[实用新型]一种对废水氮磷进行鸟粪石资源化反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种对废水氮磷进行鸟粪石资源化反应装置，它利用磷酸铵镁沉淀法从废水中去除溶解性氮、磷污染物，并使之沉淀生成鸟粪石，属于废水处理和资源化技术领域。

背景技术

当废水或溶液中同时含有Mg²⁺、PO₄^3–、NH₄⁺三种离子时，且离子浓度积大于MgNH₄PO₄·6H₂O溶度积常数时，发生磷酸铵镁（MAP）沉淀反应，其结晶沉淀原理如下列反应式（1）、（2）所示，这一现象分别被Rawn（1939）和Borgerding（1972）研究废水处理厂消化污泥管道沉淀时发现。

NH₃ + H₃O⁺ ? + NH₄⁺ + H₂O                             （1）

Mg²⁺ + PO₄^3– + NH₄⁺ + 6H₂O ? MgNH₄PO₄·6H₂O ↓          （2）

Ksp = 2.51′10^–13，pKsp = –log(Ksp) = 12.6

沉淀产物MAP （MgNH₄PO₄·6H₂O）俗称为鸟粪石，白色结晶粉末，相对密度1.71，易溶于酸，不溶于碱、水、及乙醇溶液，施入农田后有缓释氮、磷的特点，被视为极有价值的农业缓释肥，因此近年来成为废水处理中脱氮除磷技术的研究热点。它具有反应快速、容易实现，反应条件容易控制等多种优点。

但目前此技术在工程实践中的推广应用还有很大的难度，除了投加药剂成本的原因，在反应装置、工艺流程上的不完善是其主要影响因素，特别是工程上缺乏对鸟粪石沉淀产物分离回收的装置，成为限制鸟粪石沉淀技术对废水中氮磷污染物进行资源化回收利用的“瓶颈”问题。在中国专利号201210454919.9 “将污水中氮磷制备成鸟粪石晶体的装置和工艺”，中国专利号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”及中国专利号201010141900.X “一体化鸟粪石法氮磷回收装置”等专利中，涉及了鸟粪石反应器，但配套设备多，电耗高，投资成本大，且大部分专利在沉淀反应区设置填料，这样会减少进水量、增大反应器容积，易造成沉淀分离效果不理想、沉淀收集难度大等缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、便于分离回收的间歇式运行的对废水氮磷进行鸟粪石资源化反应装置。

为了实现上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种对废水氮磷进行鸟粪石资源化反应装置，它由反应池、碱液储备槽、磷盐储备槽和镁盐储备槽组成，反应池由圆筒形的立式池壁、由上向下伸入该池壁内部中心位置的中间反应管、置于中间反应管出口下面的反射板构成，中间反应管内交错设置多层的水流挡板，水流挡板的里端分别向下倾斜，倾角为15～25o。

在上述中，反应池的污水进水管经污水提升泵接反应池，碱液储备槽的碱液加药管经加碱泵接反应池，磷盐储备槽的磷盐加药管经磷盐计量泵接反应池，镁盐储备槽的镁盐加药管经镁盐计量泵接反应池。

另外，池壁底部接有晶体收集斗，晶体收集斗侧边接有出水管，出水管上安装有排水阀，晶体收集斗的出口接排泥管，排泥管安装排泥阀，所述的污水进水管、碱液加药管、磷盐加药管和镁盐加药管分别由中间反应管顶部伸入。

发明人用鸟粪石沉淀法对养殖废水、污泥厌氧消化液等含氮磷废水进行了细致的MAP沉淀反应研究。反应过程中的现象表明，MAP沉淀反应在常温常压下即可发生且反应极为迅速，一般反应时间根据水量与搅拌速率的不同在2-10分钟即可完成，并且鸟粪石沉淀快，形成上清液较为清澈。因此在选择沉淀反应方式时，本实用新型中采用间歇式反应方式。