公布日：2023.03.07
申請日：2022.11.09
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C01B25/45(2006.01)I;C01C1/242(2006.01)I;C02F1/20(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/469(2006.01)N;C02F1/52(2023.01)N;
C02F1/66(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種用于污水治理的氮磷回收裝置，包括PH調(diào)節(jié)池和絮凝池，PH調(diào)節(jié)池和絮凝池通過管道連接，所述絮凝池的出口端連接有吹脫反應(yīng)釜，吹脫反應(yīng)釜的外部設(shè)置有沉淀池，沉淀池的外部設(shè)置有膜分離池，膜分離池的外部設(shè)置有氮回收池，氮回收池的外部設(shè)置有用于進氣的輸氣管。通過吹脫反應(yīng)釜的使用，完成對氮磷的回收利用和廢水的凈化處理，且通過增加膜分離池，進一步提高對氮的回收效果，解決現(xiàn)有氮回收率低的問題，同時先經(jīng)過吹脫反應(yīng)釜再經(jīng)過膜分離池，便于適配處理含氮量高廢水和含氮量低廢水，保證整體設(shè)備的使用效果和使用壽命，且有效保證氮磷的回收效果和回收效率，提高廢水凈化效果。
權(quán)利要求書
1.一種用于污水治理的氮磷回收裝置，包括PH調(diào)節(jié)池(1)和絮凝池(2)，PH調(diào)節(jié)池(1)和絮凝池(2)通過管道連接，其特征在于：所述絮凝池(2)的出口端連接有吹脫反應(yīng)釜(3)，吹脫反應(yīng)釜(3)的外部設(shè)置有沉淀池(4)，沉淀池(4)的外部設(shè)置有膜分離池(7)，膜分離池(7)的外部設(shè)置有氮回收池(8)，氮回收池(8)的外部設(shè)置有用于進氣的輸氣管(6)，輸氣管(6)的進氣端分別連通吹脫反應(yīng)釜(3)和膜分離池(7)，所述沉淀池(4)的外部設(shè)置有分離池(5)，所述分離池(5)通過管道和PH調(diào)節(jié)池(1)的進水管連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置，其特征在于：所述吹脫反應(yīng)釜(3)的內(nèi)部設(shè)置有PH檢測器，所述吹脫反應(yīng)釜(3)的頂部設(shè)置有加料口(31)，所述輸氣管(6)連通吹脫反應(yīng)釜(3)的頂部，所述吹脫反應(yīng)釜(3)的外部設(shè)置有空氣壓縮機一(32)，空氣壓縮機一(32)用于向吹脫反應(yīng)釜(3)內(nèi)部吹氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置，其特征在于：所述吹脫反應(yīng)釜(3)的內(nèi)底部固定連接有支撐桿(33)，支撐桿(33)的外部固定連接有三組吹氣塊(34)，所述吹脫反應(yīng)釜(3)的頂部固定連接有電機(35)，電機(35)的底部輸出端固定連接有套軸(36)，套軸(36)的外部固定連接有連接環(huán)(37)，連接環(huán)(37)連接不同相鄰吹氣塊(34)之間的套軸(36)，連接環(huán)(37)的外部固定連接有連接桿(38)，連接桿(38)的外部固定連接有刮桿(39)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置，其特征在于：所述吹脫反應(yīng)釜(3)的內(nèi)底部和吹氣塊(34)的外部均設(shè)置有吹氣孔，空氣壓縮機一(32)通過支撐桿(33)和吹氣塊(34)的吹氣孔連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置，其特征在于：所述連接環(huán)(37)和吹氣塊(34)之間設(shè)置有橡膠刮板，所述刮桿(39)和吹脫反應(yīng)釜(3)的內(nèi)壁之間設(shè)置有橡膠刮板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置，其特征在于：所述膜分離池(7)包括陽極室(71)、陰極室(72)和氮回收室(73)，陽極室(71)的內(nèi)部設(shè)置有陽極板(74)，陰極室(72)內(nèi)部設(shè)置有陰極板(75)，陽極室(71)和氮回收室(73)之間設(shè)置有用于分隔的陽極膜(76)、陰極室(72)和氮回收室(73)之間設(shè)置有用于分隔的陰極膜(77)，陽極室(71)和陰極室(72)之間設(shè)置有回流管(78)，所述膜分離池(7)的外部設(shè)置有空氣壓縮機二(79)，空氣壓縮機二(79)和氮回收室(73)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置，其特征在于：所述陽極室(71)和陰極室(72)的頂部均設(shè)置有添加口，添加口通過管道和沉淀池(4)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置，其特征在于：所述陽極板(74)和陰極板(75)之間設(shè)置有供電電源，供電電源用于輸出直流電。
9.一種用于污水治理的氮磷回收裝置的使用方法，采用權(quán)利要求1-8任一項所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置實現(xiàn)，其特征在于，其步驟包括：步驟一、將污水通入PH調(diào)節(jié)池(1)，在PH調(diào)節(jié)池(1)內(nèi)添加石灰石或白云石，調(diào)節(jié)pH酸堿度≥7.5；步驟二、將調(diào)節(jié)后污水導(dǎo)入絮凝池(3)，添加絮凝劑進行污水沉淀；步驟三、將沉淀過濾后清水層注入吹脫反應(yīng)釜(3)，在吹脫反應(yīng)釜(3)內(nèi)通過加料口(31)添加NaOH，調(diào)節(jié)pH酸堿度7.8-11.5，在吹脫反應(yīng)釜(3)內(nèi)通過加料口添加鎂鹽，吹脫反應(yīng)釜(3)內(nèi)部加熱38℃-46℃，空氣壓縮機一(32)進行鼓氣，使吹脫反應(yīng)釜(3)內(nèi)部氮形成氣態(tài)氨上升，通過輸氣管(6)排出；步驟四、反應(yīng)后處理液導(dǎo)入沉淀池(4)，在沉淀池(4)內(nèi)部進行靜止沉淀，將沉淀池(4)的清水層導(dǎo)入膜分離池(7)，沉淀層導(dǎo)入分離池(5)；步驟五、沉淀層在分離池(5)內(nèi)部通過膜板壓濾分離，得到磷酸銨鎂，將磷酸銨鎂低溫烘干，烘干溫度為28℃-32℃，將分離液通過導(dǎo)管導(dǎo)入PH調(diào)節(jié)池(1)；步驟六、步驟四上層清水層在膜分離池(7)內(nèi)部進行電滲膜分離，陽極室(71)的銨離子和陰極室(72)的碳酸氫根離子分別透過陽極膜(76)和陰極膜(77)進入氮回收室(73)，銨離子和碳酸氫根離子進入氮回收室(73)生成碳酸氫銨結(jié)晶，同時空氣壓縮機二(79)在氮回收室(73)通氣，進行二次氮吹脫反應(yīng)，膜分離池(7)分離氣態(tài)氨進入輸氣管(6)；步驟七、輸氣管(6)將氣態(tài)氨導(dǎo)入氮回收池(8)，氮回收池(8)內(nèi)部設(shè)置有稀硫酸，氣態(tài)氨在稀硫酸內(nèi)部反應(yīng)生成硫酸銨；步驟八、檢測氮回收池(8)內(nèi)部pH酸堿度，在氮回收池(8)內(nèi)部PH≥5.2時，更換硫酸溶液，對處理液進行低溫干燥，烘干溫度為42℃-48℃，完成氮的回收。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置的使用方法，其特征在于：步驟三中鎂磷摩爾量比為1.12:1。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于污水治理的氮磷回收裝置及其使用方法，具備廢水回收處理效果好，氮磷回收效率高的優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于污水治理的氮磷回收裝置，包括PH調(diào)節(jié)池和絮凝池，PH調(diào)節(jié)池和絮凝池通過管道連接，所述絮凝池的出口端連接有吹脫反應(yīng)釜，吹脫反應(yīng)釜的外部設(shè)置有沉淀池，沉淀池的外部設(shè)置有膜分離池，膜分離池的外部設(shè)置有氮回收池，氮回收池的外部設(shè)置有用于進氣的輸氣管，輸氣管的進氣端分別連通吹脫反應(yīng)釜和膜分離池，所述沉淀池的外部設(shè)置有分離池，所述分離池通過管道和PH調(diào)節(jié)池的進水管連通。
進一步地，所述吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)部設(shè)置有PH檢測器，所述吹脫反應(yīng)釜的頂部設(shè)置有加料口，所述輸氣管連通吹脫反應(yīng)釜的頂部，所述吹脫反應(yīng)釜的外部設(shè)置有空氣壓縮機一，空氣壓縮機一用于向吹脫反應(yīng)釜內(nèi)部吹氣。
進一步地，所述吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)底部固定連接有支撐桿，支撐桿的外部固定連接有三組吹氣塊，所述吹脫反應(yīng)釜的頂部固定連接有電機，電機的底部輸出端固定連接有套軸，套軸的外部固定連接有連接環(huán)，連接環(huán)連接不同相鄰吹氣塊之間的套軸，連接環(huán)的外部固定連接有連接桿，連接桿的外部固定連接有刮桿。通過設(shè)置三組吹氣塊，保證對吹脫反應(yīng)釜內(nèi)部的吹氣效果，進而保證對氣態(tài)氨的吹脫效果和吹脫效率，提高氮的回收，同時在連接桿的轉(zhuǎn)動作用下，起到攪拌吹脫反應(yīng)釜內(nèi)部反應(yīng)液的效果，保證鎂鹽和反應(yīng)液的充分反應(yīng)。
進一步地，所述吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)底部和吹氣塊的外部均設(shè)置有吹氣孔，空氣壓縮機一通過支撐桿和吹氣塊的吹氣孔連通。通過向吹脫反應(yīng)釜底部和吹氣塊向吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)部鼓氣，使氣態(tài)氨和處理液分離，實現(xiàn)氮的分離與提取。
進一步地，所述連接環(huán)和吹氣塊之間設(shè)置有橡膠刮板，所述刮桿和吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)壁之間設(shè)置有橡膠刮板。用于刮除吹氣塊和吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)壁，避免結(jié)晶磷酸銨鎂與吹脫反應(yīng)釜或吹氣塊粘附，既保證磷的回收效果，又能保證對吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)壁清潔。
進一步地，所述膜分離池包括陽極室、陰極室和氮回收室，陽極室的內(nèi)部設(shè)置有陽極板，陰極室內(nèi)部設(shè)置有陰極板，陽極室和氮回收室之間設(shè)置有用于分隔的陽極膜、陰極室和氮回收室之間設(shè)置有用于分隔的陰極膜，陽極室和陰極室之間設(shè)置有回流管，所述膜分離池的外部設(shè)置有空氣壓縮機二，空氣壓縮機二和氮回收室連通。
進一步地，所述陽極室和陰極室的頂部均設(shè)置有添加口，添加口通過管道和沉淀池連通。
進一步地，所述陽極板和陰極板之間設(shè)置有供電電源，供電電源用于輸出直流電。
一種用于污水治理的氮磷回收裝置的使用方法，采用上述的一種用于污水治理的氮磷回收裝置實現(xiàn)，其特征在于，其步驟包括：
步驟一、將污水通入PH調(diào)節(jié)池，在PH調(diào)節(jié)池內(nèi)添加石灰石或白云石，調(diào)節(jié)pH酸堿度≥7.5；
步驟二、將調(diào)節(jié)后污水導(dǎo)入絮凝池，添加絮凝劑進行污水沉淀；
步驟三、將沉淀過濾后清水層注入吹脫反應(yīng)釜，在吹脫反應(yīng)釜內(nèi)通過加料口添加NaOH，調(diào)節(jié)pH酸堿度7.8-11.5，在吹脫反應(yīng)釜內(nèi)通過加料口添加鎂鹽，吹脫反應(yīng)釜內(nèi)部加熱38℃-46℃，空氣壓縮機一進行鼓氣，使吹脫反應(yīng)釜內(nèi)部氮形成氣態(tài)氨上升，通過輸氣管排出；
步驟四、反應(yīng)后處理液導(dǎo)入沉淀池，在沉淀池內(nèi)部進行靜止沉淀，將沉淀池的清水層導(dǎo)入膜分離池，沉淀層導(dǎo)入分離池；
步驟五、沉淀層在分離池內(nèi)部通過膜板壓濾分離，得到磷酸銨鎂，將磷酸銨鎂低溫烘干，烘干溫度為28℃-32℃，將分離液通過導(dǎo)管導(dǎo)入PH調(diào)節(jié)池；
步驟六、步驟四上層清水層在膜分離池內(nèi)部進行電滲膜分離，陽極室的銨離子和陰極室的碳酸氫根離子分別透過陽極膜和陰極膜進入氮回收室，銨離子和碳酸氫根離子進入氮回收室生成碳酸氫銨結(jié)晶，同時空氣壓縮機二在氮回收室通氣，進行二次氮吹脫反應(yīng)，膜分離池分離氣態(tài)氨進入輸氣管；
步驟七、輸氣管將氣態(tài)氨導(dǎo)入氮回收池，氮回收池內(nèi)部設(shè)置有稀硫酸，氣態(tài)氨在稀硫酸內(nèi)部反應(yīng)生成硫酸銨；
步驟八、檢測氮回收池內(nèi)部pH酸堿度，在氮回收池內(nèi)部PH≥5.2時，更換硫酸溶液，對處理液進行低溫干燥，烘干溫度為42℃-48℃，完成氮的回收。
進一步地，步驟三中鎂磷摩爾量比為1.12:1。
有益效果：
1、該用于污水治理的氮磷回收裝置及其使用方法，通過吹脫反應(yīng)釜的使用，完成對氮磷的回收利用和廢水的凈化處理，且通過增加膜分離池，進一步提高對氮的回收效果，解決現(xiàn)有氮回收率低的問題，同時先經(jīng)過吹脫反應(yīng)釜再經(jīng)過膜分離池，便于適配處理含氮量高廢水和含氮量低廢水，保證整體設(shè)備的使用效果和使用壽命，且有效保證氮磷的回收效果和回收效率，提高廢水凈化效果。
2、該用于污水治理的氮磷回收裝置及其使用方法，通過分離液通過導(dǎo)管導(dǎo)入PH調(diào)節(jié)池，便于對分離后的廢水進行反應(yīng)處理，提高廢水的凈水處理效果，同時減少廢水的二次排放，同時方便分離廢水對PH調(diào)節(jié)池的pH酸堿度調(diào)節(jié)，達到較少調(diào)節(jié)劑使用，達到循環(huán)利用，減少調(diào)節(jié)劑消耗的效果。
3、該用于污水治理的氮磷回收裝置及其使用方法，通過設(shè)置三組吹氣塊，保證對吹脫反應(yīng)釜內(nèi)部的吹氣效果，進而保證對氣態(tài)氨的吹脫效果和吹脫效率，提高氮的回收，同時在連接桿的轉(zhuǎn)動作用下，起到攪拌吹脫反應(yīng)釜內(nèi)部反應(yīng)液的效果，保證鎂鹽和反應(yīng)液的充分反應(yīng)。
4、該用于污水治理的氮磷回收裝置及其使用方法，通過連接環(huán)和吹氣塊之間設(shè)置有橡膠刮板，所述刮桿和吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)壁之間設(shè)置有橡膠刮板。用于刮除吹氣塊和吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)壁，避免結(jié)晶磷酸銨鎂與吹脫反應(yīng)釜或吹氣塊粘附，既保證磷的回收效果，又能保證對吹脫反應(yīng)釜的內(nèi)壁清潔。
5、該用于污水治理的氮磷回收裝置及其使用方法，通過電滲膜分離作用下，銨離子和碳酸氫根離子進入氮回收室73生成碳酸氫銨結(jié)晶，同時空氣壓縮機二在氮回收室通氣，進行二次氮吹脫反應(yīng)，膜分離池分離氣態(tài)氨進入輸氣管，完成進一步氮的回收，使氮的整體回收達到95％-97％，有效保證污水的氮的回收效果和回收效率。
（發(fā)明人：辛錫龍;程文方;辛柯均;陳雯嫣）
