基于诱导结晶的水处理设备的制作方法

本技术涉及水处理，具体而言涉及基于诱导结晶的水处理设备。

背景技术：

1、药剂软化法工艺在工业给水预处理领域，对废水除硬、除重的应用较为广泛。药剂软化法是运用化学沉淀的反应原理，通过投加药剂，在废水中形成不易溶于水的化学沉淀，然后通过排出沉淀物的方式实现对硬度以及重金属离子的去除。地下水或者某些工业企业的生产废水等成分复杂，采用传统的药剂软化法工艺效率偏低，药剂成本也非常高，处理之后的沉淀物，也有很大的处理难度，迫切需要引入新的技术。

2、目前有一种新型技术，逐渐被应用在废水处理领域和净水领域。其原理是在废水中通过人为干预，投加一些比表面积大，粒径较小的固体颗粒(硅砂或其他天然矿石等)作为晶种，通过投加晶种，诱导化学沉淀物以晶体形式析出，并在晶种表面堆积，形成性能稳定，粒径尺寸相对统一的结晶颗粒，再通过定期检查和排放大粒径的结晶颗粒，从而实现废水中硬度或重金属离子等物质的去除，该技术被称为诱导结晶造粒技术。

3、目前的流化床设备例如专利文献cn105936531a所示的一种诱导结晶沉淀水处理设备，其导流筒采用的是上下收口形式(口小腹大)，流态不易控制，结晶生长效果不好，运行成本高。

技术实现思路

1、针对现有技术中流化床存在的技术问题，本实用新型的第一方面提出基于诱导结晶的水处理设备，包括：

2、筒体，被构造成直筒形状；

3、收流混合罩，设置在所述筒体的底部；

4、进水管，连接到所述筒体的底部，所述进水管的出水端延伸到所述收流混合罩内侧；

5、药剂投加管、晶种投加管，连接到所述筒体，所述药剂投加管、晶种投加管的出口延伸到所述收流混合罩的内侧，并处于进水管出水端的延伸处；

6、结晶排料管，连接到所述筒体的底部，所述结晶排料管上设有控制所述结晶排料管通断的阀门；

7、导流筒，设置在所述收流混合罩的上方，所述导流筒被构造成直筒型，所述收流混合罩的出口延伸到所述导流筒的内侧；

8、反射助沉搅拌器，设置在所述导流筒的上方，并与所述筒体之间形成间隙；

9、其中，所述导流筒与所述筒体之间形成第一环形通道，所述收流混合罩与所述导流筒之间形成第二环形通道；

10、定义所述导流筒的内侧为混合区域，所述反射助沉搅拌器被配置为反射由混合区域流出的颗粒物使其进入到第一环形通道，处于第一环形通道底部的颗粒物能重新进入到所述混合区域或下沉至筒体的底部。

11、优选的，所述收流混合罩被构造成下部宽上部窄的结构。

12、优选的，所述射助沉搅拌器设有锥形的第一斜面。

13、优选的，所述导流筒的输出端在其轴线上的投影处于第一斜面的轮廓范围以内，所述第一斜面的下方、导流筒的外侧至所述第一环形通道的区域形成晶核重复反应区域，其中，所述第一环形通道和所述收流混合罩的入口形成晶核回用区。

14、优选的，所述第一斜面在径向平面内的夹角范围α＝120-146°,所述反射助沉搅拌器的上端面设有锥形的第二斜面，所述第二斜面在径向平面内的夹角范围α’＝120-146°。

15、优选的，所述第二斜面上设有搅拌栅条，所述搅拌栅条用于对第二斜面上方的水体造成搅动，在所述第二斜面上方至溢流出水堰之间的区域形成澄清区域。

16、优选的，所述反射助沉搅拌器的直径是导流筒直径的1.2-1.35倍。

17、优选的，所述筒体的底部被构造成弧形，所述结晶排料管处于弧形底面的最低点，所述弧形底面还设有压力检测以及取样装置，用于检测所述弧形底面的压力。

18、优选的，还包括搅拌电机，所述搅拌电机连接到所述筒体的顶部，所述搅拌电机的输出端连接有反射助沉搅拌器和推进式搅拌器，所述推进式搅拌器处于导流筒中，所述射助沉搅拌器处于所述导流筒的上方；所述筒体的顶部设有溢流出水堰，所述筒体外还连接排水管，所述排水管对应于所述溢流出水堰的高度。

19、优选的，所述推进式搅拌器设置在所述导流筒的底部，所述收流混合罩的输出端作为所述导流筒的第一输入通道，所述第二环形通道作为所述导流筒的第二输入通道，在所述导流筒内形成混合区域。

20、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

21、1.效果好：本实用新型采用诱导结晶造粒技术，在设备内部设置混合反应系统和晶体重复利用反应区，应用0.04-0.6mm的硅砂或自然矿物颗粒作为诱导结晶晶种，促使废水中的多价金属离子、重金属离子等物质以不溶性盐或氢氧化物沉淀等形式，在晶种表面结晶析出，成品的结晶颗粒，可以达到2-3mm左右，诱导结晶造粒技术，提高了去除效率的同时，保证了良好的结晶造粒效果，成品结晶颗粒含水率低，可以直接回用。

22、2.负荷高：本实用新型设备通过诱导结晶造粒技术，与一般的药剂软化法有所不同，较高的流速能够给结晶颗粒带来产生较高的动能，高流速的设计和混合反应系统中反射盘设置，加速了结晶颗粒的碰撞，因此，多价金属离子以及重金属氢氧化物沉淀等极易附着在晶核上，形成晶体析出，可以实现设备高负荷运转。

23、3.占地小：本实用新型采用诱导结晶造粒技术，与传统工艺相比，水力负荷高，沉淀速率能提高2-5倍，设备本身集成化程度高，体积小，占地面积也小，因此设备安装使用条件更加灵活多变，适应性更强。

24、4.投资省：本实用新型采用两段式混合系统，混合效果好，设备无需投加助凝剂和絮凝剂，根据诱导结晶原理，促成过饱和溶液所使用的化学药剂的使用量会比传统方法少很多，本设备因为体积小，加工方便，比传统工艺更加节省投资成本。

25、5.零排放：本实用新型中，结晶浓缩沉淀区的大体积结晶颗粒，通过结晶外排管道排出系统，经过分离可得到纯度极高的结晶颗粒，结晶颗粒可以回用做工业原料实现系统的零排放，有一些重金属离子或者有机化合物盐，可以探索重金属回收，以及有机磷盐的回用等。传统工艺对于沉淀废物的处置方面，成本也比较高，本实用新型在这方面有较大优势。

技术特征：

1.一种基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述收流混合罩(5)被构造成下部宽上部窄的结构。

3.根据权利要求1所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述射助沉搅拌器(8)设有锥形的第一斜面(12)。

4.根据权利要求3所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述导流筒(6)的输出端在其轴线上的投影处于第一斜面(12)的轮廓范围以内，所述第一斜面(12)的下方、导流筒(6)的外侧至所述第一环形通道的区域形成晶核重复反应区域(2)，其中，所述第一环形通道和所述收流混合罩(5)的入口形成晶核回用区(16)。

5.根据权利要求3所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述第一斜面(12)在径向平面内的夹角范围α＝120-146°,所述反射助沉搅拌器(8)的上端面设有第二斜面(13)，所述第二斜面(13)在径向平面内的夹角范围α’＝120-146°。

6.根据权利要求5所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述第二斜面(13)上设有搅拌栅条(14)，所述搅拌栅条(14)用于对第二斜面(13)上方的水体造成搅动，在所述第二斜面(13)上方至溢流出水堰(21)之间的区域形成澄清区域(3)。

7.根据权利要求5所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述反射助沉搅拌器(8)的直径是导流筒(6)直径的1.2-1.35倍。

8.根据权利要求1所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述筒体(22)的底部被构造成弧形，所述结晶排料管(19)处于弧形底面的最低点，所述弧形底面还设有压力检测以及取样装置(18)，用于检测所述弧形底面的压力。

9.根据权利要求1所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，还包括搅拌电机(9)，所述搅拌电机(9)连接到所述筒体(22)的顶部，所述搅拌电机(9)的输出端连接有反射助沉搅拌器(8)和推进式搅拌器(7)，所述推进式搅拌器(7)处于导流筒(6)中，所述射助沉搅拌器(8)处于所述导流筒(6)的上方；所述筒体(22)的顶部设有溢流出水堰(21)，所述筒体(22)外还连接排水管(20)，所述排水管(20)对应于所述溢流出水堰(21)的高度。

10.根据权利要求9所述的基于诱导结晶的水处理设备，其特征在于，所述推进式搅拌器(7)设置在所述导流筒(6)的底部，所述收流混合罩(5)的输出端作为所述导流筒(6)的第一输入通道，所述第二环形通道作为所述导流筒(6)的第二输入通道，在所述导流筒(6)内形成混合区域(1)。

技术总结
本技术涉及水处理技术领域，具体而言涉及基于诱导结晶的水处理设备，流化床设备包括：筒体，被构造成直筒形状；收流混合罩，设置在所述筒体的底部；进水管，连接到所述筒体的底部，所述进水管的出水端延伸到所述收流混合罩内侧；药剂投加管、晶种投加管，连接到所述筒体，所述药剂投加管、晶种投加管的出口延伸到所述收流混合罩的内侧。本技术采用诱导结晶造粒技术，与传统工艺相比，水力负荷高，沉淀速率能提高2‑5倍；本技术采用两段式混合系统，混合效果好，设备无需投加助凝剂和絮凝剂，根据诱导结晶原理，促成过饱和溶液所使用的化学药剂的使用量会比传统方法少很多，本设备因为体积小，比传统工艺更加节省投资成本。

技术研发人员：高桂新,胡卜元,缪强强,郑建伟,董凯
受保护的技术使用者：江苏贞一环保科技股份有限公司
技术研发日：20230804
技术公布日：2024/2/19