申請日2016.05.09
公開(公告)日2016.09.14
IPC分類號C02F9/06; C25B1/18; C05B17/00
摘要
本實(shí)用新型公開了一種磷資源回收處理設(shè)備，該設(shè)備主要由布水單元、反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元、輔助沉淀單元、沉淀單元和產(chǎn)品分離單元組成，使用該設(shè)備可以使污水中的磷轉(zhuǎn)換成磷酸銨鎂(MAP)沉淀，回收的磷酸銨鎂(MAP)是一種極好的磷緩釋劑，可直接作為農(nóng)業(yè)的磷肥進(jìn)行使用，因此本實(shí)用新型具有很好的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。
權(quán)利要求書
1.一種污水磷資源回收處理設(shè)備，其主要由布水單元、反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元、輔助沉淀單元、沉淀單元、產(chǎn)品分離單元以及出水口組成，其特征在于，所述的布水單元作用包括進(jìn)水口、緩沖室以及布水板，所述的布水板上均勻分布有網(wǎng)狀小孔;
所述的反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元由反應(yīng)電極板對和反應(yīng)電源組成，其中反應(yīng)電極板對包括固定放置的一組或多組相間分布的正電極板和負(fù)電極板，各組正電極板并聯(lián)設(shè)置并與反應(yīng)電源正極相連，各組負(fù)電極板并聯(lián)設(shè)置并與反應(yīng)電源負(fù)極相連;
所述的輔助沉淀單元由轉(zhuǎn)刷、傳動軸以及反應(yīng)電機(jī)組成，反應(yīng)電機(jī)通過傳動軸控制轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動將正極上的反應(yīng)產(chǎn)物刷下，所述反應(yīng)電機(jī)配套電動機(jī)和減速箱，可以控制轉(zhuǎn)刷的啟停和轉(zhuǎn)動速率;
所述的沉淀收集單元由沉淀槽、傳輸電動機(jī)、以及螺桿輸送機(jī)組成，其中所述傳輸電動機(jī)配套電動機(jī)和減速箱，用以控制螺桿輸送機(jī)的啟停和傳輸速率;
所述的分離單元由分離室以及輸出管組成，所述收集箱內(nèi)部設(shè)有收集帽，收集帽為錐形，目標(biāo)產(chǎn)品通過自由沉淀下降，并沿收集帽匯至收集箱底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的布水單元的布水板的迎水面設(shè)有隔離網(wǎng)，隔離網(wǎng)為雙層結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行拆卸清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元中正電極板為金屬鎂，負(fù)電極板為惰性石墨電極;正電極板上生成的反應(yīng)產(chǎn)物為磷酸銨鎂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的正電極板和負(fù)電極板之間具有一定高低落差，所有正電極板高度相同，所有負(fù)電極板高度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元中的電源供電方式為連續(xù)供電或間歇脈沖式供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的沉淀收集單元通過沉淀槽收集目標(biāo)產(chǎn)品，然后通過電動裝置帶動螺桿輸送機(jī)對目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行傳送。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的出水口處設(shè)置在線磷酸鹽檢測儀，用以監(jiān)控反應(yīng)器出水口的磷酸鹽含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的進(jìn)水口處設(shè)置進(jìn)口流量閥，用以測定進(jìn)入設(shè)備的污水流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元內(nèi)設(shè)置在線pH值檢測儀，其可通過PLC邏輯控制反應(yīng)電源的輸出功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水磷資源回收處理設(shè)備，其特征在于，所述的污水為污泥消化上清液、污泥脫水離心液或其組合。
說明書
一種污水磷資源回收處理設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于資源回收技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在污泥消化上清液及污泥脫水離心液的磷資源回收處理設(shè)備。
背景技術(shù)
研究表明，全球磷礦資源將于本世紀(jì)中葉面臨枯竭，我國已將磷礦列為2010年后不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的20種礦產(chǎn)之一。而在現(xiàn)實(shí)生活中不管是工業(yè)污水還是生活污水都含有較高含量的磷，有效去除并回收污水中的磷，不但能滿足國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，也是節(jié)約城市污水處理廠生產(chǎn)運(yùn)行成本，降低污水處理系統(tǒng)磷負(fù)荷，以及減少化學(xué)除磷藥劑使用量的有效辦法。
常見的污水除磷方法主要為生物除磷和化學(xué)除磷，生物除磷是以形成高含磷生物剩余污泥從水中分離來達(dá)到除磷的目的，化學(xué)除磷是通過在污水中投加化學(xué)藥劑形成化學(xué)高含磷污泥從水中分離出來達(dá)到除磷的目的。雖然這兩種方法都達(dá)到了除磷的目的，但形成的含磷污泥成分復(fù)雜，無法進(jìn)行磷資源的有效回收與利用。目前我國城市污水處理廠多采用生物脫氮除磷系統(tǒng)，所產(chǎn)生的剩余污泥在污泥濃縮、脫水、厭氧消化等處置過程中產(chǎn)生大量富磷液，其磷含量高達(dá)100mg/L以上。富磷的剩余污泥進(jìn)入?yún)捬跸睾�，磷會重新釋放出來，在適宜的條件下(如pH值的升高以及鎂離子的存在)形成磷酸銨鎂結(jié)晶體，造成后續(xù)管道和設(shè)備的堵塞和結(jié)垢等問題，影響污水處理廠的正常運(yùn)行。富磷液通常被回流至污水系統(tǒng)首端，使污水處理系統(tǒng)的磷負(fù)荷增加10%～15%，直接影響污水生物處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率，增加污水處理廠的處理負(fù)荷和難度，導(dǎo)致化學(xué)除磷藥劑投加量和污泥產(chǎn)量的增加，甚至影響出水水質(zhì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種除磷效率高，操作簡單，自動化程度高，磷回收效果好的污水磷回收設(shè)備。本實(shí)用新型中的設(shè)備完全采用物理和電化學(xué)的方式對污水中的磷進(jìn)行處理，使其生成磷酸銨鎂(MAP)沉淀， 經(jīng)分離后完成磷回收。磷酸銨鎂(MAP)又稱鳥糞石，是一種極好的緩釋磷肥。
本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
一種污水磷資源回收處理設(shè)備，其主要由布水單元、反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元、輔助沉淀單元、沉淀單元、產(chǎn)品分離單元以及出水口組成，其中布水單元作用是使污水進(jìn)入反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元時(shí)可以均勻進(jìn)入，避免短流;其包括進(jìn)水口、緩沖室以及布水板，所述的布水板上均勻分布有網(wǎng)狀小孔;
所述的反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元由反應(yīng)電極板對和反應(yīng)電源組成，其中反應(yīng)電極板對包括固定放置的一組或多組相間分布的正電極板和負(fù)電極板，各組正電極板并聯(lián)設(shè)置并與反應(yīng)電源正極相連，各組負(fù)電極板并聯(lián)設(shè)置并與反應(yīng)電源負(fù)極相連，反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元的作用是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使上清液中的磷和氨氮與正極電解的鎂離子反應(yīng)生成磷酸銨鎂;
所述的輔助沉淀單元是將正極上反應(yīng)產(chǎn)物清理使其進(jìn)入沉淀單元，其由轉(zhuǎn)刷、傳動軸以及反應(yīng)電機(jī)組成，反應(yīng)電機(jī)通過傳動軸控制轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動將正極上的反應(yīng)產(chǎn)物刷下，所述反應(yīng)電機(jī)配套電動機(jī)和減速箱，可以控制轉(zhuǎn)刷的啟停和轉(zhuǎn)動速率;
所述的沉淀收集單元由沉淀槽、傳輸電動機(jī)、以及螺桿輸送機(jī)組成，其作用是將反應(yīng)產(chǎn)物沉淀并將其運(yùn)送到分離單元，其中所述傳輸電動機(jī)配套電動機(jī)和減速箱，用以控制螺桿輸送機(jī)的啟停和傳輸速率。
所述的分離單元由分離室以及輸出管組成，所述分離室內(nèi)部設(shè)有收集帽，收集帽為錐形，目標(biāo)產(chǎn)品通過自由沉淀下降，并沿收集帽匯至分離室底部。
如上所述的污水磷資源回收處理設(shè)備中，優(yōu)選地，所述的布水單元的布水板的迎水面設(shè)有隔離網(wǎng)，隔離網(wǎng)為雙層結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行拆卸清洗。其可對上清液中的懸浮物進(jìn)行有效分離，從而提高目標(biāo)產(chǎn)品純度。
如上所述的污水磷資源回收處理設(shè)備中，優(yōu)選地，所述的反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元中正電極板采用金屬鎂作為電極，負(fù)電極板為惰性石墨電極;通入直流電后，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。優(yōu)選地，所述的正電極板和負(fù)電極板之間具有一定高低落差，所有正電極板高度相同，所有負(fù)電極板高度相同。
如上所述的污水磷資源回收處理設(shè)備中，所述的反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元中正電極板為金屬鎂，負(fù)電極板為惰性石墨電極;正電極板上生成的反應(yīng)產(chǎn)物為磷酸銨鎂。
如上所述的污水磷資源回收處理設(shè)備中，所述的正電極板和負(fù)電極板之間具有一定高低落差，所有正電極板高度相同，所有負(fù)電極板高度相同。反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元的電源供電方式為連續(xù)供電或間歇脈沖式供電。
如上所述的污水磷資源回收處理設(shè)備中，所述的沉淀收集單元通過沉淀槽收集目標(biāo)產(chǎn)品，然后通過電動裝置帶動螺桿輸送機(jī)對目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行傳送。所述的出水口處設(shè)置在線磷酸鹽檢測儀，用以監(jiān)控反應(yīng)器出水口的磷酸鹽含量。所述的進(jìn)水口處設(shè)置進(jìn)口流量閥，用以測定進(jìn)入設(shè)備的污水流量。所述的反應(yīng)轉(zhuǎn)化單元內(nèi)設(shè)置在線pH值檢測儀，其可通過PLC邏輯控制反應(yīng)電源的輸出功率。
如上所述的污水磷資源回收處理設(shè)備中，所述的污水為污泥消化上清液、污泥脫水離心液或其組合。
本實(shí)用新型使用方便，維護(hù)簡單，不產(chǎn)生二次污染，既解決了現(xiàn)有除磷技術(shù)容易造成的化學(xué)污泥等二次污染，又可以節(jié)約污水廠的運(yùn)行成本，降低生產(chǎn)磷負(fù)荷。同時(shí)還可以精確回收磷資源。實(shí)現(xiàn)磷資源的可持續(xù)發(fā)展。
