一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器及其净化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水处理环保装备及其净化方法，具体而言，是一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器及其净化方法。
【背景技术】
[0002]树脂吸附技术是一种对污水/废水处理具有广泛应用前景的水质净化技术。近年来，粉末磁性树脂尤受关注，由于其颗粒小和带磁性的特性，具有反应速度快和沉降性能好的独特优势。粉末树脂不仅可像混凝剂一样进行全混反应和管道传输，同时能磁性自聚强化沉降。相比传统树脂固定床运行模式，粉末树脂工艺可采用混合反应和树脂分离两个工序实现水质连续净化处理，具有适宜大水量、操作简单和连续运行等优点。
[0003]常规粉末树脂处理体系将混合反应单元与树脂分离单元单独设置，不仅占地面积较大，同时分离单元树脂需要依靠动力实现回流且操作复杂。除此之外，常规斜管(或斜板)沉淀方式表面水力负荷较低，产水量小、占地面积大且填料更换周期短。因而，单元分置模式不太适用于大水量规模化水质净化工程。伴随社会经济发展和城市化加速，削减工程用地成本和运行成本变得日益重要。
[0004]针对常规分置式粉末树脂反应体系占地面积大、分离效率较低、树脂回流动力消耗大和处理水量较小等缺陷，开发一种上升流反应与分离一体化粉末树脂反应器，对推动树脂吸附技术在水处理领域规模化应用具有重要意义。
【发明内容】
[0005]1、发明要解决的技术问题
[0006]针对常规分置式磁性树脂反应体系占地面积大、分离效率较低、树脂回流动力消耗大和处理水量较小等缺陷，本发明提出一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器及其净化方法，采用一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器，内置旋流布水和浓缩组件、稳流组件和颗粒分离组件三个部件，形成反应器中由下向上的水与粉末树脂旋流反应区、含粉末树脂旋流水稳流区、水与粉末树脂分离区和净化出水区。该上升流反应和分离一体化反应器的纵向布局有效减少了设备占地面积；高浓度树脂依靠分离沉降回流至反应区，取消了树脂回流动力设备，降低了运行成本；稳旋流布水和浓缩组件实现水力旋流和饱和树脂浓缩双重功能，一方面形成水力反应旋流动力，避免了传统机械搅拌的运行故障，另一方面浓缩了饱和树脂体积浓度，降低了再生树脂沥干运行成本。相比现有树脂反应器，该反应器具有明显的技术经济优势。
[0007]2、技术方案
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器，其净化水质步骤:包括:
[0010]原水通过净化器中旋流布水和浓缩组件旋流进入净化器底部，与粉末树脂进行充分水力旋流搅拌反应，含树脂旋流水经稳流组件减缓水体湍流并从水中分离部分树脂，再经颗粒分离组件实现树脂从水中完全分离，最后出水由上部清水区排出，部分出水回流至旋流布水和浓缩组件，用于调控净化出水效果；吸附饱和树脂在旋流布水和浓缩组件的底部浓缩，经再生后新鲜树脂通过旋流布水和浓缩组件旋流进入净化器。
[0011]上述一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器，包括旋流布水和浓缩组件、稳流组件和颗粒分离组件三个部件，所述净化器从下至上形成反应区、稳流区、树脂分离区和清水区四个区域；其中旋流布水和浓缩组件通过对称切线进水设计实现旋流水力布水。
[0012]即上述净化器旋流布水和浓缩组件进水口与挡板呈水平切线且对称布置，其挡板与净化器底板间边界夹角为5-30度；净化器分离区与反应区间边界夹角为0-30度，分离区面积取决于设计水量与树脂水力表面负荷的比值；反应器所针对树脂为50-300 μπι粒径的粉末树脂或粉末磁性树脂。
[0013]3、有益效果
[0014]本发明提出一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器及其净化方法，通过旋流布水和浓缩组件、稳流组件和颗粒分离组件及上升流式设计，解决了传统粉末树脂反应系统反应和分离浓缩分置占地面积大、操作复杂、树脂内回流动力消耗高的问题，实现树脂反应、分离、沉降内回流、浓缩多功能一体式构造，节约占地面积、操作简单、无树脂回流动力消耗且削减再生成本。本发明对实现树脂吸附水处理技术的高效率、低成本和规模化具有重要的学术价值和实践意义。
【附图说明】
[0015]图1 一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器结构示意图，1-旋流布水和浓缩组件，2-稳流组件，3-颗粒分离组件，A-树脂分离区与反应区边界夹角，B-净化器底板与挡板间边界夹角。
[0016]图2树脂净化器旋流布水和浓缩组件，八个进水口、一个树脂排口。
[0017]图3为上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器净化方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下通过具体实例进一步说明本发明
[0019]实施例1
[0020]如图1，一种上升流反应与分离一体化粉末树脂净化器，包括旋流布水和浓缩组件1、稳流组件2和颗粒分离组件3三个部件，所述净化器从下至上形成反应器中由下向上的水与粉末树脂旋流反应区、含粉末树脂旋流水稳流区、水与粉末树脂分离区和净化出水区四个区域；其中旋流布水和浓缩组件I通过对称切线进水设计实现旋流水力布水；稳流组件2设置有双层反射板，稳流组件2的上部设置有颗粒分离组件3 ;如图3所示:一股20m3/h印染废水生化处理尾水(COD约80mg/L，色度约45倍)通入净化器图2所示的八口水平切线对称布置的旋流布水和浓缩组件I，在反应器底部与10%体积浓度的粒径100 μ m粉末树脂进行充分水力旋流搅拌反应，旋流反应30min后，含树脂旋流水经稳流组件2减缓水体湍流，再经颗粒分离组件3实现树脂从水中完全分离，分离区面积为2.31m2，树脂分离区与反应区边界夹角A为30度，最后分离出水由上部清水区排出，1mVh出水通过回流管回流至旋流布水和浓缩组件1，出水COD约43mg/L，色度约5倍。旋流布水和浓缩组件I底部70%体积浓度的饱和粉末树脂送再生处理，净化器底板与挡板间边界夹角B为15度，再生后新鲜树脂通过旋流布水和浓缩组件进入反应器。
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