專利名稱：一種填料床map氮磷回收反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種含無(wú)機(jī)氮或無(wú)機(jī)磷廢水的水處理裝置，更具體地說是填料床 MAP氮磷回收反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
我國(guó)氮磷污染物的排放量急劇增加，但未對(duì)氮磷污染加以控制。氮磷污染所致的 水體富營(yíng)養(yǎng)化十分嚴(yán)重，水體富營(yíng)養(yǎng)化已危害農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)等諸多行業(yè)，也對(duì)飲水衛(wèi) 生和食品安全構(gòu)成了巨大的威脅。 目前，根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的需要，以及磷作為不可更新、不能替代的寶貴資源的短 缺，從污水中回收磷用于再循環(huán)利用不失為一種資源與環(huán)境管理良策。瑞典已制訂出一項(xiàng) 國(guó)策，目標(biāo)是從污水中回收75%的磷用于再循環(huán)，為了達(dá)到這一目標(biāo)，瑞典正要求污水處理 廠安裝磷回收裝置，以此作為對(duì)污泥焚燒頒發(fā)許可證的一種附加條件。通過降低回流至處 理工藝首端污泥消化液中磷的含量，磷回收能改進(jìn)生物除磷的效率及可靠性?；厥樟椎氖?場(chǎng)價(jià)值取決于回收磷的化學(xué)組成、回收產(chǎn)品的質(zhì)量以及當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)情況。例如，日本一家公司 對(duì)以鳥糞石形式回收的磷能取得約250美元/t的市場(chǎng)價(jià)格。 在近期，磷回收最有可能在設(shè)有生物除磷脫氮的污水處理廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@些處 理廠內(nèi)的某些環(huán)節(jié)(如，厭氧池或污泥消化池)能產(chǎn)生高濃度溶解性磷酸鹽的液流，特別適 合于可再生的鳥糞石、磷酸鈣、磷酸鋁等以沉淀形式分離。相應(yīng)于當(dāng)?shù)靥厥馇闆r(如污泥中 磷酸鹽的含量對(duì)水泥制造可能成為障礙)，或相應(yīng)于一些新技術(shù)(離子交換、膜技術(shù)、新的 生物技術(shù)等)的出現(xiàn)，其它磷回收途徑與形式也可能應(yīng)運(yùn)而生。 從目前所報(bào)道的研究與應(yīng)用情況來看，從污水中回收氮磷的主要形式為鳥糞石。 在以沉淀形式回收的這些氮磷產(chǎn)品中，鳥糞石可以直接作為緩慢釋放磷肥或在肥料生產(chǎn)中 被利用，被認(rèn)為是最有前景的磷回收途徑，也是目前應(yīng)用與研究最多的內(nèi)容。日本已有公司 成功的將鳥糞石推向化肥市場(chǎng)。 鳥糞石，分子式為MgNH4P04 6H20，是一種難溶于水的白色晶體，常溫下，在水中的 溶解度積為25X10—13。通過投加化學(xué)試劑，可使廢水中的氨和磷酸鹽形成鳥糞石，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮 磷污染物的同時(shí)去除。但基于MAP晶核形成過程中需要一定的過飽和度，而污水中其它物 質(zhì)的影響，導(dǎo)致MAP晶核形成的過飽和度降低，MAP晶體生長(zhǎng)緩慢，晶體顆粒粒徑減小，且很 難與水進(jìn)行沉淀分離，出水水質(zhì)難以保證。公告號(hào)CN201082874Y公開了一種新型MAP三相 硫化氮磷回收反應(yīng)器，包括立式罐體，罐體底部的進(jìn)水管、進(jìn)水管，罐體頂部的清水出水口 ， 罐體中下部為流化區(qū)，流化區(qū)內(nèi)置有鳥糞石載體填料，流化區(qū)中心另置有導(dǎo)流混合管，導(dǎo)流 混合管下方的罐體空間為接通進(jìn)水管、進(jìn)水管的布水布?xì)鈪^(qū)，罐體上部裝有與清水出水口 想通的三相分離器，三相分離器的下方與流化區(qū)間的罐體空間是三相分離區(qū)。此發(fā)明的缺 點(diǎn)是回收系統(tǒng)晶體生長(zhǎng)緩慢，MAP沉淀顆粒物小，難與水沉淀分離，并且回收系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置 了一個(gè)鳥糞石載體填料脫膜分離器，使整個(gè)工藝設(shè)備占地面積大，工程投資大。
實(shí)用新型內(nèi)容1、本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題 本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)鳥糞石回收系統(tǒng)晶體生長(zhǎng)緩慢、MAP沉淀顆粒物小，難與水 沉淀分離等問題，提供一種成本低、效率高的填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器。 2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案 為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)目的，本實(shí)用新型是由以下技術(shù)方案完成的 —種填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器，包括立式罐體，罐體底部的進(jìn)水管，罐體頂部的
清水出水口，立式罐體底部進(jìn)水管的進(jìn)水泵前連接含氨氮和磷酸鹽污水管和外加鎂投加
管，其特征在于立式罐體下部為MAP顆粒沉淀區(qū)，MAP顆粒沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置有鳥糞石載體填
料，中下部為MAP沉淀顆粒懸浮區(qū)，上部為MAP截留_沉淀附著區(qū)，立式罐體的出水口與混
合攪拌池相連，混合攪拌池與絮凝沉淀池相通，所述的MAP沉淀顆粒沉淀區(qū)的排口在立式
罐體底部。 本實(shí)用新型所述的MAP截留-沉淀附著區(qū)的載體為網(wǎng)狀彈性填料，網(wǎng)孔徑在 l-10mm。 填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器為新型污水脫氮除磷工藝，首先在進(jìn)水泵3前投加含 氮磷污水(液)和溶解性鎂鹽(鎂源)，經(jīng)污水泵強(qiáng)烈攪拌混合后打入填料濾床，污水中的 氨氮、溶解性磷酸鹽與外加鎂源進(jìn)行化學(xué)沉淀反應(yīng)，部分在填料表面形成MAP附著層(膜)， 部分在水中形成自由MAP晶體顆粒。填料起過濾、截留、MAP沉淀載體的作用，自由MAP晶體 顆粒在填料截留作用下在反應(yīng)器底部形成沉淀區(qū)，同時(shí)這些自由MAP晶體顆粒也起晶種的
作用，能加快MAP晶體生長(zhǎng)，使MAP晶體顆粒粒徑逐漸變大；當(dāng)填料表面沉積的MAP達(dá)到一 定的厚度或進(jìn)水阻力增加時(shí)，可將附著MAP沉淀物的填料可整體性定期取出，使用機(jī)械或 人工敲打填料進(jìn)行脫膜處理，并回收大量的MAP固體顆粒，填料重復(fù)使用；部分自由MAP晶 體顆粒被處理水帶走，處理水經(jīng)出流槽收集后，進(jìn)入混合攪拌池13，同時(shí)向混合攪拌池13 投加一定量無(wú)機(jī)或有機(jī)絮凝劑，經(jīng)充分混合后排入絮凝沉淀池14，進(jìn)行絮凝沉降處理，含 MAP的絮凝體與水分離，含MAP的絮凝體定期由沉淀池底部排放口排出并回收MAP。本實(shí)用 新型實(shí)現(xiàn)了 MAP氮磷高效回收，出水水質(zhì)穩(wěn)定，氮磷回收率在85X以上，MAP純度在80%以 上。 3、本實(shí)用新型的有益效果 (1)本實(shí)用新型，不僅延長(zhǎng)了鳥糞石晶體生產(chǎn)時(shí)間，而且MAP沉淀物易于固定、截 留；明顯提高氮磷回收效果和污水處理效率，在技術(shù)上解決了傳統(tǒng)鳥糞石回收系統(tǒng)晶體生 長(zhǎng)緩慢、MAP沉淀顆粒物小，難與水沉淀分離等問題。 (2)對(duì)水體形成的細(xì)小的MAP顆粒進(jìn)行絮凝沉降處理，可以達(dá)到凈化出水水質(zhì)和 回收MAP的目的，保證出水水質(zhì)。 (3)可以根據(jù)不同的水處理量和具體的水質(zhì)選擇鎂源、絮凝劑投加量和反應(yīng)器體 積，因此工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，施工安裝期短。 (4)本實(shí)用新型的網(wǎng)狀填料為常規(guī)網(wǎng)狀彈性填料，鎂源和絮凝劑為普通市售，材料 廉價(jià)易得。 (5)適用于污水廠處理系統(tǒng)的厭氧段末端上清夜、污泥消化液上清夜和脫水濾液、 畜禽養(yǎng)殖污水、含高濃度無(wú)機(jī)氮或磷工業(yè)廢水。
圖1為填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，l-含氨氮和磷酸鹽污水管；2-外加鎂投加管(鎂源)；3-進(jìn)水泵；4-進(jìn) 水口 ；5-MAP顆粒沉淀區(qū)；6-MAP顆粒懸浮區(qū)；7-MAP截留、沉淀附著區(qū)；8_網(wǎng)狀彈性填料；
9-填料床出水槽；10-MAP沉淀顆粒排口 ；10-含自由MAP顆粒的出水口 ；12-絮凝劑投加進(jìn) 口 ；13-混合攪拌池；14-絮凝沉淀池；15-處理水排口 ； 16-含MAP沉淀絮凝體排口 ； 圖2為填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器污水處理流程圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器，包括立式罐體，罐體底部的進(jìn)水管，罐體頂部的清水 出水口，立式罐體底部進(jìn)水管的進(jìn)水泵前連接含氨氮和磷酸鹽污水管1和外加鎂投加管2， 該立式罐體8下部為MAP顆粒沉淀區(qū)5， MAP顆粒沉淀區(qū)5內(nèi)設(shè)置有鳥糞石載體填料，中下 部為MAP沉淀顆粒懸浮區(qū)6，上部為MAP截留-沉淀附著區(qū)6，立式罐體8的出水口 11與混 合攪拌池13相連，混合攪拌池13與絮凝沉淀池14相通，所述的MAP沉淀顆粒沉淀區(qū)5的 排口 10在立式罐體8底部。 如圖1，首先含無(wú)機(jī)氨氮、溶解性磷廢水經(jīng)預(yù)處理后(調(diào)節(jié)進(jìn)水pH和氮磷比例)， 通過進(jìn)水泵3進(jìn)水，同時(shí)一定濃度的鎂源液體通過計(jì)量泵進(jìn)入泵3進(jìn)水管，液體鎂源與水 中氮、磷在泵3高速攪拌下混合，由填料床反應(yīng)器底部進(jìn)水口 4打入并均勻布水，經(jīng)MAP顆 粒沉淀區(qū)5，在已有的MAP顆粒作為晶種作用下，部分MAP能快速在晶種表面生長(zhǎng)沉積，部 分MAP沉淀顆粒進(jìn)入顆粒懸浮區(qū)6， MAP顆粒沉淀區(qū)5的沉淀污泥定期由出泥口 10排放并 回收MAP ;部分氮、磷、鎂鹽在填料區(qū)7的網(wǎng)狀彈性填料8表面沉淀附著，部分細(xì)小的MAP顆 粒物隨處理水進(jìn)入溢流出水槽9，含MAP細(xì)小顆粒的處理水經(jīng)出水管進(jìn)入混合攪拌池13，同 時(shí)在混合攪拌池13中投加有機(jī)或無(wú)機(jī)絮凝劑，經(jīng)機(jī)械攪拌混合后，混合液流入絮凝沉淀池 14，經(jīng)一定時(shí)間的絮凝沉淀后，含MAP顆粒絮凝體與處理水分離，處理水由出水口 15排放， 含MAP顆粒絮凝體污泥定期由出泥口 16排出并回收MAP 。 對(duì)于特定的高濃度氮磷廢水，可根據(jù)其特點(diǎn)，增加鎂源的投加量，在反應(yīng)器中加大 填料床反應(yīng)器、混合攪拌池和沉淀池的體積、，也可根據(jù)實(shí)際操作條件確定反應(yīng)器的個(gè)數(shù)， 來達(dá)到預(yù)期效果。 如圖2，本實(shí)用新型實(shí)際相當(dāng)于一個(gè)三段組合工藝，包括混合反應(yīng)段、填料床截 留-沉淀附著段和絮凝沉降段。其中任何一段工藝都是成熟的現(xiàn)有技術(shù)，而在該實(shí)用新型 中被恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)了廢水氮磷的大量截留與高效回收。 在該實(shí)用新型中，可根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)逆V源。 一般多采用氯化鎂，若條件允 許，可采用海水；若實(shí)際污水偏酸性，可采用氧化鎂或氫氧化鎂，并預(yù)先混合反應(yīng)后才能使 用； 本實(shí)用新型的網(wǎng)狀填料為常規(guī)網(wǎng)狀彈性填料，網(wǎng)孔徑在lmm，市場(chǎng)有售，可經(jīng)簡(jiǎn)單 捆扎后整體放入填料床；可根據(jù)表面MAP膜生長(zhǎng)的厚度定期整體取出，采用機(jī)械或簡(jiǎn)單人 工敲打方式進(jìn)行脫膜處理，脫膜后的填料重復(fù)使用。[0030] 實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1所述的填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器其他結(jié)構(gòu)相同，而網(wǎng)狀填 料為常規(guī)網(wǎng)狀彈性填料，網(wǎng)孔徑在10mm。 實(shí)施例3 本實(shí)施例與實(shí)施例1所述的填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器其他結(jié)構(gòu)相同，而網(wǎng)狀填 料為常規(guī)網(wǎng)狀彈性填料，網(wǎng)孔徑在5mm。
權(quán)利要求一種填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器，包括立式罐體(8)，罐體底部的進(jìn)水管，罐體頂部的清水出水口，立式罐體(8)底部進(jìn)水管的進(jìn)水泵(3)前連接含氨氮和磷酸鹽污水管(1)和外加鎂投加管(2)，其特征在于立式罐體(8)下部為MAP顆粒沉淀區(qū)(5)，MAP顆粒沉淀區(qū)(5)內(nèi)設(shè)置有鳥糞石載體填料，中下部為MAP沉淀顆粒懸浮區(qū)(6)，上部為MAP截留-沉淀附著區(qū)(6)，立式罐體(8)的出水口(11)與混合攪拌池(13)相連，混合攪拌池(13)與絮凝沉淀池(14)相通，所述的MAP沉淀顆粒沉淀區(qū)(5)的排口(10)在立式罐體(8)底部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器，其特征在于所述的MAP截 留-沉淀附著區(qū)(7)的載體為網(wǎng)狀彈性填料，網(wǎng)孔徑在l-10mm。
專利摘要一種填料床MAP氮磷回收反應(yīng)器，屬于無(wú)機(jī)氮或無(wú)機(jī)磷廢水的水處理裝置。包括立式罐體，罐體底部的進(jìn)水管，罐體頂部的清水出水口，立式罐體底部進(jìn)水管的進(jìn)水泵前連接含氨氮和磷酸鹽污水管和外加鎂投加管，立式罐體(8)下部為MAP顆粒沉淀區(qū)(5)，MAP顆粒沉淀區(qū)(5)內(nèi)設(shè)置有鳥糞石載體填料，中下部為MAP沉淀顆粒懸浮區(qū)(6)，上部為MAP截留-沉淀附著區(qū)(6)，立式罐體(8)的出水口(11)與混合攪拌池(13)相連，混合攪拌池(13)與絮凝沉淀池(14)相通，所述的MAP沉淀顆粒沉淀區(qū)(5)的排口(10)在立式罐體(8)底部。本實(shí)用新型鳥糞石回收系統(tǒng)晶體生長(zhǎng)長(zhǎng)、MAP沉淀顆粒物大，易與水沉淀分離。
文檔編號(hào)C02F9/04GK201506739SQ20092023581
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者倪利曉, 張利民, 李時(shí)銀, 鄒敏, 陸繼來 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)