一种污水中磷微晶的回收系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种污水中磷微晶的回收系统及工艺，所述系统包括诱导结晶装置，与所述诱导结晶装置通过晶体输送管道连通的水力旋流分离器，以及设置于所述水力旋流分离器底部的微晶回收池；所述诱导结晶装置包括至少1级的串联的诱导结晶柱，所述诱导结晶柱下部的侧壁上设置有污水进口、药剂进口、碱液进口，所述诱导结晶柱的底部设置有气体进口，所述诱导结晶柱的顶部设置有排液口；所述药剂进口通过药剂管道设置有药液储罐，所述碱液进口通过碱液管道设置有碱液储罐，所述气体进口通过曝气管道设置有曝气机。本发明专利技术利用水力旋流分离器对磷微晶进行分离回收，提高了磷微晶的回收率，且设备成本低。设备成本低。设备成本低。

A recovery system and process of phosphorus microcrystals in sewage

【技术实现步骤摘要】
一种污水中磷微晶的回收系统及工艺


[0001]本专利技术属于污水处理及资源回收领域，具体涉及一种污水中磷微晶的回收系统及工艺。

技术介绍

[0002]在可持续发展水处理战略思想的指导下，于污水的处理的同时实现磷资源的回收利用，已经成为目前的研究热点；其不仅能实现资源循环利用解决磷矿资源枯竭的问题，还能避免水体富营养化的产生，提高水体生态健康。然而，目前污水中磷回收的方法有吸附法、化学沉淀法和诱导结晶法等，其存在的问题如下：吸附法需要进行脱吸附和吸附剂的再生，生产成本较高；化学沉淀除磷法会产生大量沉淀污泥，且产物含水率高、纯度低以及回收难度较大；诱导结晶法在诱导结晶反应器内易发生均相沉淀，使得磷微晶产量高，且微晶容易随出水流失，从而导致磷微晶回收率低，因此，往往需要设置沉淀池、安装筛网、投加混凝剂对磷微晶进行截留，其极大的提高了设备成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供了一种污水中磷微晶的回收系统及工艺，利用水力旋流分离器对磷微晶进行分离回收，提高了磷微晶的收率，且设备成本低。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：技术方案一：一种污水中磷微晶回收系统，包括诱导结晶装置，与所述诱导结晶装置通过晶体输送管道连通的水力旋流分离器，以及设置于所述水力旋流分离器底部的微晶回收池；所述诱导结晶装置包括至少1级的诱导结晶柱，所述诱导结晶柱下部的侧壁上设置有污水进口、药剂进口、碱液进口，所述诱导结晶柱的底部设置有气体进口，所述诱导结晶柱的顶部设置有排液口；所述药剂进口通过药剂管道设置有药液储罐，所述碱液进口通过碱液管道设置有碱液储罐，所述气体进口通过曝气管道设置有曝气机。
[0004]进一步的，当诱导结晶柱为多级时，多级诱导结晶柱串联，相邻两级诱导结晶柱通过移液管道相连通，末级诱导结晶柱的排液口与所述水力旋流分离器的进料口通过晶体输送管道相连通，所述移液管道的一端与所述诱导结晶柱的排液口连接，另一端与相邻下一级诱导结晶柱的污水进口连接。
[0005]进一步的，所述移液管道、药剂管道、碱液管道和所述晶体输送管道上均设置动力泵。
[0006]进一步的，所述水力旋流分离器包括上部为圆柱状、下部为倒锥形的壳体，设置于所述壳体顶部的溢流管，设置于所述壳体侧壁上部的进料口，设置于壳体底部的底流管；所述底流管延伸至所述微晶回收池内，所述进料口与所述圆柱状壳体的切线设置，所述溢流管延伸至所述壳体内。
[0007]进一步的，所述进料口为方形口；所述倒锥形的锥角≤15
°
。
[0008]技术方案二：一种利用所述磷微晶回收系统回收磷的工艺，包括：步骤A：向诱导结晶反应器内投加化学药剂、碱液和晶种，并利用曝气装置的气流实现料液的搅动，使污水中的磷在8~10的pH条件下，发生诱导结晶反应，形成磷微晶；步骤B：将诱导结晶反应器的出水排入水力旋流分离器中，在料液的高速旋转下，利用离心力实现磷微晶的分离。
[0009]进一步的，所述化学药剂为钙盐、镁盐、铁盐中的任意一种，当所述化学药剂为钙盐时，所述磷微晶为羟基磷酸钙，当所述化学药剂为镁盐时，所述磷微晶为磷酸铵镁，当所述化学药剂为铁盐时，所述磷微晶为蓝铁矿；所述晶种采用方解石、石英砂或者是羟基磷灰石中的一种或几种。
[0010]技术方案三：一种包含所述的磷微晶回收系统的污水处理系统，包括依次连通的厌氧池、第一沉淀池、如权利要求1
‑
5任一项所述的磷微晶回收系统、硝化池、第二沉淀池、缺氧池、后置曝气池、第三沉淀池；所述厌氧池上设置有总污水进口，所述第三沉淀池上设置有净水排放口；进一步的，所述厌氧池的出水口与所述第一沉淀池的进水口通过第一污水管道连通，所述第一沉淀池的出水口与首级诱导结晶柱污水进口通过第二污水管道相连通，与所述硝化池通过第三污水管道相连通，水力旋流分离器的溢流管与所述硝化池的进水口通过第四污水管道相连通，所述硝化池的出水口与所述第二沉淀池的进水口通过第五污水管道相连通，所述第二沉淀池的出水口与所述缺氧池通过第六污水管道相连通，所述缺氧池的出水口与所述后置曝气池的进水口通过第七污水管道相连通，所述后置曝气池的出水口与所述第三沉淀池的进水口相连通。
[0011]进一步的，所述第一沉淀池的排泥口与所述缺氧池的进泥口通过第一污泥管道相连通；所述第二沉淀池上设置有第一排泥管，所述第一排泥管上设置有与外界相连通的第一排泥口，所述第一排泥管还与所述硝化池的进泥口通过第二污泥管道相连通；所述第三沉淀池上设置有第二排泥管，所述排泥管上设置有与外界连通的第二排泥口，所述第三沉淀池的第二排泥管还与所述厌氧池通过第三污泥管道相连通。
[0012]技术方案四：一种利用所述污水处理系统的污水处理工艺，包括如下步骤：步骤1：污水进入厌氧池后，在厌氧池搅拌桨的作用下与第三沉淀池回流的反硝化聚磷污泥充分混合，反硝化聚磷污泥吸收水中的有机物，将碳源以聚
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β
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羟基丁酸酯(Poly
‑
β
‑
Hydroxybutyrate,PHB)的形式存储，同时发生厌氧释磷，步骤2、厌氧池内的泥水混合物排入第一沉淀池进行泥水分离，分离出的上清液部分进入硝化池，另一部分进入诱导结晶装置，在诱导结晶柱内，污水中的磷在化学药剂的作用下在晶种表面进行结晶，形成磷微晶，然后料液进入水旋流分离器，将进行磷微晶与污水的分离，分离出的磷微晶进入微晶回收池，溢流管排出的上清液进入硝化池；而分离出富含PHB的反硝化聚磷菌的活性污泥则排入后继的缺氧池内；步骤3、在硝化池内硝化菌的作用下，将污水中的氨氮转化为硝酸盐，为后继缺氧池内的反硝化聚磷反应提供电子受体；
步骤4、硝化池内的污水进入第二沉淀池进行泥水分离，上清液进入缺氧池，而部分污泥回流至硝化池内，剩余的污泥则排出到外界；步骤5、在缺氧池内，搅拌桨将富含PHB的反硝化聚磷菌的活性污泥与上清液搅拌混合，反硝化聚磷菌以硝酸盐为电子受体，利用存储的碳源发生同步反硝化聚磷反应，完成吸磷和反硝化后，缺氧池的污水进入后置曝气池；步骤6：进入后置曝气池的污水进一步吸磷后，进入第三沉淀池进行泥水分离，上清液排出，部分污泥回流至厌氧池进行释磷，剩余污泥排出。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术在磷微晶反应器后增设水力旋流分离器分离器，能够减少微晶随出水而流失，提高系统中磷回收率，且水力旋流分离器具有结构简单、操作便捷、空间需求小、处理范围广等优点，有效减少加工难度及运行维护成本；且相比传统技术中，采用沉淀池、筛网等截留磷微晶技术而言，降低了设备成本。
[0014]2、本专利技术采用多级诱导结晶柱进行磷的诱导结晶，其获得的晶体颗粒大，便于磷微晶的回收分离，提高了回收率。
[0015]3、本专利技术将磷回收系统与污水处理系统耦合，在污水处理过程中，即可实现磷资源的结晶回收，提高了污水处理及磷资源回收的效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一个实施例中磷微晶回收系统的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水中磷微晶回收系统，其特征在于，包括诱导结晶装置，与所述诱导结晶装置通过晶体输送管道（2）连通的水力旋流分离器（3），以及设置于所述水力旋流分离器（3）底部的微晶回收池（4）；所述诱导结晶装置包括至少1级的诱导结晶柱（1），所述诱导结晶柱（1）下部的侧壁上设置有污水进口、药剂进口、碱液进口，所述诱导结晶柱（1）的底部设置有气体进口，所述诱导结晶柱（1）的顶部设置有排液口；所述药剂进口通过药剂管道（5）设置有药液储罐（6），所述碱液进口通过碱液管道（7）设置有碱液储罐（8），所述气体进口通过曝气管道（9）设置有曝气机（10）。2.根据权利要求1所述的一种污水中磷微晶回收系统，其特征在于，当诱导结晶柱（1）为多级时，多级诱导结晶柱串联，相邻两级的诱导结晶柱（1）通过移液管道（11）相连通，末级诱导结晶柱的排液口与所述水力旋流分离器（3）的进料口（42）通过晶体输送管道（2）相连通，所述移液管道（11）的一端与所述诱导结晶柱（1）的排液口连接，另一端与相邻下一级诱导结晶柱的污水进口连接。3.根据权利要求2所述的一种污水中磷微晶回收系统，其特征在于，所述移液管道（11）、药剂管道（5）、碱液管道（7）和所述晶体输送管道（2）上均设置动力泵（12）。4.根据权利要求1所述的一种污水中磷的回收系统，其特征在于，所述水力旋流分离器（3）包括上部为圆柱状、下部为倒锥形的壳体（40），设置于所述壳体（40）顶部的溢流管（41），设置于所述壳体（40）侧壁上部的进料口（42），设置于壳体（40）底部的底流管（43）；所述底流管（43）延伸至所述微晶回收池（4）内，所述进料口（42）与所述圆柱状壳体（40）的切线设置，所述溢流管（41）延伸至所述壳体（40）内。5.根据权利要求4所述的一种污水中磷微晶回收系统，其特征在于，所述进料口（42）为方形口；所述倒锥形的锥角≤15
°
。6.一种利用权利要求1
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5任一项所述磷微晶回收系统回收磷的工艺，其特征在于，包括：步骤A：向诱导结晶反应器内投加化学药剂、碱液和晶种，并利用曝气装置的气流实现料液的搅动，使污水中的磷在8~10的pH条件下，发生诱导结晶反应，形成磷微晶；步骤B：将诱导结晶反应器的出水排入水力旋流分离器（3）中，在料液的高速旋转下，利用离心力实现磷微晶的分离。7.根据权利要求6所述的一种利用磷微晶回收系统回收磷的工艺，其特征在于，所述化学药剂为钙盐、镁盐、铁盐中的任意一种，当所述化学药剂为钙盐时，所述磷微晶为羟基磷酸钙，当所述化学药剂为镁盐时，所述磷微晶为磷酸铵镁，当所述化学药剂为铁盐时，所述磷微晶为蓝铁矿；所述晶种采用方解石、石英砂或者是羟基磷灰石中的一种或几种。8.一种包含如权利要求1
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5任一项所述的磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕锡武，郭婷，李想，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：