[发明专利]一种废水除磷装置及其处理含磷废水的方法

说明书

本发明公开了一种废水除磷装置及其处理含磷废水的方法，除磷装置包括圆筒式的外壳和设于外壳内的螺旋器，所述螺旋器包括竖向设置的中心轴和连续绕置在中心轴上的螺旋片，所述螺旋片的外边缘与外壳内壁接触配合；顶层螺旋片上方的外壳壁上开设药剂投加口和出水口且药剂投加口位于出水口上方，最底两层螺旋片之间的外壳壁上开设污水进口，外壳的底部设置污泥出口。本发明可以有效提升废水与除磷试剂的接触面积和接触时间，而且巧妙通过沉淀试剂自沉淀原理，实现调控磷酸根和沉淀剂浓度，致使沉淀反应正向进行，从而提升了除磷剂的利用率。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种螺旋式除磷装置及其处理含磷废水的方法。

背景技术

磷是生物体必不可少的一种元素，然而要是水体中的磷含量超过一定量时，不仅会对人体健康造成威胁、同时也会对水生生物造成危害。有研究表明，当水体中总磷含量超过0.2mg/L，可促进藻类过度繁殖，破坏原有水体的平衡，引起富营养化污染。在大型污水处理厂中，往往采用A2O工艺进行生物除磷，但是在小型的污水处理厂，或者分散式农村生活污水处理设备中，该繁琐的步骤难以操作。

基于此，化学沉淀法是目前处理含磷废水的有效方法。化学沉析剂主要有铝离子、铁离子和钙离子，其中石灰和磷酸根生成的羟基磷灰石的平衡常数最大,除磷效果最好.投加石灰于含磷废水中，钙离子与磷酸根反应生成沉淀，反应如下：

主反应：5Ca²⁺+7OH^-+3H₂PO₄^-＝Ca₅(OH)(PO₄)₃↓+6H₂O

副反应：Ca²⁺+OH^-＝Ca(OH)₂↓

此外，还有大量文献和专利报道各种混合化学沉析剂，能够有效提升无机磷的沉淀效率，例如专利201611200586.1公开了一种无机、有机物结合的复合除磷剂，具有投资成本低、运行费用省、污泥量少等优点，经过该试剂处理后的出水磷浓度能够达到0.5mg/L。专利201210211006.4公开了一种复合除磷脱色剂及其除磷、脱色的方法，该复合试剂由硫酸亚铁、次氯酸钙、硼砂等组成，通过混合静置，实现废水除磷率达到70～95％，该发明操作简单，使用方便，除磷、脱色效果好。

上文所述试剂可以有效沉淀废水的无机磷，效果显著，但是这些试剂的利用率却非常低，往往低于1％。沉淀剂与污水的接触面积小，接触时间段导致利用低的主要原因之一。此外，磷酸根去除率主要取决于反应式的平衡常数及离子浓度，根据上述主反应可知，由于生活污水中的磷浓度较低，因此若反应需要正向进行，则需要降低沉淀物浓度及提高阳离子浓度，而取出沉淀物难以实现，只有不断提高阳离子浓度，才能实现磷的有效去除，从而导致大量除磷剂无效浪费。

发明内容

基于现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种废水除磷装置，可以有效提升废水与除磷试剂的接触面积和接触时间，而且巧妙通过沉淀试剂自沉淀原理，实现调控磷酸根和沉淀剂浓度，致使沉淀反应正向进行，从而提升了除磷剂的利用率。

一种废水除磷装置，包括圆筒式的外壳和设于外壳内的螺旋器，所述螺旋器包括竖向设置的中心轴和连续绕置在中心轴上的螺旋片，所述螺旋片的外边缘与外壳内壁之间预留缝隙且缝隙小于1mm；顶层螺旋片上方的外壳壁上开设药剂投加口和出水口且药剂投加口位于出水口上方，最底两层螺旋片之间的外壳壁上开设污水进口，外壳的底部设置污泥出口。

本发明的作用原理为：

1)反应器上部投加除磷试剂，而沉淀物则会在螺旋器作用下，顺着螺旋器逐渐下沉。基于此，上部反应溶液中，阳离子浓度高且沉淀物浓度低，非常有利于沉淀反应正向进行，因此适用于处理总磷浓度低的废水，即反应后期废水。