CN215559234U - 一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种利用释镁‑碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置，属于水处理技术领域。该装置包括：箱体，所述箱体内分为处理池和沉淀池；所述处理池内通过分隔板分为预混池和反应池，所述分隔板与处理池的底部设有间隙；所述沉淀池内设有用于将反应池内处理后的液体导向沉淀池的导流管，调节水池，所述调节水池和预混池之间设有进水口，所述调节水池上设有进水管和用于控制调节水池内水位的回流管。该装置主要用于回收废液中氮磷，采用释镁‑碱功能矿物材料作为原料，将其与含有氮磷的废液先后经预混池、反应池、沉淀池处理，可一步实现废液中氮磷的回收，该装置设计合理，便于操作，经济价值高。

Description

一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，尤其涉及一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置。

背景技术

针对高氮磷废液，以源头减量化资源化为目标，开展废液中氮磷高效回收与去除研究，一方面，可实现生活污水典型污染物源头减排，降低对后续生化处理系统的负荷，另一方面，回收的氮磷化合物可以作为缓释性肥料，实现污水中磷的回收再利用，具有重要的意义。

鸟粪石(MgNH₄PO₄·6H₂O，MAP)沉淀结晶法回收废水中的氮、磷被认为是最有前景的磷回收途径之一。目前，国际上采用鸟粪石法回收磷的工艺已经在美国、荷兰、英国、日本、澳大利亚等国实现工程化应用。我国最早在2008年采用荷兰DHV公司的Crytalactor流化床结晶工艺建成了第一套Crytalactor粒丸反应器，处理含磷、含氮废水，回收的高纯度鸟粪石粒丸可用于农业。

在典型工艺MAP沉淀结晶法中，需将溶液pH控制在9.0～10.0范围内，而处理实际废液时，由于生成MAP沉淀的同时会释放H⁺，导致溶液pH下降，故实际操作中，需不断向溶液中添加碱剂(如NaOH)，以维持鸟粪石生成的最佳pH范围。此外，由于废液中Mg²⁺浓度通常都很低甚至为0，故需补充大量镁盐，如MgSO₄、MgCl₂、MgO等，操作复杂，且明显提高了氮磷回收的整体工艺成本。

实用新型内容

本实用新型提出一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置，可一步反应实现氮磷的回收，无需额外添加镁源和氢氧根。

本发明提出一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置，包括：

箱体，所述箱体内分为处理池和沉淀池；

所述处理池内通过分隔板分为预混池和反应池，所述分隔板与处理池的底部设有间隙；

所述沉淀池内设有用于将反应池内处理后的液体导向沉淀池的导流管，

调节水池，所述调节水池和预混池之间设有进水口，所述调节水池上设有进水管和用于控制调节水池内水位的回流管。

进一步地，所述预混池的上方设有用于向预混池内加料的加料机。

进一步地，所述沉淀池的外侧设有溢流出水管；所述沉淀池的底部设有排泥管。

进一步地，所述预混池、反应池内分别设有搅拌桨，所述预混池、反应池的顶部均设有带动其池内搅拌桨转动的电机。

进一步地，所述导流管位于反应池和沉淀池之间池壁的上部。

进一步地，所述调节水池设于处理池的外侧壁上部。

进一步地，所述进水管上设有流量计。

进一步地，还包括化粪池，所述化粪池与进水管相连，所述化粪池和进水管之间设有真空泵。

本实用新型具有以下优势：

本实用新型提出一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置，采用释镁-碱功能矿物材料作为原料，将其与含有氮磷的废液先后经预混池、反应池、沉淀池处理，可一步实现废液中氮磷的回收，该装置设计合理，便于操作，经济价值高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型装置的正视图；

图2为本实用新型装置的俯视图；

附图标记说明：

处理池1、预混池11、反应池12、分隔板13、间隙14、搅拌桨15、电机16；

沉淀池2、导流管21、溢流出水管22、排泥管23；

调节水池3、进水口31、回流管32、进水管33、流量计34。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件或者也可以存在居中的元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～2所示，本实用新型提出了一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置，包括：

箱体，所述箱体内分为处理池1和沉淀池2；

所述处理池1内通过分隔板13分为预混池11和反应池12，所述分隔板13与处理池1的底部设有间隙14；

所述沉淀池2内设有用于将反应池12内处理后的液体导向沉淀池2的导流管21，

调节水池3，所述调节水池3和预混池11之间设有进水口31；所述调节水池3上设有进水管33和用于控制调节水池3内水位的回流管32。

进水管33在调节水池3上的位置高于回流管32，从而便于进水和调节水位。

本实用新型提出的装置，设有预混池、反应池、沉淀池等，采用释镁-碱功能矿物材料作为原料，加入预混池与待处理废液充分混合后，在反应内进行反应，然后经沉淀池将沉淀收集，如此，可一步实现废液中氮磷的回收，该装置设计合理，便于操作，经济价值高。

其中，释镁-碱功能矿物材料为公知材料，其的制备方法包括：将矿物原料放入反应罐，采用研磨球作为研磨介质，进行球磨活化，得释镁-碱功能矿物材料。所述矿物原料为富含镁离子和氢氧根离子的天然矿物材料，包括纯蛇纹石(Mg₆[(OH)₄Si₂O₅]₂)等。

本实用新型的具体反应原理为：释镁-碱功能矿物材料可产生大量活性Mg²⁺和OH^-，促使它们迅速从矿物颗粒中释放到水溶液(反应式1)。随着Mg²⁺和OH^-的释放，溶液中产生带负电的无定形二氧化硅颗粒(HSiO₃ ^-·SiO₂)。在PO₄ ^3-和NH₄ ⁺的存在下，Mg²⁺和NH₄ ⁺首先通过静电吸附聚集在二氧化硅颗粒的表面，然后与PO₄ ^3-整体碰撞，最后形成MgNH₄PO₄·6H₂O(反应式2)。

另外，产生的二氧化硅颗粒可以充当晶种以促进鸟粪石的结晶。在鸟粪石结晶过程中，一部分NH₄ ⁺和多余的OH^-生成可逃逸的氨气(NH₃)(反应式3)。活化的矿物颗粒连续溶解在溶液中，稳定地提供镁离子和碱以形成鸟粪石和氨，从而达到氮磷的高效回收与去除。

Mg₃Si₂O₅(OH)₄+H₂O→3Mg²⁺+5OH^-+HSiO₃ ^-·SiO₂ (1)

Mg²⁺+NH₄ ⁺+H_nPO₄ ^3-n+6H₂O→MgNH₄PO₄·6H₂O↓+nH⁺ (2)

NH₄ ⁺+OH^-→NH₃(aq)+H₂O (3)

可见，将释镁-碱功能矿物材料加入含氮磷废液中，可一步反应得鸟粪石，实现废液中氮磷的回收。

如图1所示，所述预混池11的上方设有用于向预混池11内加料的加料机17。所述加料机可采用振动加料，通过控制料斗孔隙大小和振动频率调节加药量。加料机17位于预混池的上方，但并不仅限于预混池的正上方，也可位于沉淀池的上方等。

如图2所示，所述沉淀池2的外侧设有溢流出水管22；所述沉淀池2的底部设有排泥管23。溢流出水管22用于将处理后废液排出。而排泥管23主要用于将反应后所产生的含有鸟粪石的沉淀泥浆排出沉淀池2，从而进行回收利用。

所述预混池11、反应池12内分别设有搅拌桨15，所述预混池11、反应池12的顶部均设有带动其池内搅拌桨15转动的电机16。

所述导流管21位于反应池12和沉淀池2之间池壁的上部。所述导流管用于将反应池内处理后的液体导向沉淀池2的底部中心处。

所述调节水池3设于处理池1的外侧壁上部。从而更好的控制废液通过调节水池调节后，进入预混池进行后续混合及反应。

所述进水管33上设有流量计。流量计34主要用于控制进水流量。

进一步地，上述装置还包括化粪池，所述化粪池与进水管33相连，所述化粪池和进水管33之间设有真空泵。化粪池内的液体通过真空泵提升至调节水池3。

所述装置的具体实施过程包括：

含氮磷的废液从进水管33进入调节水池3内，若处理化粪池内废液，则可将化粪池内废液通过真空泵提升至调节水池3内，通过进水管33进入预混池11，释镁-碱功能矿物材料通过加料机17加入预混池11内，二者在预混池11内先进行混合。然后通过间隙14进入反应池12，在反应池12内充分反应后，释镁-碱功能矿物材料可释放镁离子和氢氧根，与废液中PO₄ ^3-和NH₄ ⁺等反应，生成鸟粪石，含有鸟粪石的反应后液体经导流管21直接流入沉淀池2，鸟粪石等沉淀通过排泥管23排出，而剩余液体则通过溢流出水管22排出，从而实现氮磷的有效回收。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的装置，包括：

箱体，所述箱体内分为处理池(1)和沉淀池(2)；

所述处理池(1)内通过分隔板(13)分为预混池(11)和反应池(12)，所述分隔板(13)与处理池(1)的底部设有间隙(14)；

所述沉淀池(2)内设有用于将反应池(12)内处理后的液体导向沉淀池(2)的导流管(21)，

调节水池(3)，所述调节水池(3)和预混池(11)之间设有进水口(31)，所述调节水池(3)上设有进水管(33)和用于控制调节水池(3)内水位的回流管(32)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述预混池(11)的上方设有用于向预混池(11)内加料的加料机(17)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述沉淀池(2)的外侧设有溢流出水管(22)；所述沉淀池(2)的底部设有排泥管(23)。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述预混池(11)、反应池(12)内分别设有搅拌桨(15)，所述预混池(11)、反应池(12)的顶部均设有带动其池内搅拌桨(15)转动的电机(16)。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述导流管(21)位于反应池(12)和沉淀池(2)之间池壁的上部。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述调节水池(3)设于处理池(1)的外侧壁上部。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述进水管(33)上设有流量计(34)。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

还包括化粪池，所述化粪池与进水管(33)相连，所述化粪池和进水管(33)之间设有真空泵。

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