一种用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法。


背景技术：

2.水体污染已经成为我国环境污染的重要问题之一。养殖废水为牲畜、鸟禽饲养以及养鱼企业排出的废水，该废水水质中悬浮物含量较高，而且含有大量氮、磷等富营养元素，因此养殖废水的随意排放容易造成水体中的氮磷增加，造成水体的富营养化，严重破坏水体环境和水体的生态健康，因此对养殖废水的回收处理，包括对养殖废水中的氮磷回收成为现在社会的迫切需求，是水体污染治理和农田肥料生产的可持续发展的重要过程。
3.但是现有废水回收装置是通过向养殖废水中添加含镁药剂，通过沉淀反应回收养殖废水中的磷，虽然通过添加含镁药剂，能够有效实现对养殖废水中磷的回收，但是对养殖废水中氮的回收效率较低，且对回收后的废水缺乏进一步处理，导致其仍然会造成水体的二次污染，导致现有养殖废水回收处理装置不能很好的实现对氮磷两种元素的回收，且缺乏对回收后废水的进一步处理。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法，具备废水回收处理效果好，氮磷回收效率高的优点。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于污水治理的氮磷回收装置，包括ph调节池和絮凝池，ph调节池和絮凝池通过管道连接，所述絮凝池的出口端连接有吹脱反应釜，吹脱反应釜的外部设置有沉淀池，沉淀池的外部设置有膜分离池，膜分离池的外部设置有氮回收池，氮回收池的外部设置有用于进气的输气管，输气管的进气端分别连通吹脱反应釜和膜分离池，所述沉淀池的外部设置有分离池，所述分离池通过管道和ph调节池的进水管连通。
6.进一步地，所述吹脱反应釜的内部设置有ph检测器，所述吹脱反应釜的顶部设置有加料口，所述输气管连通吹脱反应釜的顶部，所述吹脱反应釜的外部设置有空气压缩机一，空气压缩机一用于向吹脱反应釜内部吹气。
7.进一步地，所述吹脱反应釜的内底部固定连接有支撑杆，支撑杆的外部固定连接有三组吹气块，所述吹脱反应釜的顶部固定连接有电机，电机的底部输出端固定连接有套轴，套轴的外部固定连接有连接环，连接环连接不同相邻吹气块之间的套轴，连接环的外部固定连接有连接杆，连接杆的外部固定连接有刮杆。通过设置三组吹气块，保证对吹脱反应釜内部的吹气效果，进而保证对气态氨的吹脱效果和吹脱效率，提高氮的回收，同时在连接杆的转动作用下，起到搅拌吹脱反应釜内部反应液的效果，保证镁盐和反应液的充分反应。
8.进一步地，所述吹脱反应釜的内底部和吹气块的外部均设置有吹气孔，空气压缩机一通过支撑杆和吹气块的吹气孔连通。通过向吹脱反应釜底部和吹气块向吹脱反应釜的
内部鼓气，使气态氨和处理液分离，实现氮的分离与提取。
9.进一步地，所述连接环和吹气块之间设置有橡胶刮板，所述刮杆和吹脱反应釜的内壁之间设置有橡胶刮板。用于刮除吹气块和吹脱反应釜的内壁，避免结晶磷酸铵镁与吹脱反应釜或吹气块粘附，既保证磷的回收效果，又能保证对吹脱反应釜的内壁清洁。
10.进一步地，所述膜分离池包括阳极室、阴极室和氮回收室，阳极室的内部设置有阳极板，阴极室内部设置有阴极板，阳极室和氮回收室之间设置有用于分隔的阳极膜、阴极室和氮回收室之间设置有用于分隔的阴极膜，阳极室和阴极室之间设置有回流管，所述膜分离池的外部设置有空气压缩机二，空气压缩机二和氮回收室连通。
11.进一步地，所述阳极室和阴极室的顶部均设置有添加口，添加口通过管道和沉淀池连通。
12.进一步地，所述阳极板和阴极板之间设置有供电电源，供电电源用于输出直流电。
13.一种用于污水治理的氮磷回收装置的使用方法，采用上述的一种用于污水治理的氮磷回收装置实现，其特征在于，其步骤包括：
14.步骤一、将污水通入ph调节池，在ph调节池内添加石灰石或白云石，调节ph酸碱度≥7.5；
15.步骤二、将调节后污水导入絮凝池，添加絮凝剂进行污水沉淀；
16.步骤三、将沉淀过滤后清水层注入吹脱反应釜，在吹脱反应釜内通过加料口添加naoh，调节ph酸碱度7.8-11.5，在吹脱反应釜内通过加料口添加镁盐，吹脱反应釜内部加热38℃-46℃，空气压缩机一进行鼓气，使吹脱反应釜内部氮形成气态氨上升，通过输气管排出；
17.步骤四、反应后处理液导入沉淀池，在沉淀池内部进行静止沉淀，将沉淀池的清水层导入膜分离池，沉淀层导入分离池；
18.步骤五、沉淀层在分离池内部通过膜板压滤分离，得到磷酸铵镁，将磷酸铵镁低温烘干，烘干温度为28℃-32℃，将分离液通过导管导入ph调节池；
19.步骤六、步骤四上层清水层在膜分离池内部进行电渗膜分离，阳极室的铵离子和阴极室的碳酸氢根离子分别透过阳极膜和阴极膜进入氮回收室，铵离子和碳酸氢根离子进入氮回收室生成碳酸氢铵结晶，同时空气压缩机二在氮回收室通气，进行二次氮吹脱反应，膜分离池分离气态氨进入输气管；
20.步骤七、输气管将气态氨导入氮回收池，氮回收池内部设置有稀硫酸，气态氨在稀硫酸内部反应生成硫酸铵；
21.步骤八、检测氮回收池内部ph酸碱度，在氮回收池内部ph≥5.2时，更换硫酸溶液，对处理液进行低温干燥，烘干温度为42℃-48℃，完成氮的回收。
22.进一步地，步骤三中镁磷摩尔量比为1.12:1。
23.有益效果：
24.1、该用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法，通过吹脱反应釜的使用，完成对氮磷的回收利用和废水的净化处理，且通过增加膜分离池，进一步提高对氮的回收效果，解决现有氮回收率低的问题，同时先经过吹脱反应釜再经过膜分离池，便于适配处理含氮量高废水和含氮量低废水，保证整体设备的使用效果和使用寿命，且有效保证氮磷的回收效果和回收效率，提高废水净化效果。
25.2、该用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法，通过分离液通过导管导入ph调节池，便于对分离后的废水进行反应处理，提高废水的净水处理效果，同时减少废水的二次排放，同时方便分离废水对ph调节池的ph酸碱度调节，达到较少调节剂使用，达到循环利用，减少调节剂消耗的效果。
26.3、该用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法，通过设置三组吹气块，保证对吹脱反应釜内部的吹气效果，进而保证对气态氨的吹脱效果和吹脱效率，提高氮的回收，同时在连接杆的转动作用下，起到搅拌吹脱反应釜内部反应液的效果，保证镁盐和反应液的充分反应。
27.4、该用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法，通过连接环和吹气块之间设置有橡胶刮板，所述刮杆和吹脱反应釜的内壁之间设置有橡胶刮板。用于刮除吹气块和吹脱反应釜的内壁，避免结晶磷酸铵镁与吹脱反应釜或吹气块粘附，既保证磷的回收效果，又能保证对吹脱反应釜的内壁清洁。
28.5、该用于污水治理的氮磷回收装置及其使用方法，通过电渗膜分离作用下，铵离子和碳酸氢根离子进入氮回收室73生成碳酸氢铵结晶，同时空气压缩机二在氮回收室通气，进行二次氮吹脱反应，膜分离池分离气态氨进入输气管，完成进一步氮的回收，使氮的整体回收达到95％-97％，有效保证污水的氮的回收效果和回收效率。
附图说明
29.图1为本发明整体设备连接示意图；
30.图2为本发明吹脱反应釜示意图；
31.图3为本发明膜分离池示意图。
32.图中：1、ph调节池；2、絮凝池；3、吹脱反应釜；31、加料口；32、空气压缩机一；33、支撑杆；34、吹气块；35、电机；36、套轴；37、连接环；38、连接杆；39、刮杆；4、沉淀池；5、分离池；6、输气管；7、膜分离池；71、阳极室；72、阴极室；73、氮回收室；74、阳极板；75、阴极板；76、阳极膜；77、阴极膜；78、回流管；79、空气压缩机二；8、氮回收池。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.实施例一
35.请参阅图1-3，一种用于污水治理的氮磷回收装置，包括ph调节池1和絮凝池2，ph调节池1和絮凝池2通过管道连接，絮凝池2的出口端连接有吹脱反应釜3，吹脱反应釜3的外部设置有沉淀池4，沉淀池4的外部设置有膜分离池7，膜分离池7的外部设置有氮回收池8，氮回收池8的外部设置有用于进气的输气管6，输气管6的进气端分别连通吹脱反应釜3和膜分离池7，沉淀池4的外部设置有分离池5，分离池5通过管道和ph调节池1的进水管连通。
36.进一步地，吹脱反应釜3的内部设置有ph检测器，吹脱反应釜3的顶部设置有加料口31，输气管6连通吹脱反应釜3的顶部，吹脱反应釜3的外部设置有空气压缩机一32，空气压缩机一32用于向吹脱反应釜3内部吹气。
37.ph调节池1和絮凝池2用于对污水的预处理，调节污水的初始ph酸碱度，使污水处于中性或弱碱性，然后通过絮凝池2对污水的固体杂质进行去除，其中对絮凝池2添加的絮
凝剂包括但不限于明矾、聚丙烯酰胺、聚合氧化铝。
38.将预处理的废水通入吹脱反应釜3进行氮磷的分离，由于该状态下的废水处于含氮量高的状态，因此便于采用吹脱法进行氮的分离，使氮生成气态氨通过输气管6通入氮回收池8。且在吹脱过程中，添加naoh，调节ph酸碱度至7.8-11.5，进一步提高气态氨的分离效果。同时向吹脱反应釜3中添加氯化镁或硫酸镁，使镁反应生成磷酸铵镁。
39.吹脱反应釜3进行吹脱反应2-4小时，然后将处理液通入沉淀池4进行静止沉淀，静止沉淀2-5小时，将沉淀上清液导入膜分离池7，将沉淀下混合液通入分离池5，通过膜板压滤分离，提取磷酸铵镁，将磷酸铵镁低温烘干，烘干温度为28℃-32℃，完成对磷的回收，且有效保证磷的回收效果和回收效率，保证磷的回收达到96％-98％，且同时将分离液通过导管导入ph调节池1，便于对分离后的废水进行反应处理，提高废水的净水处理效果，同时减少废水的二次排放，同时方便分离废水对ph调节池1的ph酸碱度调节，达到较少调节剂使用，达到循环利用，减少调节剂消耗的效果。
40.分离上清液仍含有少量氮，适用于进行膜分离法进行氮的分离，因此在上清液在膜分离池7进行进一步氮的分离，使其生产气态氨，气态氨通过输气管6进入氮回收池8。
41.氮回收池8内部设置有稀硫酸，在气态氨通过入稀硫酸中，气态氨在稀硫酸内部反应生成硫酸铵；同时同步动态检测氮回收池8内部ph酸碱度，在氮回收池8内部ph≥5.2时，更换硫酸溶液，对更换的处理液进行低温干燥，烘干温度为42℃-48℃，完成氮的回收。
42.实施例二
43.请参阅图2，在实施例一的基础上，与实施例一的区别特征在于，吹脱反应釜3的内底部固定连接有支撑杆33，支撑杆33的外部固定连接有三组吹气块34，吹脱反应釜3的顶部固定连接有电机35，电机35的底部输出端固定连接有套轴36，套轴36的外部固定连接有连接环37，连接环37连接不同相邻吹气块34之间的套轴36，连接环37的外部固定连接有连接杆38，连接杆38的外部固定连接有刮杆39。通过设置三组吹气块34，保证对吹脱反应釜3内部的吹气效果，进而保证对气态氨的吹脱效果和吹脱效率，提高氮的回收，同时在连接杆38的转动作用下，起到搅拌吹脱反应釜3内部反应液的效果，保证镁盐和反应液的充分反应。
44.其中，吹脱反应釜3的内底部和吹气块34的外部均设置有吹气孔，空气压缩机一32通过支撑杆33和吹气块34的吹气孔连通。通过向吹脱反应釜3底部和吹气块34向吹脱反应釜3的内部鼓气，使气态氨和处理液分离，实现氮的分离与提取。
45.其中，连接环37和吹气块34之间设置有橡胶刮板，刮杆39和吹脱反应釜3的内壁之间设置有橡胶刮板。用于刮除吹气块34和吹脱反应釜3的内壁，避免结晶磷酸铵镁与吹脱反应釜3或吹气块34粘附，既保证磷的回收效果，又能保证对吹脱反应釜3的内壁清洁。
46.实施例三
47.请参阅图3，在实施例一的基础上，与实施例一的区别特征在于，膜分离池7包括阳极室71、阴极室72和氮回收室73，阳极室71的内部设置有阳极板74，阴极室72内部设置有阴极板75，阳极室71和氮回收室73之间设置有用于分隔的阳极膜76、阴极室72和氮回收室73之间设置有用于分隔的阴极膜77，阳极室71和阴极室72之间设置有回流管78，膜分离池7的外部设置有空气压缩机二79，空气压缩机二79和氮回收室73连通。
48.其中，阳极室71和阴极室72的顶部均设置有添加口，添加口通过管道和沉淀池4连通。
49.其中，阳极板74和阴极板75之间设置有供电电源，供电电源用于输出直流电。
50.膜分离池7进行膜分离时，供电电源的正负极分别连接阳极板74和阴极板75，使膜分离池7产生电压差，阳极室71的铵离子和阴极室72的碳酸氢根离子分别在电渗透作用下透过阳极膜76和阴极膜77进入氮回收室73，且在阴极室72生成氢气，阴极室72设置有氢气回收管，生成氢气通过氢气回收管回收。
51.电渗膜分离作用下，铵离子和碳酸氢根离子进入氮回收室73生成碳酸氢铵结晶，同时空气压缩机二79在氮回收室73通气，进行二次氮吹脱反应，膜分离池7分离气态氨进入输气管6，完成进一步氮的回收，使氮的整体回收达到95％-97％，有效保证污水的氮的回收效果和回收效率。
52.实施例四
53.一种用于污水治理的氮磷回收装置的使用方法，采用上述的一种用于污水治理的氮磷回收装置实现，其特征在于，其步骤包括：
54.步骤一、将污水通入ph调节池1，在ph调节池1内添加石灰石或白云石，调节ph酸碱度≥7.5；
55.步骤二、将调节后污水导入絮凝池3，添加絮凝剂进行污水沉淀；
56.步骤三、将沉淀过滤后清水层注入吹脱反应釜3，在吹脱反应釜3内通过加料口31添加naoh，调节ph酸碱度7.8-11.5，在吹脱反应釜3内通过加料口添加镁盐，吹脱反应釜3内部加热38℃-46℃，空气压缩机一32进行鼓气，使吹脱反应釜3内部氮形成气态氨上升，通过输气管6排出；
57.其中：镁盐包括氯化镁或硫酸镁，镁磷摩尔量比为1.12:1；
58.步骤四、反应后处理液导入沉淀池4，在沉淀池4内部进行静止沉淀，将沉淀池4的清水层导入膜分离池7，沉淀层导入分离池5；
59.步骤五、沉淀层在分离池5内部通过膜板压滤分离，得到磷酸铵镁，将磷酸铵镁低温烘干，烘干温度为28℃-32℃，将分离液通过导管导入ph调节池1；
60.步骤六、步骤四上层清水层在膜分离池7内部进行电渗膜分离，阳极室71的铵离子和阴极室72的碳酸氢根离子分别透过阳极膜76和阴极膜77进入氮回收室73，铵离子和碳酸氢根离子进入氮回收室73生成碳酸氢铵结晶，同时空气压缩机二79在氮回收室73通气，进行二次氮吹脱反应，膜分离池7分离气态氨进入输气管6；
61.步骤七、输气管6将气态氨导入氮回收池8，氮回收池8内部设置有稀硫酸，气态氨在稀硫酸内部反应生成硫酸铵；
62.步骤八、检测氮回收池8内部ph酸碱度，在氮回收池8内部ph≥5.2时，更换硫酸溶液，对处理液进行低温干燥，烘干温度为42℃-48℃，完成氮的回收。
63.尽管已经示出和描述了本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。