[發明專利]一種機械攪拌內循環樹脂離子交換與吸附反應器

有效

• 申請號: 201110125912.8
• 申請日: 2011-05-16
• 公開（公告）號: CN102219284A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 龍超;范俊;李愛民;雙陳冬
• 申請（專利權）人: 南京大學;南京大學鹽城環保技術與工程研究院
• 主分類號: C02F1/42
• 分類號: C02F1/42;C02F1/28
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明為一種樹脂離子交換與吸附設備，特別涉及機械攪拌內循環樹脂離子交換與吸附反應設備，尤其是采用直徑75-200μm實心粉體樹脂或磁性粉體樹脂的機械攪拌內循環離子交換與吸附反應器，屬于水處理領域。

背景技術

在給水、各類廢水及生化尾水的深度處理中，常采用離子交換與吸附樹脂對水中的有機物、無機物進行富集分離，以達到對水的脫色、脫臭、軟化及去除微量有機物和重金屬的目的。然而采用普通離子交換樹脂設備，不但存在預處理工序復雜、樹脂用量多、設備投資大、運行費用高的問題，而且單體設備難以連續運行，同時樹脂再生液使用量大，再生效率較低。粉體樹脂是一種顆粒平均粒徑為75-200μm的固體丙烯酸高分子材料，含有豐富的孔結構和離子基團，具有電化學吸附及離子交換雙重作用；新型粉體樹脂或磁性粉體樹脂具有粒徑小、比表面積大、反應動力學效能高的特點；在實際應用中，粉體樹脂可與所需處理的廢水混合攪拌一定時間，后將樹脂與廢水分離，使其富集水中有機物、無機物所需時間短、樹脂用量少，具有明顯的抗污染、使用壽命長、脫附液產量少的優點。然而，由于粉體樹脂或磁性粉體樹脂的粒徑小且相對密度較小，采用傳統固定床或懸浮床時，樹脂床層阻力較大，樹脂易壓實、破碎，反洗時樹脂易帶出反應器，且無法實現連續運行，嚴重影響了粉體樹脂性能的發揮。針對粉體樹脂或磁性粉體樹脂的小粒徑、低密度，及優良的流體力學性能的特點，有必要開發出適用于該類樹脂的新型樹脂反應器，以充分發揮該類樹脂的優勢。

目前，澳大利亞Orica公司開發的MIEX?^?樹脂及其應用技術，已廣泛使用于給水的深度處理；其采用強堿離子交換丙烯酸樹脂并使用機械攪拌及斜管分離方式對水中硝酸根、硫酸根、磷酸根、砷酸根等多種陰離子，以及溶解性有機污染物去除具有良好的效果；國內，南京中電聯環保工程有限公司亦開發了穿孔水力射流磁性樹脂反應器；然而上述反應器采用樹脂全混方式，樹脂在反應器中分布較為平均，反應器使用時樹脂投加量較大，且樹脂分離出反應器困難；同時，上述反應器單體處理水量較小，在大型水處理時所需反應器數量較多，所以有必要開發新型反應器改善上述困難。

發明內容

1、所要解決的技術問題

針對實心粉體樹脂或磁性粉體樹脂的小粒徑、低密度且流體力學性能優的特點，本發明提供一種機械攪拌內循環樹脂離子交換與吸附反應器，適用于粉體樹脂的離子交換與吸附反應的裝置，可以充分發揮該類樹脂的優勢，并實現樹脂反應裝置的連續運行。該反應器既可適用于實心粉體樹脂或磁性粉體樹脂對廢水、生化尾水及中水的深度處理，亦可用于給水的深度處理。

2、技術方案

本發明的技術方案如下：本發明的一種機械攪拌內循環樹脂離子交換與吸附反應器，反應器主體上部2/3～4/5為敞口圓柱體，下部1/5～1/3為錐體，錐體坡度為30°±10°；反應器主體中心設有鐘罩形反應槽，鐘罩形反應槽內設有渦輪引水攪拌器；反應器主體設有圓柱形導流板；反應器主體的外殼與導流板之間設置有集水堰和斜管分離器；反應器主體的外殼與導流板之間下部設有環形樹脂收集斗；反應器設有進水管，進水管設在鐘罩形反應槽下部的圓臺體區；出水管設在集水堰出水處；樹脂移出管分別連接形樹脂收集斗和樹脂脫附槽，再生樹脂回流管通向鐘罩形反應槽下部的圓臺體區。

所述的鐘罩形反應槽為組合空心回轉體，其軸心與反應器主體一致，該鐘罩形反應槽上部1/3～1/2為空心圓柱體，下部1/2～2/3為空心圓臺體結構；鐘罩形反應槽底端距反應器主體底端0.2～0.8m，鐘罩形反應槽上端距反應器主體頂端0.5～1.0m；空心圓柱體直徑為反應器主體外徑的1/5～1/3，圓臺體下端直徑與空心圓柱體直徑相同，圓臺體上端直徑為反應器主體外徑的1/4～1/2；空心圓柱體與圓臺體之間設有隔水擋板，隔水擋板中心開孔，開孔直徑為空心圓柱體直徑的1/4～1/2。

所述的鐘罩形反應槽中設置的渦輪引水攪拌器由渦輪、渦輪上部攪拌槳以及渦輪下部攪拌槳構成，攪拌器轉速為2~50r/min；渦輪直徑為鐘罩形反應槽上部空心圓柱體橫截面直徑的1/4～1/3，渦輪外緣線速度為0.1～1.5m/s；渦輪上部攪拌槳和下部攪拌槳均由2～6片槳葉組成，攪拌槳槳葉外緣線速度為0.2～2.0m/s。

所述的導流板為空心圓柱體，其軸心與反應器主體一致，其直徑為反應器主體直徑的1/2～3/4；導流板上端與反應器主體上端平齊，下端距反應器主體底端1.5～2.5m。導流板用于改變鐘罩形反應槽4出水水流方向，并使樹脂沉淀于反應器底部。