技术领域
[0001] 本实用新型属于
废水处理技术领域，具体涉及一种用于含磷废水处理的外环流反应装置。
背景技术
[0002] 磷作为所有生命必须的
营养元素，在我们的生态环境及人类活动中扮演不可替代的作用；但是，磷的广泛使用也给我们的环境带了一定的问题，如磷
矿石的开采，磷肥的使用以及磷添加剂的使用，导致河流、湖泊等
水体中磷含量增加，引起
水体富营养化问题。为保证水生态环境的安全，各个国家都针对磷元素制定了严格的污水中磷的排放标准，严格限制磷的排放
阈值。同时，磷矿资源也是一种不可再生资源，目前磷矿产业仍在扩张，对磷的需求量仍在增加，欧盟委员会预测称可开采的磷矿储量在 100 年内可能变为短缺资源。故寻求经济有效的方法对磷循环利用，不仅能促进水处理行业的发展，还将对实际经济、社会的可持续发展产生重要的影响。
[0003] 长期以来，含磷废水的处理技术主要集中在低
碳耗
生物除磷技术、生物化学协同除磷技术和化学除磷；其中化学除磷技术主要有：混凝沉淀法除磷、结晶法除磷和
吸附法除磷。目前对吸附法除磷的研究主要集中在吸附材料和吸附工艺上。在吸附除磷工艺方面，目前大部分和吸附法除磷有关的研究都采用静态的烧杯试验，鲜有研究学者进行动态吸附除磷的尝试。
[0004] 和沉淀法除磷、生物法除磷相比，吸附法除磷不会产生化学
污泥和剩余污泥，不存在污泥处理和处置的问题；同时，吸附法除磷工艺中使用的吸附剂多为自然界中广泛存在的
生物质或矿物质等廉价的材料，不需要消耗化学药剂，并且吸附材料通过
解吸处理后可以循环使用，因此，可以大大节省运行成本。但在动态除磷工艺中，存在除磷吸附材料的传质效果较差，容易引起系统压降过大，材料易流失等问题。实用新型内容
[0005] 实用新型目的：本实用新型目的在于针对
现有技术的不足，提供一种用于含磷废水处理的外环流反应装置。
[0006] 技术方案：本实用新型所述一种用于含磷废水处理的外环流反应装置，包括气体压缩装置、内导流筒和外环
流管；所述气体压缩装置将压缩气体压缩
泵入外环流管内，所述内导流筒的底部设置进液口，其外壁上侧设置出水口，所述外环流管密封套设于内导流筒的外围，其顶部位于内导流筒出水口与顶端之间，底端位于内导流筒进水口下方，所述外环流管底部的液体通过压缩气体从内导流筒的底部进入内导流筒内部并继续升高经出水口流入外环流管进行循环流动，所述外环流管的底部设置有待处理废水导入口和气体导入口，所述气体导入口位于外环流管底部，其内侧安装有精密气体分布器，所述内导流筒内部放置若干吸附柱组件，所述内导流筒的顶部侧面设置溢流堰，所述溢流堰位于外环流管顶部的上方，所述内导流筒的顶部设置筒盖，所述筒盖上设置气体溢流口，所述气体溢流口处设置气体储存袋。
[0007] 本实用新型进一步优选地技术方案为，所述气体压缩装置包括空气
压缩机、调节
阀和
转子流量计；所述空气压缩机依次连接调节阀和转子流量计，所述
氧化性气体经空气压缩机泵入气体导入口，所述调节阀和转子流量计调节氧化性气体的流率。
[0008] 优选地，所述吸附柱组件由U型金属丝网封装吸附剂组成。
[0009] 优选地，所述吸附剂的填料为混合物，其包括
活性炭、介孔分子筛、改性蒙脱土、多孔水化
硅酸
钙及聚合氯化
铝。
[0010] 优选地，所述吸附柱组件经筒盖取出，完成脱附后继续放入内导流筒内。
[0011] 优选地，所述精密气体分布器为多孔介质曝气头结构的气体分布器，所述精密气体分布器的上方正对着所述吸附柱组件。
[0012] 优选地，所述压缩气体为O3。
[0013] 利用以上所述的外环流反应装置对待处理废水进行处理方法，包括如下步骤，首先，将待处理废水由待处理废水导入口泵入外环流管，压缩气体经由气体压缩装置经由气体导入口泵入外环流管内，调节压缩气体导入流率，外环流管内的压缩气体经精密气体分布器分散到待处理废水中，并作为待处理废水环流的动
力源；
[0014] 然后，待处理废水在压缩气体的驱动作用下，向上流动进入内导流筒并与吸附柱组件充分
接触，游离态的磷被吸附柱组件吸附，待处理废水继续向上流动；
[0015] 最后，受内导流筒容积、
流体流速、吸附柱组件吸附剂饱和程度的影响，待处理废水中的磷化物含量未必能迅速达标，因此未达标的待处理废水通过内导流筒再次流入外环流管，流经外环流管后继续进入内导流筒与吸附柱组件接触，进行深度除磷；当待处理废水中的磷化物含量达到排放标准时，即可从内导流筒顶部的溢流堰采出处理后的废水，经反应的气体和未反应的压缩气体从气体溢流口采出至气体储存袋，供循环使用。
[0016] 有益效果：（1）本实用新型利用内导流筒和外环流管组成上下贯通的环流装置，使待处理废水在压缩气体的作用下进行循环环流流动，对待处理废水采用连续循环的外环流方式，大大增加了待处理废水与吸附柱组件的接触面积和接触时间，从而减小了传统固定床中废水的传质效应，大大提高了含磷废水的处理效率，可为后期含磷废水装置与技术提供了一种新思路，本实用新型方法结构简单、操作条件容易控制、吸附效果佳、无二次污染；
[0017] （2）本实用新型的吸附柱组件采用U型金属丝网封装吸附剂，有效保证了吸附剂的
稳定性，同时方便吸附柱组件的拆卸脱附和更换；
[0018] （3）本实用新型在外环流管中设计了精密气体分布器，可以有效防止废水处理过程中，由于动力不均匀导致的吸附处理效果不佳的问题。
附图说明
[0019] 图1为本实用新型所述外环流反应装置的结构示意图；
[0020] 图2本实用新型所述吸附柱组件的结构示意图。
[0021] 图中，1-内导流筒，2-外环流管，3-溢流堰，4-精密气体分布器，5-气体导入口，6-待处理废水导入口，7-气体溢流口，8-吸附柱组件，9-气体储存袋，10-筒盖，11-转子流量计，12-调节阀，13-空气压缩机。
具体实施方式
[0022] 下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述
实施例。
[0023] 实施例1：一种用于含磷废水处理的外环流反应装置，包括气体压缩装置、内导流筒1和外环流管2；气体压缩装置包括空气压缩机13、调节阀12和转子流量计11；空气压缩机13依次连接调节阀12和转子流量计11，压缩气体为O3，压缩气体经空气压缩机13泵入气体导入口5，调节阀12和转子流量计11调节氧化性气体的流率；气体压缩装置将氧化性气体压缩成压缩气体泵入外环流管2内，内导流筒1的底部设置进水口，其外壁上侧设置出水口，外环流管2密封套设于内导流筒1的外围，其顶部位于内导流筒1出水口与顶端之间，底端位于内导流筒1进水口下方，外环流管2底部的液体通过压缩气体从内导流筒1的底部进入内导流筒1内部并继续升高经出水口流入外环流管2进行循环流动，内导流筒1与外环流管2的上下贯通构成环流装置，外环流管2底部的液体流经内导流筒并继续流入外环流管2进行循环流动，外环流管2的底部设置有待处理废水导入口6和气体导入口5，气体导入口5位于外环流管2底部，其内侧安装有精密气体分布器4，精密气体分布器4为多孔介质曝气头结构的气体分布器，内导流筒1的底部与外环流管2贯通，内导流筒内部放置若干吸附柱组件8，精密气体分布器4的上方正对着吸附柱组件8，吸附柱组件8由U型金属丝网封装吸附剂组成，吸附剂的填料为混合物，其包括活性炭、介孔分子筛、改性蒙脱土、多孔
水化硅酸钙及聚合氯化铝，内导流筒的顶部侧面设置溢流堰3，溢流堰3位于外环流管2顶部的上方，内导流筒的顶部设置筒盖10，吸附柱组件8经筒盖10取出，完成脱附后继续放入内导流筒1内，筒盖10上设置气体溢流口7，气体溢流口7处设置气体储存袋9。
[0024] 利用以上所述的外环流反应装置对待处理废水进行处理方法，包括如下步骤，首先，将待处理废水由待处理废水导入口6泵入外环流管2，压缩气体经由气体压缩装置经由气体导入口5泵入外环流管2内，调节压缩气体导入流率，外环流管2内的压缩气体经精密气体分布器4分散到待处理废水中，并作为待处理废水环流的动力源；
[0025] 然后，待处理废水在压缩气体的驱动作用下，向上流动进入内导流筒1并与吸附柱组件8充分接触，游离态的磷被吸附柱组件8吸附，待处理废水继续向上流动；
[0026] 最后，受内导流筒1容积、流体流速、吸附柱组件8吸附剂饱和程度的影响，待处理废水中的磷化物含量未必能迅速达标，因此未达标的待处理废水通过内导流筒1再次流入外环流管2，流经外环流管2后继续进入内导流筒1与吸附柱组件8接触，进行深度除磷；当待处理废水中的磷化物含量达到排放标准时，即可从内导流筒1顶部的溢流堰3采出处理后的废水，经反应的气体和未反应的压缩气体从气体溢流口采出至气体储存袋，供循环使用。
[0027] 如图 1 所示，利用上述所述的外环流反应装置对待处理废水进行处理方法，包括如下步骤，将待处理的13.5L，0.8 mol/L pH值为9.6的待处理含氰废水由待处理废水导入口6泵入外环流管2，氧化性气体O3经
气体压缩机13泵入气体导入口5，后进入外环流管2，其中氧化性气体O3导入流率由调节阀12和转子流量计11控制，调节O3导入流率为1.5m3/h，进入外环流管2的压缩气体O3经精密气体分布器4分散到待处理含氰废水中；O3与待处理含氰废水进入内导流筒1，与填充CdS/TiO2复合催化剂的吸附柱组件8中的U型金属丝网封装吸附剂充分接触，逐渐上升，同时保证
波长为265nm的紫外光直射内导流筒1内液体，在紫外灯的照射和TiO2催化剂的催化下，光催化反应20min，待处理含氰废水中CN去除率达99%，此时水中的COD达到88 mg/L，满足排放的标准，经处理的已合格废水从溢流堰3采出；未反应完全及反应后的压缩气体的氧化性气体从气体溢流口7采出至气体储存袋9，经臭氧发生器继续氧化，供循环使用。
[0028] 实施例2：如图 1 所示，包括实施例1中所述的外环流反应装置，利用实施例1中所述的外环流反应装置对待处理废水进行处理方法，包括如下步骤，将待处理的15L，0.2 mol/L pH值为5的含氯酚废水由待处理废水导入口6泵入外环流管2，O3经气体压缩机13泵入气体导入口5，后进入外环流管2，其中O3导入流率由调节阀12和转子流量计11控制，调节O3导入流率为1.2m3/h，进入外环流管3的氧化性气体O3经精密气体分布器4分散到含氯酚废水中；O3与待处理含氯酚废水进入内导流筒1，与填充CdS/TiO2复合催化剂的吸附柱组件8中的U型金属丝网封装吸附剂充分接触，逐渐上升，同时保证波长为272nm的紫外光直射内导流筒1内液体，在紫外灯的照射和TiO2催化剂的催化下，光催化反应65min，含氯酚废水中氯酚去除率达98%，此时水中的COD达到1 mg/L，满足排放的标准，经处理的合格的废水从溢流堰3采出；未反应完全及反应后的气体的氧化性气体从气体溢流口7采出至气体储存袋9，经臭氧发生器继续氧化，供循环使用。
[0029] 实施例3：如图 1 所示，包括实施例1中所述的外环流反应装置，利用实施例1中所述的外环流反应装置对待处理废水进行处理方法，包括如下步骤，将待处理的20 L，COD=1450mg/L，pH值为2.0的垃圾渗透液由待处理废水导入口6泵入外环流管2，O3经气体压缩机
13泵入气体导入口5，后进入外环流管3，其中O3导入流率由调节阀12和转子流量计11控制，调节O3导入流率为48.2m3/h，进入外环流管2的氧化性气体O3经精密气体分布器4分散到废水中；O3与待处理垃圾渗透液进入内导流筒1，与填充CdS/TiO2复合催化剂的吸附柱组件8中的U型金属丝网封装吸附剂充分接触，逐渐上升，同时保证波长为250nm的紫外光直射内导流筒1内液体，在紫外灯的照射和TiO2催化剂的催化下，光催化反应1h，废水中COD去除率达
98.5%，此时水中的COD达到22 mg/L，满足排放的标准，经处理的合格的废水从溢流堰3采出；未反应完全及反应后的气体的氧化性气体从气体溢流口7采出至气体储存袋9，经臭氧发生器继续氧化，供循环使用。
[0030] 如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附
权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
