CN218115122U - 一种磷石膏水洗液深度处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磷石膏水洗液深度处理装置，涉及磷石膏水洗液处理技术领域，其包括用于存储磷石膏水洗液的储液罐以及装填有微生物菌剂的、用于对磷石膏进行好氧厌氧交替处理的反应器，所述反应器包括开口朝上的立式罐体和可拆卸连接于罐体顶部开口处的盖体，所述罐体下部开设有排料口，所述排料口处连接有排液阀；所述储液罐的出料端与罐体相连通；所述罐体上还连接有用于向罐体内通入二氧化碳的二氧化碳输入机构和用于向罐体内通入氧气的氧气输入机构；本申请通过采用微生物菌剂（活性污泥）替代石灰对磷石膏水洗液进行深度处理，工艺简单，较为方便有效且经济环保地实现了对磷石膏水洗液的深度处理，便于磷的回收利用。

Description

一种磷石膏水洗液深度处理装置

技术领域

本申请涉及磷石膏水洗液处理技术领域，尤其是涉及一种磷石膏水洗液深度处理装置。

背景技术

湿法磷酸生产是用无机酸分解磷矿粉，分离出粗磷酸，再经净化后制得磷酸产品；采用湿法磷酸生产制得磷酸产品时，实际上伴随有大量副产物磷石膏。相比于天然石膏，磷石膏内含有大量的杂质，如可溶性磷、氟、碱金属盐及有机物等，有的甚至还有铅锌铬等重金或镉汞砷等有毒有害物质，如果直接加工使用，不仅影响建筑制品的性能，还直接对人体有害；长时间堆积，则需要大量资金投入，且影响环境。因此，需要对磷石膏进行预处理。

目前，对磷石膏的预处理主要有水洗法、浮选法、热解法、分级法、中和法及其中几种方法的联用等。其中，以水洗法最为常见，适于批量化处理磷石膏，常用的水洗液处理方法是利用石灰进行中和沉淀。而在实际操作过程中，发明人发现：水洗液中磷、氟浓度较高，采用石灰中和沉淀水洗液时，一方面，高浓度磷、氟将导致生石灰用量增加，产生废渣量也会随之增多，不仅药剂成本高，而且在以渣定产的模式下，严重限制磷石膏企业生存发展；另一方面，采用该方法处理后的水洗液，仍然存在有低浓度的磷、氟杂质，存在二次污染的隐患。

实用新型内容

为了同时实现水洗液的深度处理，并方便磷的回收利用，避免资源浪费，本申请提供一种磷石膏水洗液深度处理装置。

本申请提供的一种磷石膏水洗液深度处理装置采用如下的技术方案：

一种磷石膏水洗液深度处理装置，包括用于存储磷石膏水洗液的储液罐以及装填有微生物菌剂的、用于对磷石膏进行好氧厌氧交替处理的反应器，所述反应器包括开口朝上的立式罐体和可拆卸连接于罐体顶部开口处的盖体，所述罐体下部开设有排料口，所述排料口处连接有排液阀；所述储液罐的出料端与罐体相连通；所述罐体上还连接有用于向罐体内通入二氧化碳的二氧化碳输入机构和用于向罐体内通入氧气的氧气输入机构。

通过采用上述技术方案，微生物菌剂又称为活性污泥，采用二氧化碳输入机构和氧气输入机构向罐体内交替输入氧气或二氧化碳，能够使罐体内的微生物菌剂在厌氧环境和好氧环境中进行交替，微生物菌剂中的聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷，最终形成大量聚磷污泥颗粒，实现水洗液中磷的去除，工艺简单、经济环保、磷回收便利；同时，微生物菌剂能够将水洗液中的有机物杂质作为碳源进行分解，从而同步去除磷、氟和有机物；此外，水洗液中生物处理的磷可通过结晶法获得鸟粪石，作为缓释肥得到资源化利用；整体较为方便且有效地实现了对水洗液的深度处理，同时便于磷的回收利用，有效避免了资源浪费。

可选的，所述罐体底部设置有气孔朝上的曝气头和用于向曝气头内通入气体的输气管，所述输气管远离曝气头的一端伸出罐体并与二氧化碳输入机构的输气端和氧气输入机构的输气端相连通。

通过采用上述技术方案，在罐体内盛放有微生物菌剂和磷石膏的混合液体时，曝气头设于罐体底部，气体（氧气/二氧化碳）在混合液体由下而上涌动，氧气/二氧化碳与罐体内混合液体的接触更为均匀，有利于灵活控制罐体内的好氧/厌氧条件。

可选的，所述罐体内还设置有MBR膜组件，所述MBR膜组件位于曝气头上方。

通过采用上述技术方案，MBR膜组件内能够维持高浓度的微生物量，可增强微生物菌剂对磷石膏水洗液的处理效果。

可选的，所述罐体顶部设置有环境监测探头和加热棒，所述环境监测探头和加热棒均一端伸入罐体内部、另一端电连接有PLC控制系统，所述PLC控制系统与二氧化碳输入机构和氧气输入机构均电连接。

通过采用上述技术方案，环境监测探头、加热棒、二氧化碳输入机构和氧气输入机构配合，可根据程序自动控制为罐体内提供氧气或二氧化碳，实现好氧/厌氧、释磷/吸磷的过程控制，并同时监测反应器内环境参数的变化。

可选的，所述MBR膜组件可拆卸安装于罐体内。

通过采用上述技术方案，在MBR膜组件使用一段年限/MBR膜组件发生破损时，使用者能够对MBR膜组件进行更换，保障反应器的生物处理能力。

可选的，所述储液罐和罐体之间设有用于连通罐体和储液罐的输液管，所述输液管与罐体相连接部位位于MBR膜组件上方。

通过采用上述技术方案，在磷石膏水洗液自身重力的作用下，投入罐体内的磷石膏水洗液能够充分地与MBR膜组件进行接触，从而充分地与活性污泥接触，进行好氧/厌氧反应。

可选的，所述罐体下部连接有用于支承罐体的支架，所述排料口开设于罐体底壁上。

通过采用上述技术方案，便于活性污泥菌泥或吸附材料的排出和罐体的冲洗。

可选的，所述输液管上设置有蠕动泵和控制阀。

通过采用上述技术方案，便于工作人员对磷石膏水洗液通入罐体的体积进行控制，使得通入罐体内的磷石膏水洗液均能够获得充分反应。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过反应器、二氧化碳输入机构和氧气输入机构配合，采用微生物菌剂（活性污泥）替代石灰对磷石膏水洗液进行深度处理，工艺简单，整体较为方便有效且经济环保地实现了对磷石膏水洗液的深度处理，便于磷的回收利用；

2.通过在罐体内可拆卸安装MBR膜组件，能够增强微生物菌剂对磷石膏水洗液的处理效果；

3.通过曝气头、环境监测探头、加热棒、二氧化碳输入机构、氧气输入机构和PLC控制系统配合，能够对反应器罐体内环境状况进行监测，并根据监测状况采用程序自动控制罐体内好氧/厌氧、释磷/吸磷的过程控制，对磷石膏水洗液进行自动化深度处理，降低磷石膏水洗液中的磷、氟杂质。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是为展示反应器罐体内部结构所作的罐体局部结构剖视结构示意图。

附图标记：1、储液罐；11、输液管；12、蠕动泵；13、控制阀；2、反应器；21、罐体；211、排料口；212、排液阀；22、盖体；23、支架；24、曝气头；25、环境监测探头；26、加热棒；3、二氧化碳输入机构；4、氧气输入机构；5、输气管；6、MBR膜组件；61、安装框；611、框体；612、框盖；62、MBR平板膜。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种磷石膏水洗液深度处理装置。

参照图1和图2，一种磷石膏水洗液深度处理装置包括储液罐1、反应器2、二氧化碳输入机构3、氧气输入机构4以及PLC控制系统，储液罐1内装填有磷石膏水洗液，反应器2具体包括开口朝上的立式罐体21、可拆卸连接于罐体21顶部开口处的盖体22以及设于罐体21底部的用于支承罐体21的支架23，罐体21内装填有用于对磷石膏水洗液进行生物处理的微生物菌剂溶液，罐体21侧壁与储液罐1之间设有连通二者的输液管11，罐体21底壁上开设有排料口211，排料口211处连接有排液阀212；PLC控制系统控制二氧化碳输入机构3向罐体21内通入二氧化碳，于罐体21内营造厌氧环境，并控制氧气输入机构4向罐体21内通入氧气，于罐体21内营造好氧环境。

具体的，参照图1和图2，输液管11上设置有用于抽取并配合输液管11将储液罐1中的磷石膏水洗液通入罐体21的蠕动泵12和用于控制输液管11内液体流量及流速的控制阀13，使用者/工作人员能够通过蠕动泵12和控制阀13对磷石膏水洗液通入罐体21的体积进行控制，使磷石膏水洗液得到充分处理。

罐体21内装填的微生物菌剂溶液为活性污泥，二氧化碳输入机构3在本申请实施例中为二氧化碳发生器，二氧化碳发生器的气体输出端通入罐体21内，以为罐体21内的微生物提供二氧化碳气体、在罐体21内营造厌氧环境，在其他申请实施例中，也可以采用装填有二氧化碳气体的二氧化碳气体储罐和气泵作为二氧化碳输入机构3对二氧化碳发生器进行替代；氧气输入机构4在本申请实施例中为鼓风机，鼓风机的气体输出端也通入罐体21内，以为罐体21内的微生物提供氧气、在罐体21内营造好氧环境，在其他申请实施例中，氧气输入机构4也可以为制氧机等制氧设备。

参照图1和图2，罐体21底部设置有气孔朝上的曝气头24和用于向曝气头24内通入气体的输气管5，输气管5远离曝气头24的一端伸出罐体21并与二氧化碳发生器输气端所连接的出气管道和鼓风机输气端所连接的出气管道通过三通接头相连通。

罐体21顶部设置有环境监测探头25和加热棒26，环境监测探头25和加热棒26自盖体22上竖直贯穿并插入罐体21内，且环境监测探头25和加热棒26固定安装于盖体22上，环境监测探头25的探测端以及加热棒26的加热部分均位于罐体21内，以分别对罐体21内环境状况进行监测和对罐体21内溶液进行加热；同时，环境监测探头25和加热棒26均与PLC控制系统电连接，环境监测探头25具体监测罐体21内的温度、pH、溶氧量和总磷等参数的变化并将相关监测信息发送至PLC控制系统处进行解析、反应。

PLC控制系统则与二氧化碳发生器以及鼓风机电连接，PLC控制系统控制二氧化碳发生器以及鼓风机的启闭以及切换，PLC控制系统根据程序以及环境监测探头25所监测到的自动控制为反应器2提供O2或CO2，实现好氧/厌氧，释磷/吸磷的过程控制，同时可实时监测反应器2内温度、pH、溶氧量和总磷等参数的变化。

采用二氧化碳发生器和鼓风机向罐体21内交替输入氧气或二氧化碳，能够使罐体21内的微生物菌剂在厌氧环境和好氧环境中进行交替，微生物菌剂中的聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷，最终形成大量聚磷污泥颗粒，实现水洗液中磷的去除，工艺简单、经济环保、磷回收便利。

进一步的，参照图2，罐体21内还可拆卸安装有MBR膜组件6，MBR膜组件6位于曝气头24上方。

MBR膜组件6具体包括多组MBR平板膜62和用于放置、装填多组MBR平板膜62的安装框61，安装框61包括开口朝上的圆笼状框体611和通过螺栓可拆卸连接于框体611顶部的环状框盖612，框体611滑动连接于罐体21内，且框体611外侧壁适于与罐体21内壁相抵接；框盖612顶部还一体并凸出设置有多根L形的安装条，安装条一侧与框体611同轴、另一侧与框体611轴线相垂直，且安装条与框体611相垂直的一侧朝向框体611外凸出，安装条与框体611相垂直的一侧沿罐体21轴线滑动连接于罐体21顶部开口处并与罐体21顶部开口处通过螺栓相锁止。

多组MBR平板膜62整体呈圆盘状，MBR平板膜62整体填满于安装框61内，且MBR平板膜62上下两侧分别夹紧于框体611底壁和框盖612之间，安装于罐体21内时可增强微生物对磷石膏水洗液的处理效果。旋拧螺栓，拆下框盖612，即可对框体611内的MBR平板膜62进行更换或冲洗维护，操作简单方便。

本申请实施例一种磷石膏水洗液深度处理装置的实施原理为：当处理磷石膏水洗液中磷杂质时，设置PLC系统程序，反应器2以好氧-好氧交替状态自动运行，当处理磷石膏水洗液中氟杂质时，反应器2以好氧状态运行。好氧阶段时通过PLC控制系统程序设置开启鼓风机为反应器2提供氧气，厌氧阶段时开启二氧化碳发生器为反应器2提供二氧化碳，可灵活控制反应器2内好氧/厌氧条件，实现释磷/吸磷的过程控制。经过好氧-厌氧状态的交替运行，实时观察PLC控制系统显示的反应器2内总磷数值，待处理完成后，打开排液阀212经过排液管路排放处理后的磷石膏水洗液，可进行水洗工艺的再利用。控制反应器2内为厌氧环境，待微生物完全释放磷后，采用鸟粪石结晶法可进行磷的回收。在其他可行的实施例中，在该装置处理磷石膏水洗液之前还可进行聚磷微生物的富集驯化等工作。整体工艺简单，较为方便有效且经济环保地实现了对磷石膏水洗液的深度处理，便于磷的回收利用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：包括用于存储磷石膏水洗液的储液罐（1）以及装填有微生物菌剂的、用于对磷石膏进行好氧厌氧交替处理的反应器（2），所述反应器（2）包括开口朝上的立式罐体（21）和可拆卸连接于罐体（21）顶部开口处的盖体（22），所述罐体（21）下部开设有排料口（211），所述排料口（211）处连接有排液阀（212）；所述储液罐（1）的出料端与罐体（21）相连通；所述罐体（21）上还连接有用于向罐体（21）内通入二氧化碳的二氧化碳输入机构（3）和用于向罐体（21）内通入氧气的氧气输入机构（4）。

2.根据权利要求1所述的一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：所述罐体（21）底部设置有气孔朝上的曝气头（24）和用于向曝气头（24）内通入气体的输气管（5），所述输气管（5）远离曝气头（24）的一端伸出罐体（21）并与二氧化碳输入机构（3）的输气端和氧气输入机构（4）的输气端相连通。

3.根据权利要求2所述的一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：所述罐体（21）内还设置有MBR膜组件（6），所述MBR膜组件（6）位于曝气头（24）上方。

4.根据权利要求3所述的一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：所述罐体（21）顶部设置有环境监测探头（25）和加热棒（26），所述环境监测探头（25）和加热棒（26）均一端伸入罐体（21）内部、另一端电连接有PLC控制系统，所述PLC控制系统与二氧化碳输入机构（3）和氧气输入机构（4）均电连接。

5.根据权利要求4所述的一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：所述MBR膜组件（6）可拆卸安装于罐体（21）内。

6.根据权利要求4所述的一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：所述储液罐（1）和罐体（21）之间设有用于连通罐体（21）和储液罐（1）的输液管（11），所述输液管（11）与罐体（21）相连接部位位于MBR膜组件（6）上方。

7.根据权利要求4所述的一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：所述罐体（21）下部连接有用于支承罐体（21）的支架（23），所述排料口（211）开设于罐体（21）底壁上。

8.根据权利要求6所述的一种磷石膏水洗液深度处理装置，其特征在于：所述输液管（11）上设置有蠕动泵（12）和控制阀（13）。

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