CN205076808U - 一种废水磷肥生产组合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种低成本废水磷肥生产组合装置，主要由一级吹脱池、一级沉淀池、二级吹脱反应池、二级沉淀池、pH值控制系统和曝气机组成；一级吹脱池上部设有废水进水管，下部设置曝气头；一级沉淀池顶部安装pH计电极探头，通过监测pH值控制一级吹脱池的曝气机启动和停止；二级吹脱反应池上部设有碱液进管、镁盐溶液进管，下部设有曝气头；二级沉淀池顶部设pH计电极探头，通过监测pH值变化控制二级吹脱反应池内的加碱量。此装置结构简单紧凑，占地面积小，操作简便，可极大减少废水磷酸铵镁生产时投加的碱量，降低磷肥中杂质含量，实现从畜禽养殖废水沼液、污泥厌氧上清液、消化污泥脱水滤液等磷含量较高的废水中回收高品质的磷肥。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低成本废水磷肥回收装置，属于废水处理及其资源化技术领域。
背景技术
生活污水和养殖废水排放的磷是水体富营养化的主要原因之一，对水环境质量造成严重的负面影响，已成为当前重大的环境问题之一。另一方面，磷是所有生命形式不可缺少的营养元素，也是重要的化工原料，特别是自然界中磷矿石资源的有限性，使得实现磷资源的循环利用十分必要。废水的磷回收是缓解水体污染和磷资源短缺的重要方式。目前，从养殖废水沼液、城市污泥厌氧上清液等废水磷回收的主要工艺是磷酸铵镁MgNH4PO4·6H2O，俗称鸟粪石结晶沉淀工艺，回收的磷酸铵镁是很好的缓释肥料，可以直接应用于农业生产。
目前磷酸铵镁回收废水氮磷的工艺主要有流化床、结晶沉淀池、气提式反应器工艺等。这些磷酸铵镁回收工艺虽然各具优势，但是在工程实践中的推广应用还有很大的难度，药剂耗碱量、镁源投加成本、回收产品的品质杂质含量高是其主要的影响因素。对于畜禽养殖废水沼液、污泥厌氧上清液等富磷废水，虽然含有较高浓度的磷酸盐60-300mg/L，还含有100-1200mg/L的碳酸盐，在磷回收时需投加大量的碱如NaOH破除碳酸盐缓冲体系，将pH值提高到8.5-10.5，造成运行费用较大；并且碱投加量如若控制不好，产生的无机盐沉淀易造成水泵、管件等设施的结垢问题，影响磷回收效率和设备使用寿命。此外，沼液中悬浮性和胶体性的有机物含量高，在磷回收时易与磷酸铵镁晶体混杂，难以分离，造成产物中杂质含量较高，磷酸铵镁含量较低。
目前，国内废水磷肥生产工艺研究相对较少，相应的设备开发较少，至今未见有去除碳酸盐和有机物的装置及其组合系统的报道。鉴于此，本发明提出废水磷酸铵镁生产时的新型组合装置，利用CO2吹脱，降低废水中碳酸盐含量，有利于减少碱的投加量，降低药剂成本；有利于去除悬浮固体及有机颗粒物，降低沉淀物杂质，得到高品质的磷酸铵镁产品。
发明内容
针对畜禽养殖废水沼液、污泥厌氧上清液等富磷废水磷回收时，需投加大量的碱，产品有机物杂质含量高，水泵、管配件等设施易结垢的问题，本实用新型提供一种废水磷肥生产的组合装置。具体技术方案如下：
一种废水磷肥生产组合装置，其特征在于包含以下处理单元：一级吹脱池2、一级沉淀池4、二级吹脱反应池12和二级沉淀池17；各处理单元采用合建式，分别由隔板分开；具体的，所述一级吹脱池2上部设有废水进水管1，下部设置第一曝气头8，所述第一曝气头8通过气管与外部的曝气机11相连接；所述一级沉淀池4通过第一隔板3与所述一级吹脱池2隔开，顶部安装pH计电极探头5，通过电极信号线与外部pH计控制器10相连接，而所述pH计控制器10的输出信号线则与外部的所述曝气机11相连接；所述一级沉淀池的出水口即为所述二级吹脱反应池12的入水口；所述二级吹脱反应池12上部设有碱液进管13、镁盐溶液进管14，下部设有第二曝气头15，所述第二曝气头15通过气管与外部的曝气机11相连接；所述二级沉淀池17通过第二隔板16与所述二级吹脱反应池12隔开，顶部设有pH计电极探头5，通过电极信号线与在线pH计控制器10相连接，而所述pH计控制器10的输出信号线则与二级吹脱反应池外部的曝气机11相连接。
上述的一级吹脱池2设有吹脱区和污泥区；所述吹脱区上部设所述废水进水管1，下部设置所述第一曝气头8；所述污泥区与一级沉淀池的污泥区共有，其斜边与水平角度为20°-60°，所述污泥区底部设有排泥管7。
上所述一级沉淀池4设有沉淀区、污泥区；所述沉淀区顶部设有所述pH计电极探头5；所述污泥区与所述一级吹脱池2共有；所述一级沉淀池的出水区采用溢流堰或出水管。
上述二级吹脱反应池12设有吹脱反应区和磷肥收集区；所述吹脱反应区上部设有所述碱液进管13、镁盐溶液进管14，下部设有所述第二曝气头15；所述磷肥收集区与二级沉淀池17的磷肥收集区共有，其斜边与水平角度为20°-60°，所述磷肥收集区底部设有收集管18。
上述二级沉淀池17设有沉淀区、磷肥收集区和出水区；所述沉淀区顶部设有所述pH计电极探头5，所述pH计电极探头5通过电极信号线与外部的在线pH计控制器10相连接，而pH计控制器的输出信号线则与二级吹脱反应池外的加碱泵21相连接；磷肥收集区与二级吹脱反应池12共建；所述二级沉淀池17的出水区19采用溢流堰形式或出水管。
本实用新型操作方法如下：
(1)将含磷废水打入本组合装置，首先在一级吹脱池进行CO2吹脱，利用在线pH控制系统监测pH值变化情况；当pH值达到适宜值时，立即停止吹脱。
(2)吹脱后的废水进入一级沉淀池进行悬浮有机物、胶体等杂质的失稳、沉淀去除。
(3)一级沉淀池的出水进入二级吹脱反应池，进行深度曝气吹脱；同时，投加镁盐溶液(如氯化镁)和碱，进行磷酸铵镁结晶反应，利用在线pH控制系统监测pH值变化情况，并控制碱的投加量，使反应pH值在8.0-10.5。
(4)二级吹脱反应池的出水进入二级沉淀池，进行重力沉降，固液分离，通过定时开启收集管的阀门回收磷酸铵镁。
本实用新型有益效果如下：
(1)由于本实用新型在一级吹脱池和二级吹脱反应池下部设有曝气装置，采用曝气的方式来吹脱CO2提高pH值，混合污水，减少了碱液的使用，节约了药剂成本投入，更为经济。
(2)本实用新型针对沼液中有机物含量高，在磷酸铵镁反应时易与磷酸铵镁晶体混杂，造成产物中杂质含量较高的问题，利用吹脱造成的pH值升高，悬浮性和胶体性有机物失稳、凝聚，进而通过沉淀去除有机物杂质，提高回收磷肥的纯度。
(3)本实用新型可以实现从畜禽养殖废水沼液、污泥厌氧上清液、消化污泥脱水滤液等氮磷含量较高的废水中回收磷。本实用新型磷肥生产装置具有结构简单紧凑，占地面积小，投资省，操作简便，磷肥生产效率高的特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
标号说明：1、废水进水管；2、一级吹脱池；3、隔板；4、一级沉淀池；5、pH电极探头；6、一级沉淀池溢流堰；7、排泥管；8、曝气头；9、气管；10、pH计控制器；11、曝气机；12、二级吹脱反应池；13、碱液进管；14、镁盐溶液进管；15、曝气头；16、隔板；17、二级沉淀池；18、磷肥收集管；19、二级沉淀池溢流堰；20、出水管。
具体实施方式
以下实施例是对本实用新型的进一步说明，而非限制本实用新型的范围。
如图1所示，一种废水磷肥生产组合装置，由一级吹脱池2、一级沉淀池4、二级吹脱反应池12、二级沉淀池17、pH值控制系统10和曝气机11组成。一级吹脱池2上部设有废水进水管1，下部设置曝气头8，通过气管9与外部的曝气机相连接11。一级沉淀池4通过隔板3与一级吹脱池2隔开，顶部安装pH计电极探头5，通过电极信号线与外部pH计控制器10相连接，而pH计控制器10的输出信号线则与外部的曝气机11相连接。通过监测一级沉淀池内4的pH值来控制一级吹脱池2的曝气启动和停止。一级吹脱池和一级沉淀池共有污泥区，其斜边与水平角度为50°，污泥区底部设有排泥管7。一级沉淀池的出水区采用溢流堰，其出水口即为二级吹脱反应池12的入水口。二级吹脱反应池12上部设有碱液进管13、镁盐溶液进管14，下部设有曝气头15，通过气管9与外部的曝气机11相连接。二级沉淀池17通过隔板16与二级吹脱反应池12隔开，顶部设有pH计电极探头5，通过电极信号线与在线pH计控制器10相连接，而pH计控制器10的输出信号线则与二级吹脱反应池外部的曝气机11相连接，通过监测二级沉淀池内17的pH值来控制二级吹脱反应池2内碱的投加量。二级沉淀池17与二级吹脱反应池12共有磷肥收集区，其斜边与水平角度为40°，收集区底部设有磷肥收集管18。二级沉淀池出水区19采用溢流堰形式。
下面是一个具体实施实例：
某养猪废水沼液，初始pH值6.5、悬浮固体830mg/L、碳酸盐600mg/L、NH4 +和PO4 3-浓度分别为340mg/L和93mg/L。采用本实用新型组合装置处理该养猪废水沼液，装置的有效容积100L，其中吹脱区和沉淀区80L，污泥区10L，磷肥收集区10L。废水的进水量0.5L/min，总处理水量为720L/d。采用市售的微孔曝气盘进行曝气，市售的在线pH计控制器控制pH值和曝气机进行曝气。
首先将废水泵入一级吹脱池2中进行曝气吹脱CO2，控制曝气量1.0m3/h，并利用在线pH控制系统2监测pH值变化情况。当pH值达到7.5-9.0时，立即停止吹脱。然后废水流入一级沉淀池4，进行悬浮固体和部分沉淀产物的分离去除，沉淀时间20-120min。一级沉淀池4的出水进入二级吹脱反应池12，进行深度曝气吹脱和磷酸铵镁结晶反应，曝气量2.0m3/h，投加镁源MgCl2，利用在线pH控制系统控制NaOH的投加量，使得吹脱反应池pH值稳定在8.0-10.5。二级吹脱反应池12的出水进入二级沉淀池17，然后重力沉降，控制沉淀时间10-240min进行固液分离，回收磷酸铵镁沉淀物。在上述工况稳定运行情况下，连续进水，磷酸盐回收率大于95％，磷酸铵镁产品纯度大于90％。
Claims (5)
1.一种废水磷肥生产组合装置，其特征在于包含以下处理单元：一级吹脱池(2)、一级沉淀池(4)、二级吹脱反应池(12)和二级沉淀池(17)；各处理单元采用合建式，分别由隔板分开；具体的，所述一级吹脱池(2)上部设有废水进水管(1)，下部设置第一曝气头(8)，所述第一曝气头(8)通过气管与外部的曝气机(11)相连接；所述一级沉淀池(4)通过第一隔板(3)与所述一级吹脱池(2)隔开，顶部安装pH计电极探头(5)，通过电极信号线与外部pH计控制器(10)相连接，而所述pH计控制器(10)的输出信号线则与外部的所述曝气机(11)相连接；所述一级沉淀池的出水口即为所述二级吹脱反应池(12)的入水口；所述二级吹脱反应池(12)上部设有碱液进管(13)、镁盐溶液进管(14)，下部设有第二曝气头(15)，所述第二曝气头(15)通过气管与外部的曝气机(11)相连接；所述二级沉淀池(17)通过第二隔板(16)与所述二级吹脱反应池(12)隔开，顶部设有pH计电极探头(5)，通过电极信号线与在线pH计控制器(10)相连接，而所述pH计控制器(10)的输出信号线则与二级吹脱反应池外部的曝气机(11)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种废水磷肥生产组合装置，其特征是：所述的一级吹脱池(2)设有吹脱区和污泥区；所述吹脱区上部设所述废水进水管(1)，下部设置所述第一曝气头(8)；所述污泥区与一级沉淀池的污泥区共有，其斜边与水平角度为20°-60°，所述污泥区底部设有排泥管(7)。
3.根据权利要求1所述的一种废水磷肥生产组合装置，其特征是：所述一级沉淀池(4)设有沉淀区、污泥区；所述沉淀区顶部设有所述pH计电极探头(5)；所述污泥区与所述一级吹脱池(2)共有；一级沉淀池的出水区采用溢流堰或出水管。
4.根据权利要求1所述的一种废水磷肥生产组合装置，其特征是：所述二级吹脱反应池(12)设有吹脱反应区和磷肥收集区；所述吹脱反应区上部设有所述碱液进管(13)、镁盐溶液进管(14)，下部设有所述第二曝气头(15)；所述磷肥收集区与二级沉淀池(17)的磷肥收集区共有，其斜边与水平角度为20°-60°，所述磷肥收集区底部设有收集管(18)。
5.根据权利要求1所述的一种废水磷肥生产组合装置，其特征是：所述二级沉淀池(17)设有沉淀区、磷肥收集区和出水区；所述沉淀区顶部设有所述pH计电极探头(5)，所述pH计电极探头(5)通过电极信号线与外部的在线pH计控制器(10)相连接，而pH计控制器的输出信号线则与二级吹脱反应池外的加碱泵(21)相连接；磷肥收集区与二级吹脱反应池(12)共建；所述二级沉淀池(17)的出水区(19)采用溢流堰形式或出水管。
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| CN (1) | CN205076808U (zh) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106430748A (zh) * | 2016-10-01 | 2017-02-22 | 辽宁中成永续水工科技有限公司 | 一种废酸处理及回收系统的pH自动监测控制装置 |
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2015
- 2015-08-10 CN CN201520591680.9U patent/CN205076808U/zh active Active
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