本发明专利技术涉及一种将污水中氮磷制成鸟粪石晶体的装置和工艺。装置包括反应器（5）、pH控制仪（25）、pH调节泵（24），碱液罐（23）、含氮磷废水槽（22）、二沉池（19）等，反应器（5）自下而上由反应器进料管（9）、反应器晶体收集管（8）、反应器成长管（3）和反应器沉淀管（2）构成。将含氮磷废水泵入反应器（5），氯化镁溶液也泵入反应器（5），使反应器（5）的NH3-N:PO43-P:Mg2+摩尔比为1:1:1~1:1:1.3，控制回流比为14~28，pH=6.4~9.2；含氮、磷和镁的溶液在反应器（5）内形成鸟粪石结晶。本发明专利技术的装置结构简单，占地面积小，操作简易；且不易结垢。可广泛适用于焦化废水、猪粪废水或污泥发酵液等含氮磷废水制成鸟粪石晶体，实现氮磷资源化回收利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将污水中氮磷制备成鸟粪石晶体的装置和工艺。具体是利用鸟粪石结晶成粒技术回收污水中氮磷的装置和工艺，属于废水处理及其资源化利用
技术介绍
污水中所含的氮、磷是导致湖泊、河流和海洋等水体富营养化问题的主要诱因，随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，我国氮磷污染物的排放量急剧增加，导致的水体富营养化已严重危害到农业、渔业、旅游业等诸多行业的发展，同时也对饮用水卫生和食品安全构成了极大的威胁。然而，氮是植物生长的必需养分之一，它是每个细胞的组成部分，植物的生长发育需要大量氮。磷是包括人类在内的一切生命体的必需元素，是一种不可再生的宝贵资源，地球上磷矿石的储量十分有限。因此，从水体富营养化控制和氮磷资源的可持续利用双重目的出发，从废水中回用氮磷资源是一种最佳的选择。鸟粪石结晶(磷酸铵镁MgNH4PO4 · 6H20)法可以同时去除和回收污水中高浓度氮磷，达到污水无害化和资源化的“双赢”目标，是一种非常有前景的可持续水处理技术，近年来备受关注。目前以鸟粪石沉淀形式回收氮磷的研究实例较多，如中国专利申请201010169236. X “采用鸟粪石沉淀法从废水中回收磷的装置及工艺方法”、中国专利申请200810060987. O “磷酸铵镁结晶法回收污水氮磷的装置及其方法”和中国专利申请201010141900. X “一体化鸟粪石法氮磷回收装置”等，这些方法均存在晶体利用价值低、回收效率低、装置易结垢等问题。中国专利申请201010141900. X “一种一体化鸟粪石法氮磷回收装置”的装置与本专利装置类似由下而上依次设置沉淀区、混合反应区、晶体生长区、晶体捕集及出水区等功能区，各功能区段横截面积呈阶梯式增加。但是此装置形成鸟粪石晶体为微细晶体，没有鸟粪石颗粒的生成，不利于鸟粪石的收集；同时，此专利采用曝气装置促进鸟粪石晶体生长和防止晶体在反应器内壁上结垢，但会使动力费用的明显增加。 鸟粪石结晶成粒技术是根据晶体生长机理，通过控制反应器内过饱和条件，使微小的鸟粪石晶体逐渐生长成较大的鸟粪石颗粒，进而从水中去除。鸟粪石结晶成粒技术是对传统鸟粪石沉淀法回收氮磷技术的创新，克服了传统沉淀法固有的固液分离难、设备易结垢等种种问题，同时可收获高品质的颗粒鸟粪石产品，使鸟粪石结晶法从废水中回收氮磷技术的工业化应用成为可能。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种采用鸟粪石结晶成粒法从废水中回收氮磷资源的装置和方法，本专利技术的装置构造简单，操作简便，低能耗高效率。本专利技术的另外一个目的是用该装置对不同浓度的氮磷废水(NH3-N的浓度为100^1000mg/L, Ρ043__Ρ是20(T2200mg/L)形成回收鸟粪石大颗粒的方法。鸟粪石颗粒的纯度高颗粒粒径大。本专利技术对结晶产物进行了 X射线衍射分析(XRD)和电子扫描电镜分析(SEM)，确定结晶产物为鸟粪石。为了达到上述目的，专利技术的装置包括反应器、pH控制仪、pH调节泵，碱液罐、含氮磷废水槽、二沉池、二沉池溢流堰、二沉池出水口，其结构要点是反应器自下而上由反应器进料管、反应器晶体收集管、反应器成长管和反应器沉淀管构成，反应器沉淀管顶端设有反应器溢流堰，反应器溢流堰与反应器沉淀管的顶端套接成一体，反应器溢流堰底部且位于反应器沉淀管外设有反应器出水口，反应器出水口与二沉池连接；反应器沉淀管底端与反应器成长管顶端固定连接，且反应器沉淀管的直径是反应器晶体成长管的直径的2倍；反应器成长管的形状为上面大，下面小的喇叭形状，大端直径小端直径=3 :1，反应器成长管的长度小端直径=40 1 ;反应器成长管底端通过生长管阀门与反应器晶体收集管连接；反应器晶体收集管底端与反应器进料管顶端固定连接成一体，反应器进料管设有4个加料口和一个卸料口，该4个加料口包括镁盐加入口、回流进水口、污水进口和加碱口 ；反应器晶体收集管内有PH探头，pH探头与pH控制仪连接；pH控制仪与pH调节泵连接；pH调节泵一端与碱液罐连接，另外一端与加碱口连接(达到自动控制PH目的)；回流进水口通过回流叶 轮泵与二沉池连接(形成回流)；污水进口通过进料泵与含氮磷废水槽连接；镁盐加入口通过镁盐泵与镁盐罐连接。一种将污水中氮磷制成鸟粪石晶体的工艺，其特征在于先构建如上所述的一种将污水中氮磷制成鸟粪石晶体的装置，然后将NH3-N的浓度为10(Tl000mg/L，Ρθ/__Ρ的浓度为20(T2200mg/L的含氮磷废水泵入含氮磷废水槽内，在镁盐罐内配制含镁离子浓度为155^2214mg/l的氯化镁溶液，通过镁盐泵将氯化镁溶液也泵入反应器(5)，通过废水叶轮泵将含氮磷废水也泵入反应器，使反应器内的NH3-N:P043_P:Mg2+摩尔比为I: I: f I: I: I. 3，打开一端与二沉池连接另外一端与回流进水口连接的回流泵，控制回流比为14 28，同时通过PH探头实时监测反应器内部的pH值，将监测信号传给pH控制仪，pH控制仪通过pH调节泵向反应器内注入碱溶液，使反应器内PH值为6. Γ9. 2 ;含氮、磷和镁的溶液在反应器内混合，形成鸟粪石微小结晶，3 4天后，一些颗粒大到可以克服反应器上升流阻力，落入反应器晶体收集管，此时关闭生长管阀门，打开卸料口，移出鸟粪石微结晶，检测移出的鸟粪石微结晶，外形为表面光滑的圆球形，其直径为4 7_，纯度高于97% ;通过应器顶部的反应器沉淀管的反应器溢流堰流向二沉池的出水，在二沉池内进一步除去细微颗粒后排放。上述含氮磷废水为焦化废水、猪粪废水、污泥发酵液等。本专利技术优点和效果如下I、装置结构紧凑。本专利技术反应器垂直向上，反应器生长管相邻管段之间横截面积随反应器高度的增加而逐渐增加，使反应器生长管内上升流速递减，增强了晶体生长区的紊流强度，达到柱体内颗粒按粒径大小分层的目的，较大的颗粒可克服水流作用落入反应器底部，粒径较小的颗粒则停留在反应器中上部，定期从反应器底部回收较大颗粒，较小的颗粒则作为晶种继续生长，直至落入反应器底部被移出。2、二沉池的设置可以进一步除去出水中的微小晶体，优化出水水质。另一方面，将二沉池中的混合液回流至反应器内部，不仅可以稀释进水，创造更好的结晶条件，还可以增强反应器柱体内部的流化状态，回流引入的微小晶体还可以作为晶种继续生长。3、pH在线监测系统和自动加碱装置的相互配合作用，可精确控制反应器内pH条件，为鸟粪石结晶成粒创造最佳条件。4、本专利技术的装置主体为一个流化床反应器和一个二沉池，通过pH在线监测系统和自动加药系统优化反应条件。整个装置结构简单，占地面积小，操作简便易行。5、不易结垢，可连续长期稳定运行。装置上端设置的反应器沉淀管可有效截留鸟粪石颗粒和粉末，使细小鸟粪石随水流流失的可能性降低，从而降低鸟粪石的损失率。6、克服了固液分离难、设备易结垢等种种问题，由于本专利技术通过结合晶体生长而获得鸟粪石大颗粒，避免了传统鸟粪石沉淀法常见的反应器结垢问题，使反应器可连续稳定运行，人工维护费用降低。并且可收获高品质的颗粒鸟粪石产品，使鸟粪石结晶法从废水中回收氮磷技术的工业化应用成为可能，具有重要的社会意义和现实意义。7、本专利技术以颗粒鸟粪石的形式从废水中回收氮磷资源，固液分离效果好，形成的鸟粪石颗粒纯度高、硬度大，便于收集和运输，利用价值较高。采用本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将污水中氮磷制成鸟粪石晶体的装置，包括反应器（5）、pH控制仪（25）、pH调节泵（24），碱液罐（23）、含氮磷废水槽（22）、二沉池（19）、二沉池溢流堰（21）、二沉池出水口（20），其特征在于：反应器（5）自下而上由反应器进料管（9）、反应器晶体收集管（8）、反应器成长管（3）和反应器沉淀管（2）构成，反应器沉淀管（2）顶端设有反应器溢流堰（1），反应器溢流堰（1）与反应器沉淀管（2）的顶端套接成一体，反应器溢流堰（1）底部且位于反应器沉淀管（2）外设有反应器出水口（26），反应器出水口（26）与二沉池（19）连接；反应器沉淀管（2）底端与反应器成长管（3）顶端固定连接，且反应器沉淀管（2）的直径是反应器晶体成长管（3）的直径的2倍；反应器成长管（3）的形状为上面大，下面小的喇叭形状，大端直径：小端直径=3：1，反应器成长管（3）的长度：小端直径=40：1；反应器成长管（3）底端通过生长管阀门（6）与反应器晶体收集管（8）连接；反应器晶体收集管（8）底端与反应器进料管（9）顶端固定连接成一体，反应器进料管（9）设有4个加料口和一个卸料口（13），该4个加料口包括镁盐加入口（10）、回流进水口（14）、污水进口（15）和加碱口（16）；反应器晶体收集管（8）内有pH探头（7），pH探头（7）与pH控制仪（25）连接；pH控制仪（25）与pH调节泵（24）连接；pH调节泵（24）一端与碱液罐（23）连接，另外一端与加碱口（16）连接；回流进水口（14）通过回流叶轮泵（18）与二沉池（19）连接；污水进口（15）通过进料泵（17）与含氮磷废水槽（22）连接；镁盐加入口（10）通过镁盐泵（11）与镁盐罐（4）连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李咏梅，刘鸣燕，马璐艳，袁志文，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。