CN201506739U - 一种填料床map氮磷回收反应器 - Google Patents

Abstract

一种填料床MAP氮磷回收反应器，属于无机氮或无机磷废水的水处理装置。包括立式罐体，罐体底部的进水管，罐体顶部的清水出水口，立式罐体底部进水管的进水泵前连接含氨氮和磷酸盐污水管和外加镁投加管，立式罐体(8)下部为MAP颗粒沉淀区(5)，MAP颗粒沉淀区(5)内设置有鸟粪石载体填料，中下部为MAP沉淀颗粒悬浮区(6)，上部为MAP截留-沉淀附着区(6)，立式罐体(8)的出水口(11)与混合搅拌池(13)相连，混合搅拌池(13)与絮凝沉淀池(14)相通，所述的MAP沉淀颗粒沉淀区(5)的排口(10)在立式罐体(8)底部。本实用新型鸟粪石回收系统晶体生长长、MAP沉淀颗粒物大，易与水沉淀分离。

Description

一种填料床MAP氮磷回收反应器

技术领域

本实用新型涉及一种含无机氮或无机磷废水的水处理装置，更具体地说是填料床MAP氮磷回收反应器。

背景技术

我国氮磷污染物的排放量急剧增加，但未对氮磷污染加以控制。氮磷污染所致的水体富营养化十分严重，水体富营养化已危害农业、渔业、旅游业等诸多行业，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大的威胁。

目前，根据可持续发展的需要，以及磷作为不可更新、不能替代的宝贵资源的短缺，从污水中回收磷用于再循环利用不失为一种资源与环境管理良策。瑞典已制订出一项国策，目标是从污水中回收75％的磷用于再循环，为了达到这一目标，瑞典正要求污水处理厂安装磷回收装置，以此作为对污泥焚烧颁发许可证的一种附加条件。通过降低回流至处理工艺首端污泥消化液中磷的含量，磷回收能改进生物除磷的效率及可靠性。回收磷的市场价值取决于回收磷的化学组成、回收产品的质量以及当地市场情况。例如，日本一家公司对以鸟粪石形式回收的磷能取得约250美元/t的市场价格。

在近期，磷回收最有可能在设有生物除磷脱氮的污水处理厂内实现，因为这些处理厂内的某些环节(如，厌氧池或污泥消化池)能产生高浓度溶解性磷酸盐的液流，特别适合于可再生的鸟粪石、磷酸钙、磷酸铝等以沉淀形式分离。相应于当地特殊情况(如污泥中磷酸盐的含量对水泥制造可能成为障碍)，或相应于一些新技术(离子交换、膜技术、新的生物技术等)的出现，其它磷回收途径与形式也可能应运而生。

从目前所报道的研究与应用情况来看，从污水中回收氮磷的主要形式为鸟粪石。在以沉淀形式回收的这些氮磷产品中，鸟粪石可以直接作为缓慢释放磷肥或在肥料生产中被利用，被认为是最有前景的磷回收途径，也是目前应用与研究最多的内容。日本已有公司成功的将鸟粪石推向化肥市场。

鸟粪石，分子式为MgNH₄PO₄·6H₂O，是一种难溶于水的白色晶体，常温下，在水中的溶解度积为25×10^-13。通过投加化学试剂，可使废水中的氨和磷酸盐形成鸟粪石，实现对氮磷污染物的同时去除。但基于MAP晶核形成过程中需要一定的过饱和度，而污水中其它物质的影响，导致MAP晶核形成的过饱和度降低，MAP晶体生长缓慢，晶体颗粒粒径减小，且很难与水进行沉淀分离，出水水质难以保证。公告号CN201082874Y公开了一种新型MAP三相硫化氮磷回收反应器，包括立式罐体，罐体底部的进水管、进水管，罐体顶部的清水出水口，罐体中下部为流化区，流化区内置有鸟粪石载体填料，流化区中心另置有导流混合管，导流混合管下方的罐体空间为接通进水管、进水管的布水布气区，罐体上部装有与清水出水口想通的三相分离器，三相分离器的下方与流化区间的罐体空间是三相分离区。此发明的缺点是回收系统晶体生长缓慢，MAP沉淀颗粒物小，难与水沉淀分离，并且回收系统单独设置了一个鸟粪石载体填料脱膜分离器，使整个工艺设备占地面积大，工程投资大。

实用新型内容

1、本实用新型所要解决的技术问题

本实用新型解决了传统鸟粪石回收系统晶体生长缓慢、MAP沉淀颗粒物小，难与水沉淀分离等问题，提供一种成本低、效率高的填料床MAP氮磷回收反应器。

2、本实用新型的技术方案

为了实现本实用新型的技术目的，本实用新型是由以下技术方案完成的：

一种填料床MAP氮磷回收反应器，包括立式罐体，罐体底部的进水管，罐体顶部的清水出水口，立式罐体底部进水管的进水泵前连接含氨氮和磷酸盐污水管和外加镁投加管，其特征在于：立式罐体下部为MAP颗粒沉淀区，MAP颗粒沉淀区内设置有鸟粪石载体填料，中下部为MAP沉淀颗粒悬浮区，上部为MAP截留-沉淀附着区，立式罐体的出水口与混合搅拌池相连，混合搅拌池与絮凝沉淀池相通，所述的MAP沉淀颗粒沉淀区的排口在立式罐体底部。

本实用新型所述的MAP截留-沉淀附着区的载体为网状弹性填料，网孔径在1-10mm。

填料床MAP氮磷回收反应器为新型污水脱氮除磷工艺，首先在进水泵3前投加含氮磷污水(液)和溶解性镁盐(镁源)，经污水泵强烈搅拌混合后打入填料滤床，污水中的氨氮、溶解性磷酸盐与外加镁源进行化学沉淀反应，部分在填料表面形成MAP附着层(膜)，部分在水中形成自由MAP晶体颗粒。填料起过滤、截留、MAP沉淀载体的作用，自由MAP晶体颗粒在填料截留作用下在反应器底部形成沉淀区，同时这些自由MAP晶体颗粒也起晶种的作用，能加快MAP晶体生长，使MAP晶体颗粒粒径逐渐变大；当填料表面沉积的MAP达到一定的厚度或进水阻力增加时，可将附着MAP沉淀物的填料可整体性定期取出，使用机械或人工敲打填料进行脱膜处理，并回收大量的MAP固体颗粒，填料重复使用；部分自由MAP晶体颗粒被处理水带走，处理水经出流槽收集后，进入混合搅拌池13，同时向混合搅拌池13投加一定量无机或有机絮凝剂，经充分混合后排入絮凝沉淀池14，进行絮凝沉降处理，含MAP的絮凝体与水分离，含MAP的絮凝体定期由沉淀池底部排放口排出并回收MAP。本实用新型实现了MAP氮磷高效回收，出水水质稳定，氮磷回收率在85％以上，MAP纯度在80％以上。

3、本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型，不仅延长了鸟粪石晶体生产时间，而且MAP沉淀物易于固定、截留；明显提高氮磷回收效果和污水处理效率，在技术上解决了传统鸟粪石回收系统晶体生长缓慢、MAP沉淀颗粒物小，难与水沉淀分离等问题。

(2)对水体形成的细小的MAP颗粒进行絮凝沉降处理，可以达到净化出水水质和回收MAP的目的，保证出水水质。

(3)可以根据不同的水处理量和具体的水质选择镁源、絮凝剂投加量和反应器体积，因此工程设计简便，施工安装期短。

(4)本实用新型的网状填料为常规网状弹性填料，镁源和絮凝剂为普通市售，材料廉价易得。

(5)适用于污水厂处理系统的厌氧段末端上清夜、污泥消化液上清夜和脱水滤液、畜禽养殖污水、含高浓度无机氮或磷工业废水。

附图说明

图1为填料床MAP氮磷回收反应器结构示意图。

其中，1-含氨氮和磷酸盐污水管；2-外加镁投加管(镁源)；3-进水泵；4-进水口；5-MAP颗粒沉淀区；6-MAP颗粒悬浮区；7-MAP截留、沉淀附着区；8-网状弹性填料；9-填料床出水槽；10-MAP沉淀颗粒排口；10-含自由MAP颗粒的出水口；12-絮凝剂投加进口；13-混合搅拌池；14-絮凝沉淀池；15-处理水排口；16-含MAP沉淀絮凝体排口；

图2为填料床MAP氮磷回收反应器污水处理流程图。

具体实施方式

实施例1

填料床MAP氮磷回收反应器，包括立式罐体，罐体底部的进水管，罐体顶部的清水出水口，立式罐体底部进水管的进水泵前连接含氨氮和磷酸盐污水管1和外加镁投加管2，该立式罐体8下部为MAP颗粒沉淀区5，MAP颗粒沉淀区5内设置有鸟粪石载体填料，中下部为MAP沉淀颗粒悬浮区6，上部为MAP截留-沉淀附着区6，立式罐体8的出水口11与混合搅拌池13相连，混合搅拌池13与絮凝沉淀池14相通，所述的MAP沉淀颗粒沉淀区5的排口10在立式罐体8底部。

如图1，首先含无机氨氮、溶解性磷废水经预处理后(调节进水pH和氮磷比例)，通过进水泵3进水，同时一定浓度的镁源液体通过计量泵进入泵3进水管，液体镁源与水中氮、磷在泵3高速搅拌下混合，由填料床反应器底部进水口4打入并均匀布水，经MAP颗粒沉淀区5，在已有的MAP颗粒作为晶种作用下，部分MAP能快速在晶种表面生长沉积，部分MAP沉淀颗粒进入颗粒悬浮区6，MAP颗粒沉淀区5的沉淀污泥定期由出泥口10排放并回收MAP；部分氮、磷、镁盐在填料区7的网状弹性填料8表面沉淀附着，部分细小的MAP颗粒物随处理水进入溢流出水槽9，含MAP细小颗粒的处理水经出水管进入混合搅拌池13，同时在混合搅拌池13中投加有机或无机絮凝剂，经机械搅拌混合后，混合液流入絮凝沉淀池14，经一定时间的絮凝沉淀后，含MAP颗粒絮凝体与处理水分离，处理水由出水口15排放，含MAP颗粒絮凝体污泥定期由出泥口16排出并回收MAP。

对于特定的高浓度氮磷废水，可根据其特点，增加镁源的投加量，在反应器中加大填料床反应器、混合搅拌池和沉淀池的体积、，也可根据实际操作条件确定反应器的个数，来达到预期效果。

如图2，本实用新型实际相当于一个三段组合工艺，包括混合反应段、填料床截留-沉淀附着段和絮凝沉降段。其中任何一段工艺都是成熟的现有技术，而在该实用新型中被恰当地进行组合，实现了废水氮磷的大量截留与高效回收。

在该实用新型中，可根据实际情况选择适当的镁源。一般多采用氯化镁，若条件允许，可采用海水；若实际污水偏酸性，可采用氧化镁或氢氧化镁，并预先混合反应后才能使用；

本实用新型的网状填料为常规网状弹性填料，网孔径在1mm，市场有售，可经简单捆扎后整体放入填料床；可根据表面MAP膜生长的厚度定期整体取出，采用机械或简单人工敲打方式进行脱膜处理，脱膜后的填料重复使用。

实施例2

本实施例与实施例1所述的填料床MAP氮磷回收反应器其他结构相同，而网状填料为常规网状弹性填料，网孔径在10mm。

实施例3

本实施例与实施例1所述的填料床MAP氮磷回收反应器其他结构相同，而网状填料为常规网状弹性填料，网孔径在5mm。

Claims (2)

1.一种填料床MAP氮磷回收反应器，包括立式罐体(8)，罐体底部的进水管，罐体顶部的清水出水口，立式罐体(8)底部进水管的进水泵(3)前连接含氨氮和磷酸盐污水管(1)和外加镁投加管(2)，其特征在于：立式罐体(8)下部为MAP颗粒沉淀区(5)，MAP颗粒沉淀区(5)内设置有鸟粪石载体填料，中下部为MAP沉淀颗粒悬浮区(6)，上部为MAP截留-沉淀附着区(6)，立式罐体(8)的出水口(11)与混合搅拌池(13)相连，混合搅拌池(13)与絮凝沉淀池(14)相通，所述的MAP沉淀颗粒沉淀区(5)的排口(10)在立式罐体(8)底部。

2.根据权利要求1所述的一种填料床MAP氮磷回收反应器，其特征在于：所述的MAP截留-沉淀附着区(7)的载体为网状弹性填料，网孔径在1-10mm。

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