CN217025714U

CN217025714U - 一种氮磷资源回收装置

Info

Publication number: CN217025714U
Application number: CN202123042099.6U
Authority: CN
Inventors: 张立国; 吴学伟; 肖先念; 唐霞; 李碧清; 戴梓恒; 黄嘉莉
Original assignee: South China Normal University
Current assignee: South China Normal University
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2031-12-06

Abstract

本实用新型公开一种氮磷资源回收装置，包括控制机构、污泥厌氧消化机构、磷回收机构、结晶沉淀机构、亚硝化机构和至少一个加药机构；所述亚硝化机构和污泥厌氧消化机构之间配置有回流单元，所述回流单元配置为将亚硝化机构产生的高亚硝态氮消化液回流至污泥厌氧消化机构，所述污泥厌氧消化机构、磷回收机构、结晶沉淀机构、亚硝化机构、至少一个加药机构和回流单元均与所述控制机构电性连接；该氮磷资源回收装置可以有效降低厌氧消化液处理成本，实现消化液中磷和氮的回收。

Description

一种氮磷资源回收装置

技术领域

本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种氮磷资源回收装置。

背景技术

在实际应用中，对于消化液中氮、磷去除技术众多，但同时对氮、磷进行资源化回收技术尚且欠缺。其次，由于消化液磷回收后具有出水氨氮过高的问题，常规处理技术为氮的吹脱，造成氮的外排，没有实现氮的回收，因此，有必要进行改进。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题而提供一种氮磷资源回收装置，可以有效降低厌氧消化液处理成本，实现消化液中磷和氮的回收。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种氮磷资源回收装置，包括控制装置、污泥厌氧消化机构、磷回收机构、结晶沉淀机构、亚硝化机构和至少一个加药机构，污泥厌氧消化机构用于对污泥进行厌氧消化处理；磷回收机构接收所述污泥厌氧消化机构处理后的消化液，并对消化液进行搅拌；结晶沉淀机构接收所述磷回收机构的处理后的消化液，并对消化液进行结晶沉淀处理，排出鸟粪石；亚硝化机构接收所述结晶沉淀机构处理后的消化液，并将厌氧消化液中氨态氮转化为亚硝态氮；至少一个加药机构用于对所述污泥厌氧消化机构、磷回收机构和亚硝化机构投放药物；其中，所述亚硝化机构和污泥厌氧消化机构之间配置有回流单元，所述回流单元配置为将亚硝化机构产生的高亚硝态氮消化液回流至污泥厌氧消化机构，所述污泥厌氧消化机构、磷回收机构、结晶沉淀机构、亚硝化机构、至少一个加药机构和回流单元均与所述控制装置电性连接。其中回流单元包含有电动阀门、抽水泵和管道。

作为优选，所述污泥厌氧消化机构、磷回收机构和亚硝化机构均具有pH检测传感器，所述pH检测传感器与控制装置电性连接。pH 信息反馈至控制装置，控制装置根据反馈的信息控制加药机构的药剂投加量。

作为优选，该氮磷资源回收装置还包含有曝气系统，用于为亚硝化机构提供溶解氧，同时还可以起到搅拌作用；所述曝气系统与所述控制装置电性连接。曝气系统包含有曝气泵管道、曝气头和泵体。

作为优选，所述污泥厌氧消化机构与磷回收机构均具有搅拌装置，所述搅拌装置均与所述控制装置电性连接。

作为优选，所述亚硝化机构内配置有对溶解氧进行检测的DO检测单元，所述DO检测单元与所述控制装置电性连接。

作为优选，在污泥厌氧消化机构、磷回收机构、结晶沉淀机构和亚硝化机构的排水口均设置有电控开关，满足机构内液体或结晶固体排出需求，电控开关与控制装置电性连接。

作为优选，所述污泥厌氧消化机构和亚硝化机构上均设置有循环水冷系统，保持污泥厌氧消化机构和亚硝化机构的温度恒定，能够使得整个处理过程更稳定的进行，其中循环水冷系统包含有夹套、换热水箱、换热管路和水泵。

作为优选，加药机构包含有HCl储药罐、MgCl₂储药罐和NaOH储药罐，HCl储药罐、MgCl₂储药罐和NaOH储药罐均装配有电控加药管道，其中电控加药管道包含有排药管和电动阀。

作为优选，污泥厌氧消化机构和磷回收机构之间配置有脱水机构。

作为优选，污泥厌氧消化机构、脱水机构、磷回收机构、结晶沉淀机构和亚硝化机构之间通过水管实现连接，并配备水泵实现处理物的流通。

该氮磷资源回收装置的工作方法包括以下步骤：

1)由污泥厌氧消化机构实现污泥厌氧消化，通过控制装置控制加药机构投加HCl进行pH调节，进而控制污泥厌氧消化机构FNA预处理浓度。污泥厌氧消化机构排出的泥水混合物经脱水机构脱水后，消化液进入磷回收机构。

2)消化液进入磷回收机构后，由控制装置控制加药机构投加 MgCl₂和NaOH，对消化液进行搅拌，再将消化液输送至结晶沉淀机构进行结晶沉淀，在结晶沉淀机构底部排出鸟粪石，从而实现磷的回收。

3)消化液从结晶沉淀机构进入亚硝化机构，亚硝化机构将厌氧消化液中氨态氮(NH₄ ⁺-N)转化为亚硝态氮(NO₂ ^--N)。

4)亚硝化机构产生的高亚硝态氮(NO₂ ^--N)消化液回流至污泥厌氧消化机构，通过调节适当的pH值产生相应浓度的游离亚硝酸 (FNA)，从而提升污泥厌氧消化效果。

本实用新型的有益效果为：可以有效降低厌氧消化液处理成本，实现消化液中磷和氮的回收，实现氮的资源化利用，具有更经济、更简便的操作等优点，且能实现氮的闭环资源化利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种氮磷资源回收装置的结构框图。

图中：

10、PLC控制器；

20、污泥厌氧消化反应器；

30、磷回收反应器；

40、结晶沉淀罐；

50、亚硝化反应器；51、pH检测传感器；

60、加药机构；

70、回流单元；

80、曝气系统；

90、DO检测单元。

具体实施方式

下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，安装、连接和相连等术语应做广义理解，例如，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，可以是采用管道相连；另外一个元件或机构之间的液体或固体移动需要外力才能进入到另外一个元件或机构，则可以添加常规的驱动机构，如泵体等，两个元件之间的通断亦可根据实际情况添加各种阀门达到目的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1所示，一种氮磷资源回收装置，包括PLC控制器10、污泥厌氧消化反应器20、磷回收反应器30、结晶沉淀罐40、亚硝化反应器50和加药机构60，污泥厌氧消化反应器20用于对污泥进行厌氧消化处理；磷回收反应器30接收污泥厌氧消化反应器20处理后的消化液，并对消化液进行搅拌；结晶沉淀罐40接收磷回收反应器30 的处理后的消化液，并对消化液进行结晶沉淀处理，排出鸟粪石；亚硝化反应器50接收结晶沉淀罐40处理后的消化液，并将厌氧消化液中氨态氮转化为亚硝态氮；加药机构60用于对污泥厌氧消化反应器20、磷回收反应器30和亚硝化反应器50投放药物；其中，亚硝化反应器 50和污泥厌氧消化反应器20之间配置有回流单元70，回流单元70 配置为将亚硝化反应器50产生的高亚硝态氮消化液回流至污泥厌氧消化机构，污泥厌氧消化反应器20、磷回收反应器30、结晶沉淀罐 40、亚硝化反应器50、加药机构60和回流单元70均与PLC控制器10 电性连接。

在本实施例中，污泥厌氧消化反应器20、磷回收反应器30和亚硝化反应器50均具有pH检测传感器51，pH检测传感器51与PLC控制器10电性连接。pH信息反馈至PLC控制器10，PLC控制器10根据反馈的信息控制药剂投加量。

在本实施例中，污泥厌氧消化反应器20与磷回收反应器30均具有搅拌装置，搅拌装置均与PLC控制器10电性连接。搅拌装置用于对污泥、消化液进行均质化搅拌。

在本实施例中，亚硝化反应器50内配置有对溶解氧进行检测的DO 检测单元90，DO检测单元90与PLC控制器10电性连接，DO检测单元90采用水质检测仪。

在本实施例中，在污泥厌氧消化反应器20、磷回收反应器30、结晶沉淀罐40和亚硝化反应器50的排水口均设置有电控阀门(未图示)，各个反应器之间可以通过管道(未图示)和污水泵(未图示) 实现污水的排入和排出，满足机构内液体或结晶固体排出需求；电控阀门与PLC控制器10电性连接。

在本实施例中，污泥厌氧消化反应器20和亚硝化反应器50上均设置有循环水冷系统(未图示)，保持污泥厌氧消化机构和亚硝化机构的温度恒定，能够使得整个处理过程更稳定的进行；循环水冷系统采用夹套水冷的方式。

在本实施例中，加药机构60包含有HCl储药罐、MgCl₂储药罐和 NaOH储药罐，HCl储药罐、MgCl₂储药罐和NaOH储药罐均装配有电控加药管道与相应的反应器连接。

在一些实施例中，该氮磷资源回收装置还包含有曝气系统80，用于为亚硝化反应器50提供溶解氧，曝气系统80与控制装置电性连接。曝气头装配在亚硝化反应器50内，曝气头通过管道与泵体的排气嘴相连通。曝气系统80用于为亚硝化单元提供溶解氧(DO)，保持亚硝化系统内DO稳定且适合亚硝化过程进行。

在一些实施例中，污泥厌氧消化反应器20和磷回收反应器之间配置有脱水机构(未图示)。污泥厌氧消化反应器、脱水机构、磷回收反应器、结晶沉淀罐和亚硝化反应器之间通过水管实现连接，并配备污水泵实现处理物的流通。

该氮磷资源回收装置的工作方法包括以下步骤：

1)由污泥厌氧消化反应器实现污泥厌氧消化，通过PLC控制器控制加药机构投加HCl进行pH调节，进而控制污泥厌氧消化反应器 FNA预处理浓度。污泥厌氧消化反应器排出的泥水混合物经脱水机构脱水后，消化液进入磷回收反应器。

2)消化液进入磷回收反应器后，由PLC控制器控制加药机构投加MgCl₂和NaOH，对消化液进行搅拌，再将消化液输送至结晶沉淀罐进行结晶沉淀，在结晶沉淀罐底部排出鸟粪石，从而实现磷的回收。

3)消化液从结晶沉淀罐进入亚硝化反应器，亚硝化反应器将厌氧消化液中氨态氮(NH₄ ⁺-N)转化为亚硝态氮(NO₂ ^--N)。

4)亚硝化反应器产生的高亚硝态氮(NO₂ ^--N)消化液回流至污泥厌氧消化反应器，通过调节适当的pH值产生相应浓度的游离亚硝酸(FNA)，从而提升污泥厌氧消化效果。

以上所述，仅为本实用新型的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内；除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。

Claims

1.一种氮磷资源回收装置，包括

污泥厌氧消化机构，用于对污泥进行厌氧消化处理；

磷回收机构，配置为与所述污泥厌氧消化机构连接，用于接收并处理所述污泥厌氧消化机构处理后的消化液；

结晶沉淀机构，配置为与所述磷回收机构连接，用于接收并处理所述磷回收机构的处理后的消化液；

亚硝化机构，配置为与所述结晶沉淀机构连接，用于接收并处理所述结晶沉淀机构处理后的消化液；

至少一个加药机构，用于对所述污泥厌氧消化机构、磷回收机构和亚硝化机构投放药物；以及

控制装置，所述污泥厌氧消化机构、磷回收机构、结晶沉淀机构、亚硝化机构和至少一个加药机构均与所述控制装置电性连接；

其特征在于：所述亚硝化机构和污泥厌氧消化机构之间配置有回流单元，所述回流单元配置为将亚硝化机构产生的消化液回流至污泥厌氧消化机构，所述回流单元与所述控制装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种氮磷资源回收装置，其特征在于：所述污泥厌氧消化机构、磷回收机构和亚硝化机构均具有pH检测传感器，所述pH检测传感器与控制装置电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种氮磷资源回收装置，其特征在于：还包含有曝气系统，用于为亚硝化机构提供溶解氧，所述曝气系统与所述控制装置电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种氮磷资源回收装置，其特征在于：所述污泥厌氧消化机构与磷回收机构均具有搅拌装置，所述搅拌装置均与所述控制装置电性连接。

5.根据权利要求3所述的一种氮磷资源回收装置，其特征在于：所述亚硝化机构内配置有对溶解氧进行检测的DO检测单元，所述DO检测单元与所述控制装置电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种氮磷资源回收装置，其特征在于：所述污泥厌氧消化机构和亚硝化机构上均设置有循环水冷系统。

7.根据权利要求1所述的一种氮磷资源回收装置，其特征在于：所述加药机构包含有HCl储药罐、MgCl2储药罐和NaOH储药罐，所述HCl储药罐、MgCl2储药罐和NaOH储药罐均装配有电控加药管道。