缓释界面；

其中，

所述除磷剂未耗尽时壳体在污水中处于悬浮状态；

所述除磷剂耗尽时壳体在污水中处于漂浮状态。

除磷载体在使用时可成为微生物的载体，其除磷剂溶解时能实现化学除磷。根据不同的选择，所述除磷剂可采用固体型铁盐或铝盐。

作为较佳的选择，所述除磷剂采用固体状高分子聚合硫酸铁。

优选的，所述壳体靠近仓盖的一侧设置有浮体。

优选的，所述缓释界面包括微孔板及设置于微孔板外侧的滤水织物，储存仓依次与微孔板和滤水织物密闭连接；

相比除磷载体的重心而言，金属铁块的位置更靠近除磷载体的浮心；

即所述缓释界面距除磷载体重心的距离小于缓释界面距除磷载体浮心的距离。

优选的，所述微孔板为不锈钢板，其带有孔径为0.3-0.8mm的通孔。

优选的，所述滤水织物为无纺土工织物。

优选的，所述仓盖和/或储存仓为铁质。

优选的，所述仓盖和/或储存仓内含有金属铁块。相比除磷载体的重心而言，金属铁块的位置更靠近除磷载体的浮心；即所述金属铁块距除磷载体重心的距离小于缓释界面距除磷载体浮心的距离。

优选的，所述壳体上设置有浮体。

优选的，所述浮体位于靠近壳体中靠近仓盖的一侧，浮体使除磷载体的重心和浮心不重合。

壳体内存储有除磷剂时，密度为0.94-0.97g/cm³，当除磷剂耗尽时，密度为0.80-0.90g/cm³。

通过密度的差异实现除磷剂耗尽时除磷载体能自动漂浮至水面上，以便于维护人员识别、补充。

在提供上述结构方案的同时，本发明还提供了一种利用上述除磷载体的方法，主要包括如下步骤：

A、打开仓盖，向储存仓内加入除磷剂；

B、密闭仓盖，并将壳体抛入污水处理池；

C、壳体悬浮于污水中，除磷剂耗尽后，壳体漂浮于水面；

D、利用磁铁将壳体捞出，重新装载除磷剂。

本发明的有益效果是：

(1)能够直接在污水处理设备中广泛应用，以替换或补充现有的载体。无需较大改造，不需要额外配备加药设施或设备就能实现既有无除磷功能的污水处理设备的提标改造，使其具备除磷功能。

(2)依靠微孔材料及滤水型织物实现除磷剂的物理性缓释，与采用化学性缓释的除磷剂(例如缓释除磷剂)相比，能够储存的除磷剂的纯度更高(缓释除磷剂等需要添加额外的缓释原料，往往造成除磷剂的稀释)，因而容量更大，使用时间更长、维护频次更低。

(3)壳体含有除磷剂时处于悬浮状态，当除磷剂耗尽时自动浮出水面，不需要对壳体内的除磷剂含量频繁观测，十分方便。

(4)无需为除磷过程提供额外的供电。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是除磷剂未耗尽时的应用状态图；

图5是除磷剂耗尽时的状态示意图；

图6是图2中I处的局部放大图；

图7是图2中II处的局部放大图；

图中，1.壳体，2.储存仓，3.仓盖，4.除磷剂，5.缓释界面，6.微孔材料，7.滤水型织物，8.浮体，9.固定环，10.污水。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例：一种用于污水处理设备的除磷载体，其结构如图1-3、图6和图7所示，包括：

具有用于附着生物膜的壳体1；壳体1内具有用于存储除磷剂4的储存仓2；

壳体1应尽量选择为球型，以便于控制重心和浮心。

所述储存仓2的两端分别为仓盖3和缓释界面5；

所述仓盖3可打开和关闭，用于补充除磷剂4；

所述仓盖3为金属铁材质、表面镀镍，也可以内部含有金属铁块；

所述除磷剂4采用固体状高分子聚合硫酸铁；

所述缓释界面5是储存仓2内的除磷剂4与除磷载体周围的水的唯一接触界面；

所述缓释界面5为由微孔材料6与滤水型织物7组成的2层复合结构；

所述微孔材料6与除磷剂4接触，为厚度0.4-0.6mm，穿孔直径0.3-0.8mm的不锈钢微穿孔板；

滤水型织物7与除磷载体周围的水接触，为0.5-1.0mm厚滤水型无纺土工织物；

所述壳体1上靠近仓盖3一侧有浮体8。

其中，所述滤水型织物7外侧还设置有固定环9，固定环9用于防止滤水型织物7和微孔材料6脱落。

浮体8固定在壳体1上，为环形。浮体8的作用是使所述除磷载体的重心和浮心不重合，使所述含金属铁块(图中未示出)的仓盖3偏向除磷载体较轻的一侧(即偏向浮心一侧)，便于除磷剂耗尽、除磷载体自动漂浮至水面上时，除磷载体以所述含金属铁块的仓盖3的一侧露出水面，便于维护人员利用磁铁将漂浮至水面的除磷载体从水中捞出。

所述缓释界面5位于除磷载体较轻的一侧(即偏向浮心一侧)，当水中无曝气等扰动力量时，在水的浮力和除磷载体自身重力的作用下，缓释界面5的方向为外面朝下，可降低所述缓释界面5表面积聚杂质的概率。

本发明的工作原理是：利用水处理生物膜载体来储存除磷剂。除磷载体包含一个用于储存除磷剂的储存仓2。储存仓2可以打开和关闭，从而补充除磷剂4。该除磷剂4采用固体型铁盐或铝盐。

在使用时，储存仓2内的除磷剂4与除磷载体周围的水仅通过缓释界面5接触。该缓释界面5为微孔材料及滤水型织物的复合结构。微孔材料6及滤水型织物7使除磷剂能够缓慢的释放至周围的污水10中。

滤水型织物7还能阻隔水中的不溶性杂质，从而保护微孔材料6不被堵塞。除磷载体在存储有除磷剂时，密度与水接近，当除磷剂耗尽时，密度小于水，实现除磷剂耗尽时除磷载体能自动漂浮至水面上，以便于维护人员识别、补充。

较佳的选择为，浮体8的位置设计为偏向有金属铁块的一侧(即壳体1的上部)，而远离缓释界面的一侧(即壳体1的下部)，使除磷载体重心和浮心不重合。在除磷载体较轻的一侧(即偏向浮心一侧)有金属铁块，便于除磷剂耗尽、除磷载体自动漂浮至水面上时，除磷载体以金属铁块一侧露出水面，便于维护人员利用磁铁将漂浮至水面的除磷载体从水中捞出。

所述缓释界面5在除磷载体较重的一侧(即偏向重心一侧)，当在水中无曝气等扰动力量时，在水的浮力和自身重力的作用下，缓释界面的方向为外面朝下，可降低所述缓释界面表面积聚杂质的概率。

如图4所示，本发明在使用状态，即储存仓存储有除磷剂4时，除磷载体处于悬浮状态。

如图5所示，本发明在使用结束状态，即储存仓存储的除磷剂耗尽时，除磷载体处于漂浮状态，且含金属铁块的仓盖3的一侧露出水面，便于维护人员利用磁铁将漂浮至水面的除磷载体从水中捞出。

采用了上述结构后，本装置可以直接抛入污水处理池中进行除磷，且无需对污水处理设备进行改造，也无需捞起观测除磷剂质量，当除磷剂耗尽时自动上浮，进行再次补充后即可重复使用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。