公布日：2023.11.10

申請日：2023.08.28

分類號：C02F9/00(2023.01)I;B01D25/21(2006.01)I;B01D53/14(2006.01)I;C01B25/45(2006.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/02(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;

C02F1/52(2023.01)N;C02F103/20(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)及回收方法，屬于氨氮回收技術(shù)領(lǐng)域。一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)，包括預(yù)處理系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)的右側(cè)與熱換器連接，熱換器的右側(cè)與MAP系統(tǒng)裝置連通，MAP系統(tǒng)裝置的頂部與PH回調(diào)裝置連接，MAP系統(tǒng)裝置的底部與板框壓濾機連通，板框壓濾機的一端與預(yù)處理系統(tǒng)連通，另一端與MAP結(jié)晶處理裝置連通。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的氨氮回收方法通過空氣吹脫法進(jìn)行氨氮回收，當(dāng)養(yǎng)殖廢水內(nèi)氨氮含量不高時，就不能很好的進(jìn)行氨氮回收的問題，本發(fā)明保證了氨氮的回收效果，使得排放的養(yǎng)殖廢水中氨氮含量能夠降到最低，使得MAP結(jié)晶制成的肥料使用效果更好，能夠適用于不同氨氮含量的養(yǎng)殖廢水。

權(quán)利要求書

1.一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)，包括預(yù)處理系統(tǒng)(1)、熱換器(6)和板框壓濾機(5)，其特征在于：所述預(yù)處理系統(tǒng)(1)的出料口通過管道與熱換器(6)連接，熱換器(6)的出料口通過管道與MAP系統(tǒng)裝置(2)連通，MAP系統(tǒng)裝置(2)的頂部通過管道與pH回調(diào)裝置(3)連接，MAP系統(tǒng)裝置(2)的底部通過管道與板框壓濾機(5)連通，板框壓濾機(5)的一端通過管道與預(yù)處理系統(tǒng)(1)連通，板框壓濾機(5)的另一端通過管道與MAP結(jié)晶處理裝置(4)連通，板框壓濾機(5)與預(yù)處理系統(tǒng)(1)連接的管道上設(shè)有回流泵(7)；所述MAP系統(tǒng)裝置(2)包括加藥裝置(21)、攪拌器(22)、反應(yīng)池(23)、上清液出口(24)和pH測試儀(25)，加藥裝置(21)通過管道與反應(yīng)池(23)連通，反應(yīng)池(23)的一側(cè)頂部設(shè)有上清液出口(24)，反應(yīng)池(23)的底部通過管道與板框壓濾機(5)連通，反應(yīng)池(23)的頂部設(shè)有pH測試儀(25)；MAP系統(tǒng)裝置(2)還包括自動調(diào)節(jié)機構(gòu)，自動調(diào)節(jié)機構(gòu)包括轉(zhuǎn)速傳感器及功率控制器，轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在攪拌器(22)上，轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測攪拌器(22)的實際轉(zhuǎn)速，功率控制器設(shè)置在反應(yīng)池(23)外部，功率控制器分別與轉(zhuǎn)速傳感器、攪拌器(22)、鎂鹽計量泵(212)、磷酸鹽計量泵(214)電性連接，功率控制器基于轉(zhuǎn)速傳感器的檢測值、鎂鹽計量泵(212)、磷酸鹽計量泵(214)的計量值控制攪拌器(22)工作，包括以下步驟：步驟101：基于轉(zhuǎn)速傳感器的檢測值、鎂鹽計量泵(212)、磷酸鹽計量泵(214)的計量值，通過以下公式計算攪拌器(22)的目標(biāo)輸出功率：

其中，P1為攪拌器(22)的目標(biāo)輸出功率，P0為攪拌器(22)的額定功率，μ為攪拌器(22)的額定工作效率，V0為加入反應(yīng)池(23)內(nèi)的鎂鹽與磷酸鹽的總量的預(yù)設(shè)最大值，n0為攪拌器(22)的額定轉(zhuǎn)速，D0為攪拌器(22)的攪拌葉片的直徑，V1為鎂鹽計量泵(212)計量的加入反應(yīng)池(23)的鎂鹽量，V2為磷酸鹽計量泵(214)計量的加入反應(yīng)池(23)的磷酸鹽量，n1為轉(zhuǎn)速傳感器檢測的攪拌器(22)的實際轉(zhuǎn)速；步驟102：基于步驟101的計算結(jié)果，功率控制器將攪拌器(22)的實際功率調(diào)節(jié)至計算所得的攪拌器(22)的目標(biāo)輸出功率；所述MAP結(jié)晶處理裝置(4)包括第二堿液儲藥箱(41)、第二堿液計量泵(42)、氨氣吸收液儲存箱(43)和MAP熱解箱(44)，第二堿液儲藥箱(41)通過管道與MAP熱解箱(44)連通，管道上設(shè)有第二堿液計量泵(42)，MAP熱解箱(44)通過管道與氨氣吸收液儲存箱(43)連通；預(yù)處理系統(tǒng)(1)還包括處理機構(gòu)，處理機構(gòu)包括安裝架(103)，安裝架(103)設(shè)置在預(yù)處理池(101)上端，細(xì)格柵(102)正上方設(shè)置電機(104)，電機(104)與安裝架(103)下表面連接，電機(104)輸出端設(shè)置轉(zhuǎn)動軸(105)，轉(zhuǎn)動軸(105)下端設(shè)置刮板(106)，刮板(106)下表面與細(xì)格柵(102)上表面抵接，預(yù)處理池(101)靠近上端內(nèi)壁設(shè)置環(huán)形槽(107)，細(xì)格柵(102)外周與環(huán)形槽(107)內(nèi)壁上下滑動連接，環(huán)形槽(107)內(nèi)等間隔設(shè)置若干第一彈簧(108)，第一彈簧(108)一端與環(huán)形槽(107)底壁連接，第一彈簧(108)另一端與細(xì)格柵(102)下表面連接，環(huán)形槽(107)上方設(shè)置若干第一滑槽(109)，第一滑槽(109)內(nèi)水平設(shè)置第二彈簧(110)，第二彈簧(110)一端與第一滑槽(109)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動軸(105)一端內(nèi)壁連接，第二彈簧(110)另一端與擋塊(111)連接，若干擋塊(111)關(guān)于轉(zhuǎn)動軸(105)中心呈環(huán)形陣列分布，擋塊(111)與第一滑槽(109)內(nèi)壁滑動連接，擋塊(111)遠(yuǎn)離第二彈簧(110)一端延伸至第一滑槽(109)外部并設(shè)置第一斜面，擋塊(111)上表面靠近中心位置設(shè)置導(dǎo)向孔(112)，導(dǎo)向孔(112)豎直截面呈直角三角形狀，導(dǎo)向孔(112)遠(yuǎn)離第二彈簧(110)一端設(shè)置第二斜面，導(dǎo)向孔(112)上方設(shè)置滑動孔(113)，滑動孔(113)下端與導(dǎo)向孔(112)連通，滑動孔(113)內(nèi)滑動設(shè)置滑動板(114)，滑動板(114)上端設(shè)置第三彈簧(115)，第三彈簧(115)上端與滑動孔(113)頂壁連接，滑動板(114)下端與導(dǎo)向孔(112)內(nèi)壁相適配，滑動孔(113)靠近轉(zhuǎn)動軸(105)一側(cè)設(shè)置第二滑槽(116)，第二滑槽(116)內(nèi)滑動設(shè)置滑動桿(117)，滑動桿(117)一端與滑動板(114)側(cè)壁連接，滑動桿(117)另一端延伸至第二滑槽(116)外部并設(shè)置豎桿(118)，豎桿(118)下端設(shè)置敲擊球(119)，敲擊球(119)下端與細(xì)格柵(102)上表面抵接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)，其特征在于：所述加藥裝置(21)包括鎂鹽儲藥箱(211)、鎂鹽計量泵(212)、磷酸鹽儲藥箱(213)和磷酸鹽計量泵(214)，鎂鹽儲藥箱(211)通過管道與反應(yīng)池(23)連通，管道上設(shè)有鎂鹽計量泵(212)，磷酸鹽儲藥箱(213)通過管道與反應(yīng)池(23)連通，管道上設(shè)有磷酸鹽計量泵(214)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)，其特征在于：所述pH回調(diào)裝置(3)包括第一堿液儲藥箱(31)和第一堿液計量泵(32)，第一堿液儲藥箱(31)通過管道與反應(yīng)池(23)連通，管道上設(shè)有第一堿液計量泵(32)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)處理系統(tǒng)(1)包括預(yù)處理池(101)和細(xì)格柵(102)，細(xì)格柵(102)設(shè)置在預(yù)處理池(101)的頂部，預(yù)處理池(101)的兩側(cè)分別設(shè)有出水口和進(jìn)水口，出水口和進(jìn)水口上均設(shè)有閥門。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)，其特征在于：所述第二堿液儲藥箱(41)內(nèi)存放氫氧化鈉熔液，氨氣吸收液儲存箱(43)內(nèi)存放稀硫酸熔液。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)的回收方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：養(yǎng)殖廢水通過細(xì)格柵(102)過濾后流入預(yù)處理池(101)內(nèi)，打開出水口處的閥門，將養(yǎng)殖廢水通過熱換器(6)進(jìn)行加熱，加熱至30～45℃后通過管道輸送至反應(yīng)池(23)內(nèi)；步驟二：啟動鎂鹽計量泵(212)和磷酸鹽計量泵(214)，向反應(yīng)池(23)內(nèi)添加鎂鹽和磷酸鹽，然后啟動攪拌器(22)將化學(xué)藥劑與養(yǎng)殖廢水充分融合；步驟三：然后啟動pH測試儀(25)對反應(yīng)池(23)內(nèi)養(yǎng)殖廢水的pH值進(jìn)行測試，根據(jù)測試的結(jié)果啟動第一堿液計量泵(32)將第一堿液儲藥箱(31)內(nèi)的堿液加入至反應(yīng)池(23)內(nèi)，將pH值調(diào)整好后進(jìn)行靜置沉淀；步驟四：靜置沉淀后產(chǎn)生MAP結(jié)晶和上清液，上清液通過上清液出口(24)進(jìn)行排放，沉淀在反應(yīng)池(23)底部的MAP結(jié)晶輸送至板框壓濾機(5)內(nèi)進(jìn)行沉淀脫水，經(jīng)板框壓濾機(5)瀝出的水通過回流泵(7)回流至預(yù)處理系統(tǒng)(1)中，繼續(xù)進(jìn)行處理；步驟五：經(jīng)板框壓濾機(5)過濾出來的MAP結(jié)晶輸送至MAP熱解箱(44)內(nèi)進(jìn)行加熱，同時啟動第二堿液計量泵(42)將第二堿液儲藥箱(41)內(nèi)的堿液輸送至對MAP熱解箱(44)內(nèi)，使得堿液與MAP結(jié)晶進(jìn)行混合后，通過90-300℃熱解2-4小時，并添加氨氣吸收液，吸收堿液與MAP結(jié)晶反應(yīng)所產(chǎn)生氣體，直至不再產(chǎn)生氣體為止。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)及回收方法，能夠更好的對養(yǎng)殖廢水內(nèi)的氨氮進(jìn)行處理，保證了氨氮的回收效果，保證了熱解完成的MAP結(jié)晶純度，進(jìn)而保證了MAP結(jié)晶制成的肥料使用效果更好，保證了養(yǎng)殖廢水中的氨氮處理效率，使得排放的養(yǎng)殖廢水中氨氮含量能夠降到最低，避免造成環(huán)境污染，通過化學(xué)沉淀的方式進(jìn)行氨氮回收，工藝設(shè)計操作相對簡單，反應(yīng)穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，抗沖擊能力強，脫氮率高且成本較低，能夠適用于不同氨氮含量的養(yǎng)殖廢水，提高了實用性，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)，包括預(yù)處理系統(tǒng)、熱換器和板框壓濾機，所述預(yù)處理系統(tǒng)的出料口通過管道與熱換器連接，熱換器的出料口通過管道與MAP系統(tǒng)裝置連通，MAP系統(tǒng)裝置的頂部通過管道與PH回調(diào)裝置連接，MAP系統(tǒng)裝置的底部通過管道與板框壓濾機連通，板框壓濾機的一端通過管道與預(yù)處理系統(tǒng)連通，另一端通過管道與MAP結(jié)晶處理裝置連通，板框壓濾機與預(yù)處理系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有回流泵。

優(yōu)選的，所述MAP系統(tǒng)裝置包括加藥裝置、攪拌器、反應(yīng)池、上清液出口和PH測試儀，加藥裝置通過管道與反應(yīng)池連通，反應(yīng)池的一側(cè)頂部設(shè)有上清液出口，反應(yīng)池的底部通過管道與板框壓濾機連通，反應(yīng)池的頂部設(shè)有PH測試儀。

優(yōu)選的，所述加藥裝置包括鎂鹽儲藥箱、鎂鹽計量泵、磷酸鹽儲藥箱和磷酸鹽計量泵，鎂鹽儲藥箱通過管道與反應(yīng)池連通，管道上設(shè)有鎂鹽計量泵，磷酸鹽儲藥箱通過管道與反應(yīng)池連通，管道上設(shè)有磷酸鹽計量泵。

優(yōu)選的，所述PH回調(diào)裝置包括第一堿液儲藥箱和第一堿液計量泵，第一堿液儲藥箱通過管道與反應(yīng)池連通，管道上設(shè)有第一堿液計量泵。

優(yōu)選的，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括預(yù)處理池和細(xì)格柵，細(xì)格柵設(shè)置在預(yù)處理池的頂部，預(yù)處理池的兩側(cè)分別設(shè)有出水口和進(jìn)水口，出水口和進(jìn)水口上均設(shè)有閥門。

優(yōu)選的，所述MAP結(jié)晶處理裝置包括第二堿液儲藥箱、第二堿液計量泵、氨氣吸收液儲存箱和MAP熱解箱，第二堿液儲藥箱通過管道與MAP熱解箱連通，管道上設(shè)有第二堿液計量泵，MAP熱解箱通過管道與氨氣吸收液儲存箱連通。

優(yōu)選的，所述第二堿液儲藥箱內(nèi)存放氫氧化鈉熔液，氨氣吸收液儲存箱內(nèi)存放稀硫酸熔液。

優(yōu)選的，預(yù)處理系統(tǒng)還包括處理機構(gòu)，處理機構(gòu)包括安裝架，安裝架設(shè)置在預(yù)處理池上端，細(xì)格柵正上方設(shè)置電機，電機與安裝架下表面連接，電機輸出端設(shè)置轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸下端設(shè)置刮板，刮板下表面與細(xì)格柵上表面抵接，預(yù)處理池靠近上端內(nèi)壁設(shè)置環(huán)形槽，細(xì)格柵外周與環(huán)形槽內(nèi)壁上下滑動連接，環(huán)形槽內(nèi)等間隔設(shè)置若干第一彈簧，第一彈簧一端與環(huán)形槽底壁連接，第一彈簧另一端與細(xì)格柵下表面連接，環(huán)形槽上方設(shè)置若干第一滑槽，第一滑槽內(nèi)水平設(shè)置第二彈簧，第二彈簧一端與第一滑槽遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動軸一端內(nèi)壁連接，第二彈簧另一端與擋塊連接，若干擋塊關(guān)于轉(zhuǎn)動軸中心呈環(huán)形陣列分布，擋塊與第一滑槽內(nèi)壁滑動連接，擋塊遠(yuǎn)離第二彈簧一端延伸至第一滑槽外部并設(shè)置第一斜面，擋塊上表面靠近中心位置設(shè)置導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔豎直截面呈直角三角形狀，導(dǎo)向孔遠(yuǎn)離第二彈簧一端設(shè)置第二斜面，導(dǎo)向孔上方設(shè)置滑動孔，滑動孔下端與導(dǎo)向孔連通，滑動孔內(nèi)滑動設(shè)置滑動板，滑動板上端設(shè)置第三彈簧，第三彈簧上端與滑動孔頂壁連接，滑動板下端與導(dǎo)向孔內(nèi)壁相適配，滑動孔靠近轉(zhuǎn)動軸一側(cè)設(shè)置第二滑槽，第二滑槽內(nèi)滑動設(shè)置滑動桿，滑動桿一端與滑動板側(cè)壁連接，滑動桿另一端延伸至第二滑槽外部并設(shè)置豎桿，豎桿下端設(shè)置敲擊球，敲擊球下端與細(xì)格柵上表面抵接。

優(yōu)選的，MAP系統(tǒng)裝置還包括自動調(diào)節(jié)機構(gòu)，自動調(diào)節(jié)機構(gòu)包括轉(zhuǎn)速傳感器及功率控制器，轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在攪拌器上，轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測攪拌器的實際轉(zhuǎn)速，功率控制器設(shè)置在反應(yīng)池外部，功率控制器分別與轉(zhuǎn)速傳感器、攪拌器、鎂鹽計量泵、磷酸鹽計量泵電性連接，功率控制器基于轉(zhuǎn)速傳感器的檢測值、鎂鹽計量泵、磷酸鹽計量泵的計量值控制攪拌器工作，包括以下步驟：

步驟101：基于轉(zhuǎn)速傳感器的檢測值、鎂鹽計量泵、磷酸鹽計量泵的計量值，通過以下公式計算攪拌器的目標(biāo)輸出功率：

其中，P1為攪拌器的目標(biāo)輸出功率，P0為攪拌器的額度功率，μ為攪拌器的額度工作效率，V0為加入反應(yīng)池內(nèi)的鎂鹽與磷酸鹽的總量的預(yù)設(shè)最大值，n0為攪拌器的額定轉(zhuǎn)速，D0為攪拌器的攪拌葉片的直徑，V1為鎂鹽計量泵計量的加入反應(yīng)池的鎂鹽量，V2為磷酸鹽計量泵計量的加入反應(yīng)池的磷酸鹽量，n1為轉(zhuǎn)速傳感器檢測的攪拌器的實際轉(zhuǎn)速；

步驟102：基于步驟101的計算結(jié)果，功率控制器將攪拌器的實際功率調(diào)節(jié)至計算所得的攪拌器的目標(biāo)輸出功率。

本發(fā)明提供了另一種技術(shù)方案：養(yǎng)殖廢水中氨氮回收系統(tǒng)的回收方法，包括以下步驟：

步驟一：養(yǎng)殖廢水通過細(xì)格柵過濾后流入預(yù)處理池內(nèi)，打開出水口處的閥門，將養(yǎng)殖廢水通過熱換器進(jìn)行加熱，加熱至～℃后通過管道輸送至反應(yīng)池內(nèi)。

步驟二：啟動鎂鹽計量泵和磷酸鹽計量泵，向反應(yīng)池內(nèi)添加鎂鹽和磷酸鹽，然后啟動攪拌器將化學(xué)藥劑與養(yǎng)殖廢水充分融合。

步驟三：然后啟動PH測試儀對反應(yīng)池內(nèi)養(yǎng)殖廢水的PH值進(jìn)行測試，根據(jù)測試的結(jié)果啟動第一堿液計量泵將第一堿液儲藥箱內(nèi)的堿液加入至反應(yīng)池內(nèi)，將PH值調(diào)整好后進(jìn)行靜置沉淀。

步驟四：靜置沉淀后產(chǎn)生MAP結(jié)晶和上清液，上清液通過上清液出口進(jìn)行排放，沉淀在反應(yīng)池底部的MAP結(jié)晶輸送至板框壓濾機內(nèi)進(jìn)行沉淀脫水，經(jīng)板框壓濾機瀝出的水通過回流泵回流至預(yù)處理系統(tǒng)中，繼續(xù)進(jìn)行處理。

步驟五：經(jīng)板框壓濾機過濾出來的MAP結(jié)晶輸送至MAP熱解箱內(nèi)進(jìn)行加熱，同時啟動第二堿液計量泵將第二堿液儲藥箱內(nèi)的堿液輸送至對MAP熱解箱內(nèi)，使得堿液與MAP結(jié)晶進(jìn)行混合后，通過90-300℃熱解2-4小時，并添加氨氣吸收液，吸收堿液與MAP結(jié)晶反應(yīng)所產(chǎn)生氣體直至不再產(chǎn)生氣體為止。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過PH測試儀對反應(yīng)池內(nèi)養(yǎng)殖廢水的PH值進(jìn)行測試，使得反應(yīng)池內(nèi)養(yǎng)殖廢水的PH值處在9～9.5，能夠更好的對養(yǎng)殖廢水內(nèi)的氨氮進(jìn)行處理，保證了氨氮的回收效果，板框壓濾機過濾出來的MAP結(jié)晶輸送至MAP熱解箱內(nèi)進(jìn)行加熱，并添加堿液和氨氣吸收液，通過氨氣吸收液吸收堿液與MAP結(jié)晶反應(yīng)所產(chǎn)生氣體，能夠?qū)?/span>MAP結(jié)晶中的氨氮徹底吸收，保證了熱解完成的MAP結(jié)晶純度，進(jìn)而保證了MAP結(jié)晶制成的肥料使用效果更好。

2、本發(fā)明通過設(shè)置的鎂鹽計量泵和磷酸鹽計量泵在向養(yǎng)殖廢水內(nèi)加入化學(xué)藥劑時能夠精準(zhǔn)的控制化學(xué)藥劑的分量，保證了養(yǎng)殖廢水中的氨氮處理效率，保證了脫氮的效果，鎂鹽中含有的Mg2+和磷酸鹽中含有的PO43-能夠使使養(yǎng)殖廢水中的氨氮和磷以鳥糞石磷酸銨鎂的形式沉淀出來，使得排放的養(yǎng)殖廢水中氨氮含量能夠降到最低，避免造成環(huán)境污染，通過化學(xué)沉淀的方式進(jìn)行氨氮回收，工藝設(shè)計操作相對簡單，反應(yīng)穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，抗沖擊能力強，脫氮率高且成本較低，能夠適用于不同氨氮含量的養(yǎng)殖廢水，提高了實用性。

（發(fā)明人：彭加順;吳利肖;朱樂樂）