一种利用污水处理滤渣生产中量元素水溶肥料的系统及方法与应用与流程

本发明涉及化肥生产领域，具体涉及一种对污水处理产生的滤渣再利用生产中量元素水溶肥的生产方法。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在化工污水处理过程中，污水软化除硬是重要的一道工序，污水除硬即除去污水中的钙、镁离子，污水中钙离子一般以氯化钙和硫酸钙的形式存在于原盐中，镁离子常以氯化物的形式存在于原盐中，在处理时向污水中加入氢氧化钠、碳酸钠、聚丙烯酰胺等药品，生产不溶性的碳酸钙、氢氧化镁沉淀，然后经过滤产生大量的滤渣，滤渣属于固体废物，目前无有效的处置方式，大部分污水处理企业将滤渣堆存在现场，滤渣大量堆存存在较大的环境风险，且对场地防水、防腐蚀有较高的需求，增加了成本；经化验分析，滤渣内含有50-70％碳酸钙、10-20％氢氧化镁等，堆放在现场造成资源的浪费。

中量元素水溶肥料含有钙、镁等元素，能够弥补作物因缺素而引起的生理病害，具有膨果、美果亮色、防止裂果等作用，能够改善土壤理化性状，对土壤起到保护作用，在农业发展中具有其他化肥不可比拟的优势，对环境的保护具有深远的意义；而且中量元素水溶液体肥料无残留，对环境和作物无危害，市场前景较好。目前中量元素水溶肥料液体产品的生产，主要以硝酸钙、硝酸镁等及多种微量元素按照比例混合后用水溶解而制得，而各种原料的市场价格不稳定，造成生产成本波动大。

技术实现要素：

为了克服上述不足，本发明的目的是对污水处理产生的滤渣进行资源化利用生产中量元素水溶肥液体产品，解决固体废物无法处置的情况，消除环保风险，进一步降低中量元素液体水溶肥的生产成本。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种利用污水处理滤渣生产中量元素水溶肥料的系统，包括：反应槽、沉淀槽、中和槽、配料槽、成品槽；所述反应槽、沉淀槽、中和槽、配料槽、成品槽依次相连，所述反应槽的底部设置有布酸管道，所述布酸管道与硝酸储罐相连。

本发明利用硝酸和污水处理滤渣进行反应，生产的液体通过沉淀、中和，根据液体成分情况，补充部分中量元素和微量元素后，制得中量元素水溶肥料液体产品，对滤渣进行了资源化利用，彻底解决了固体废物无法处置的情况，消除环保风险，降低了中量元素水溶肥料液体产品的生产成本。

本发明的第二个方面，还提供了一种利用污水处理滤渣生产中量元素水溶肥料的方法，包括：

将污水处理滤渣与60％稀硝酸反应生成含硝酸钙、硝酸镁的混合溶液，静置沉淀后，将混合溶液的ph值进行调节至5-7，配料，使其达到中量元素水溶肥料标准要求，过滤，即得。

本发明的方法简单、操作方便、实用性强，易于推广。

本发明的第三个方面，还提供了一种化肥生产系统，包括：任一项上的系统。

由于本发明的系统能对滤渣进行了资源化利用，彻底解决了固体废物无法处置的情况，消除环保风险，降低了中量元素水溶肥料液体产品的生产成本，因此，有望在化肥生产领域得到广泛的应用。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明利用硝酸和污水处理滤渣进行反应，生产的液体通过沉淀、中和，根据液体成分情况，补充部分中量元素和微量元素后，制得中量元素水溶肥料液体产品，对滤渣进行了资源化利用，彻底解决了固体废物无法处置的情况，消除环保风险，降低了中量元素水溶肥料液体产品的生产成本。

(2)本发明的方法简单、操作方便、实用性强，易于推广。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明利用污水处理滤渣生产中量元素水溶肥流程图。

图2为本发明反应系统图，其中，a为俯视图、b为右视图。

图3为本发明沉淀槽结构图。

图4为本发明中和槽结构图，其中，1.气氨分布器、2.中和泵、3.负压管。

图5为本发明配料槽结构图，其中，1.配料泵、2.过滤器、3.负压管。

图6为本发明尾气处理系统图，其中，1.洗涤塔、2.洗涤泵、3.引风机、4.烟筒。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

利用污水处理滤渣生产中量元素水溶肥料的具体内容：

设计一套反应系统，包括反应槽、布酸管道、酸主管道、负压管、卷扬机，反应槽规格3000*5000*3000mm，利用60％硝酸和滤渣进行反应生成硝酸钙、硝酸镁混合液，在反应槽底部平行设置6-10条dn50布酸管道，每条布酸管分别开孔6-10个，孔径为3-5mm；在反应槽上方约3/4处设置dn300溢流管道，将污水处理的滤渣利用铲车加入反应槽内至溢流管高度，酸管道主管设有调节阀，缓慢打开酸管道调节阀门，通入60％硝酸进行酸解反应，生成的液体逐渐溢流至沉淀槽；反应槽顶部设有上盖，上盖利用卷扬机进行连接，在加入滤渣时开启；反应槽上盖通过两条负压管道，尾气进入处理系统。

污水处理后的滤渣中含有多种杂质，组成复杂，使其难以用于中量元素水溶肥料。为了克服上述问题，本发明经过系统研究和实践摸索发现：将酸化处理后滤渣进行沉淀、中和，再利用离心泵抽取上层溶液，可以有效地去除杂质，生产出合格的中量元素水溶肥料。

设计一个沉淀槽，沉淀槽规格3000*3000*3000mm，因反应槽生成的液体内含有一定的杂质，需在沉淀槽进行一定时间的沉淀将部分杂质沉淀下来，沉淀槽上方约2/3处设置dn300溢流管道，液体经沉淀后逐渐溢流至中和槽。

设计一套中和槽，中和槽为地下槽，规格φ3000*3000mm，中和槽内设有搅拌器、液位计，在中和槽底部约300mm安装布氨管道，对液体的ph值进行调节，控制在5-8，在中和槽底部安装一台卧式离心泵，泵吸入管底部在中和槽底部1/3处，避免吸入沉淀的杂质，中和完成的液体打入配料槽。

设计一个配料槽，配料槽为地下槽，规格φ3000*3000mm，配料槽设有搅拌器、液位计，顶部设有800*800mm加料口，加料口上安装篦子，防止杂物进入，根据进入配料槽液体分析化验结果，在投料口处加入一定量的硝酸铵钙颗粒、氯化锌、八硼酸钠等元素，经充分搅拌后，达到中量元素水溶肥料标准要求。在槽底部安装一台卧式泵，泵出口安装两台过滤器，对液体内的不溶物、絮状物等杂质进行过滤，过滤器过滤精度为5μm，过滤器并联排列，交替使用，过滤完的液体打入成品槽。

设计一个成品槽，规格φ5000*5000mm，成品槽设有液位计，对配料槽打入的成品进行储存，成品槽安装卧式离心泵，泵出口安装管道，一路至成品灌装，一路回配料槽；成品槽底部设有取样阀，灌装成品前，对成品取样分析，如不合格，重新返回配料槽生产，入合格进行灌装。

因生产过程中产生二氧化碳、水蒸汽、氮氧化物等尾气，需设计一套尾气处理系统，包括洗涤塔、洗涤泵、引风机、烟囱，反应槽、沉淀槽、中和槽、配料槽分别设置负压管连接至洗涤塔，洗涤塔内设有不锈钢丝网填料，尾气在引风机的作用下，通过洗涤塔、洗涤泵反复循环洗涤后排空，洗涤塔内洗涤水需定期置换，防止洗涤效果差，烟气超标排放。

综上，本发明的生产流程为：污水处理滤渣通过输送机械加入反应槽内，与60％稀硝酸反应生成硝酸钙、硝酸镁混合溶液，逐渐溢流至沉淀槽内，经过一定时间的沉淀后，混合溶液逐步溢流至中和槽，根据混合液的ph值情况，在中和槽内通入气氨，对ph值进行调节至5-7，然后通过泵打入配料槽，在配料槽内加入一定量的硝酸铵钙颗粒、氯化锌、八硼酸钠等物料，经充分搅拌后，通过泵打入成品槽待灌装。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1：

以下为利用污水处理滤渣生产中量元素水溶肥料的具体内容：

设计一套反应系统，包括反应槽、布酸管道、酸主管道、负压管、卷扬机，反应槽规格3000*5000*3000mm，利用60％硝酸和滤渣进行反应生成硝酸钙、硝酸镁混合液，在反应槽底部平行设置6-10条dn50布酸管道，每条布酸管分别开孔6-10个，孔径为3-5mm；在反应槽上方约3/4处设置dn300溢流管道，将污水处理的滤渣利用铲车加入反应槽内至溢流管高度，酸管道主管设有调节阀，缓慢打开酸管道调节阀门，通入60％硝酸进行酸解反应，生成的液体逐渐溢流至沉淀槽；反应槽顶部设有上盖，上盖利用卷扬机进行连接，在加入滤渣时开启；反应槽上盖通过两条负压管道，尾气进入处理系统。

设计一个沉淀槽，沉淀槽规格3000*3000*3000mm，因反应槽生成的液体内含有一定的杂质，需在沉淀槽进行一定时间的沉淀将部分杂质沉淀下来，沉淀槽上方约2/3处设置dn300溢流管道，液体经沉淀后逐渐溢流至中和槽。

设计一套中和槽，中和槽为地下槽，规格φ3000*3000mm，中和槽内设有搅拌器、液位计，在中和槽底部约300mm安装布氨管道，对液体的ph值进行调节，控制在5-8，在中和槽底部安装一台卧式离心泵，泵吸入管底部在中和槽底部1/3处，避免吸入沉淀的杂质，中和完成的液体打入配料槽。

设计一个配料槽，配料槽为地下槽，规格φ3000*3000mm，配料槽设有搅拌器、液位计，顶部设有800*800mm加料口，加料口上安装篦子，防止杂物进入，根据进入配料槽液体分析化验结果，在投料口处加入一定量的硝酸铵钙颗粒、氯化锌、八硼酸钠等元素，经充分搅拌后，达到中量元素水溶肥料标准要求。在槽底部安装一台卧式泵，泵出口安装两台过滤器，对液体内的不溶物、絮状物等杂质进行过滤，过滤器过滤精度为5μm，过滤器并联排列，交替使用，过滤完的液体打入成品槽。

设计一个成品槽，规格φ5000*5000mm，成品槽设有液位计，对配料槽打入的成品进行储存，成品槽安装卧式离心泵，泵出口安装管道，一路至成品灌装，一路回配料槽；成品槽底部设有取样阀，灌装成品前，对成品取样分析，如不合格，重新返回配料槽生产，入合格进行灌装。

因生产过程中产生二氧化碳、水蒸汽、氮氧化物等尾气，需设计一套尾气处理系统，包括洗涤塔、洗涤泵、引风机、烟囱，反应槽、沉淀槽、中和槽、配料槽分别设置负压管连接至洗涤塔，洗涤塔内设有不锈钢丝网填料，尾气在引风机的作用下，通过洗涤塔、洗涤泵反复循环洗涤后排空，洗涤塔内洗涤水需定期置换，防止洗涤效果差，烟气超标排放。

综上，本发明的生产流程为：污水处理滤渣通过输送机械加入反应槽内，与60％稀硝酸反应生成硝酸钙、硝酸镁混合溶液，逐渐溢流至沉淀槽内，经过一定时间的沉淀后，混合溶液逐步溢流至中和槽，根据混合液的ph值情况，在中和槽内通入气氨，对ph值进行调节至5-7，然后通过泵打入配料槽，在配料槽内加入一定量的硝酸铵钙颗粒、氯化锌、八硼酸钠等物料，经充分搅拌后，通过泵打入成品槽待灌装。

实施例2：

污水经预处理工艺去除钙、镁离子后得到的滤渣，经分析滤渣内有效成分碳酸钙含量55％，氢氧化镁含量15％，水分25％及其它杂质5％，将重量为200g滤渣放入烧杯中，分加入60％硝酸(重量为170g)，经充分反应后测量ph值，在烧杯中通入气氨将ph值调节为5-8，经沉淀2小时后，取清液进行分析成分，经分析钙含量为40.37g/l，镁含量29.24g/l，然后加入硝酸铵钙颗粒、氯化锌、八硼酸钠(重量分别为65g、1g、0.5g)，经充分搅拌并过滤后，经分析成分，钙含量86.2g/l，镁含量22.4g/l，锌含量1.68g/l，硼含量0.58g/l，ph值7.3重量元素总含量108.6g/l，符合中量元素水溶肥料液体产品标准ny2266-2012要求。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。