一種污水磷資源回收處理設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種磷資源回收處理設備，該設備主要由布水單元、反應轉化單元、輔助沉淀單元、沉淀單元和產品分離單元組成，使用該設備可以使污水中的磷轉換成磷酸銨鎂(MAP)沉淀，回收的磷酸銨鎂(MAP)是一種極好的磷緩釋劑，可直接作為農業的磷肥進行使用，因此本實用新型具有很好的實用價值和推廣意義。
【專利說明】
一種污水磷資源回收處理設備
技術領域
[0001]本實用新型屬于資源回收技術領域，涉及一種在污泥消化上清液及污泥脫水離心液的磷資源回收處理設備。
【背景技術】
[0002]研究表明，全球磷礦資源將于本世紀中葉面臨枯竭，我國已將磷礦列為2010年后不能滿足國民經濟發展需求的20種礦產之一。而在現實生活中不管是工業污水還是生活污水都含有較高含量的磷，有效去除并回收污水中的磷，不但能滿足國民經濟可持續發展的需要，也是節約城市污水處理廠生產運行成本，降低污水處理系統磷負荷，以及減少化學除磷藥劑使用量的有效辦法。
[0003]常見的污水除磷方法主要為生物除磷和化學除磷，生物除磷是以形成高含磷生物剩余污泥從水中分離來達到除磷的目的，化學除磷是通過在污水中投加化學藥劑形成化學高含磷污泥從水中分離出來達到除磷的目的。雖然這兩種方法都達到了除磷的目的，但形成的含磷污泥成分復雜，無法進行磷資源的有效回收與利用。目前我國城市污水處理廠多采用生物脫氮除磷系統，所產生的剩余污泥在污泥濃縮、脫水、厭氧消化等處置過程中產生大量富磷液，其磷含量高達100mg/L以上。富磷的剩余污泥進入厭氧消化池后，磷會重新釋放出來，在適宜的條件下(如PH值的升高以及鎂離子的存在)形成磷酸銨鎂結晶體，造成后續管道和設備的堵塞和結垢等問題，影響污水處理廠的正常運行。富磷液通常被回流至污水系統首端，使污水處理系統的磷負荷增加10 %?15%，直接影響污水生物處理系統的運行效率，增加污水處理廠的處理負荷和難度，導致化學除磷藥劑投加量和污泥產量的增加，甚至影響出水水質。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種除磷效率高，操作簡單，自動化程度高，磷回收效果好的污水磷回收設備。本實用新型中的設備完全采用物理和電化學的方式對污水中的磷進行處理，使其生成磷酸銨鎂(MAP)沉淀，經分離后完成磷回收。磷酸銨鎂(MAP)又稱鳥糞石，是一種極好的緩釋磷肥。
[0005]本實用新型通過下述技術方案解決上述技術問題:
[0006]—種污水磷資源回收處理設備，其主要由布水單元、反應轉化單元、輔助沉淀單元、沉淀單元、產品分離單元以及出水口組成，其中布水單元作用是使污水進入反應轉化單元時可以均勻進入，避免短流;其包括進水口、緩沖室以及布水板，所述的布水板上均勻分布有網狀小孔；
[0007]所述的反應轉化單元由反應電極板對和反應電源組成，其中反應電極板對包括固定放置的一組或多組相間分布的正電極板和負電極板，各組正電極板并聯設置并與反應電源正極相連，各組負電極板并聯設置并與反應電源負極相連，反應轉化單元的作用是發生電化學反應，使上清液中的磷和氨氮與正極電解的鎂離子反應生成磷酸銨鎂；
[0008]所述的輔助沉淀單元是將正極上反應產物清理使其進入沉淀單元，其由轉刷、傳動軸以及反應電機組成，反應電機通過傳動軸控制轉刷轉動將正極上的反應產物刷下，所述反應電機配套電動機和減速箱，可以控制轉刷的啟停和轉動速率；
[0009]所述的沉淀收集單元由沉淀槽、傳輸電動機、以及螺桿輸送機組成，其作用是將反應產物沉淀并將其運送到分離單元，其中所述傳輸電動機配套電動機和減速箱，用以控制螺桿輸送機的啟停和傳輸速率。
[0010]所述的分離單元由分離室以及輸出管組成，所述分離室內部設有收集帽，收集帽為錐形，目標產品通過自由沉淀下降，并沿收集帽匯至分離室底部。
[0011]如上所述的污水磷資源回收處理設備中，優選地，所述的布水單元的布水板的迎水面設有隔離網，隔離網為雙層結構，可以進行拆卸清洗。其可對上清液中的懸浮物進行有效分離，從而提高目標產品純度。
[0012]如上所述的污水磷資源回收處理設備中，優選地，所述的反應轉化單元中正電極板采用金屬鎂作為電極，負電極板為惰性石墨電極;通入直流電后，發生電化學反應。優選地，所述的正電極板和負電極板之間具有一定高低落差，所有正電極板高度相同，所有負電極板高度相同。
[0013]如上所述的污水磷資源回收處理設備中，所述的反應轉化單元中正電極板為金屬鎂，負電極板為惰性石墨電極;正電極板上生成的反應產物為磷酸銨鎂。
[0014]如上所述的污水磷資源回收處理設備中，所述的正電極板和負電極板之間具有一定高低落差，所有正電極板高度相同，所有負電極板高度相同。反應轉化單元的電源供電方式為連續供電或間歇脈沖式供電。
[0015]如上所述的污水磷資源回收處理設備中，所述的沉淀收集單元通過沉淀槽收集目標產品，然后通過電動裝置帶動螺桿輸送機對目標產品進行傳送。所述的出水口處設置在線磷酸鹽檢測儀，用以監控反應器出水口的磷酸鹽含量。所述的進水口處設置進口流量閥，用以測定進入設備的污水流量。所述的反應轉化單元內設置在線PH值檢測儀，其可通過PLC邏輯控制反應電源的輸出功率。
[0016]如上所述的污水磷資源回收處理設備中，所述的污水為污泥消化上清液、污泥脫水離心液或其組合。
[0017]本實用新型使用方便，維護簡單，不產生二次污染，既解決了現有除磷技術容易造成的化學污泥等二次污染，又可以節約污水廠的運行成本，降低生產磷負荷。同時還可以精確回收磷資源。實現磷資源的可持續發展。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型一種污水磷資源回收處理設備的一個實施示例立體結構示意圖。
[0020]圖中:I一進水口，2—布水板，3—緩沖室，4一轉刷，5—反應電極對，6 —出水口，7一傳動軸，8—反應電機，9一沉淀槽，10—傳輸電機，11一螺桿輸送機，12—分離室，13—輸出管，14 一反應電源。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0022]如圖1所示，本實用新型磷回收處理設備包括布水單元、反應轉化單元、輔助沉淀單元、沉淀單元和產品分離單元。其中布水單元由進水口 1、緩沖室3和布水板2組成。反應轉化單元由反應電極對5和反應電源14組成。輔助沉淀單元由轉刷4、反應電機8、傳動軸7組成。沉淀單兀由沉淀槽9、傳輸電機1以及螺桿輸送機11組成。分尚單兀由分尚室12和輸出管13組成。
[0023]本實用新型磷回收處理設備可以對富磷液進行回收處理，把富磷液中的磷轉換成磷酸銨鎂(MAP)沉淀。富磷液可選取市政污水處理廠污泥消化池上清液，收集上述上清液進入進水口 1，經過緩沖室3對上清液進行緩沖，再通過布水板2進行均勻布水，布水板2迎水面設有隔離網，可對上清液中的懸浮物進行有效分離，從而提高目標產品純度，隔離網為雙層結構，可以進行拆卸清洗。上清液經過布水板后進入反應室，反應室內設有I組或多組反應電極對5、轉刷4以及傳動軸7，反應電極對5由正負電極片組成正電極片采用金屬鎂作為電極，負電極片為惰性石墨電極，所述的正電極板和負電極板之間具有一定高低落差，所有正電極板高度相同，所有負電極板高度相同。通入直流電后，上清液中的磷和氨氮與正極電解的鎂離子反應生成磷酸錢鎂(MAP)，在反應電機8的轉動下，通過傳動軸7帶動轉刷4進行緩慢旋轉，通過轉刷4的旋轉加速鎂離子的擴散使其與上清液加速融合，同時在轉刷4在旋轉的過程中清除附著在反應電極5上的磷酸銨鎂沉淀。經過多級反應后上清液通過出水口 6排出，排出液可回流至污水廠生化段，減少二次污染。通過反應電極產生的磷酸銨鎂沉淀(MAP)在重力的作用下自由沉淀進入沉淀槽9，最后落入螺桿輸送機內，在傳輸電機的帶動下，螺桿輸送機把磷酸銨鎂沉淀(MAP)傳輸至分離室12，分離室12內設有收集帽，磷酸銨鎂沉淀(MAP)沿收集帽自由沉淀落入反應室底部，最后在通過輸出管13排出，最終得到目標產品磷酸銨鎂(MAP)。
[0024]出水口6設置在線磷酸鹽檢測儀，在線監控反應器出水口磷酸鹽含量，同時通過進水口 I在線檢測的進口流量閥和反應器內的在線PH值檢測儀，經過PLC邏輯控制反應電源14輸出功率，保證磷回收處理設備的磷回收率。
[0025]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何屬于本技術領域的技術人員在本實用新型公布的范圍內，可輕易想到的變化或替換都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內，因此，本實用新型的保護范圍應該以該權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種污水磷資源回收處理設備，其主要由布水單元、反應轉化單元、輔助沉淀單元、沉淀單元、產品分離單元以及出水口組成，其特征在于，所述的布水單元作用包括進水口、緩沖室以及布水板，所述的布水板上均勻分布有網狀小孔； 所述的反應轉化單元由反應電極板對和反應電源組成，其中反應電極板對包括固定放置的一組或多組相間分布的正電極板和負電極板，各組正電極板并聯設置并與反應電源正極相連，各組負電極板并聯設置并與反應電源負極相連； 所述的輔助沉淀單元由轉刷、傳動軸以及反應電機組成，反應電機通過傳動軸控制轉刷轉動將正極上的反應產物刷下，所述反應電機配套電動機和減速箱，可以控制轉刷的啟停和轉動速率； 所述的沉淀收集單元由沉淀槽、傳輸電動機、以及螺桿輸送機組成，其中所述傳輸電動機配套電動機和減速箱，用以控制螺桿輸送機的啟停和傳輸速率； 所述的分離單元由分離室以及輸出管組成，所述收集箱內部設有收集帽，收集帽為錐形，目標產品通過自由沉淀下降，并沿收集帽匯至收集箱底部。2.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的布水單元的布水板的迎水面設有隔離網，隔離網為雙層結構，可以進行拆卸清洗。3.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的反應轉化單元中正電極板為金屬鎂，負電極板為惰性石墨電極;正電極板上生成的反應產物為磷酸銨鎂。4.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的正電極板和負電極板之間具有一定高低落差，所有正電極板高度相同，所有負電極板高度相同。5.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的反應轉化單元中的電源供電方式為連續供電或間歇脈沖式供電。6.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的沉淀收集單元通過沉淀槽收集目標產品，然后通過電動裝置帶動螺桿輸送機對目標產品進行傳送。7.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的出水口處設置在線磷酸鹽檢測儀，用以監控反應器出水口的磷酸鹽含量。8.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的進水口處設置進口流量閥，用以測定進入設備的污水流量。9.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，反應轉化單元內設置在線PH值檢測儀，其可通過PLC邏輯控制反應電源的輸出功率。10.根據權利要求1所述的污水磷資源回收處理設備，其特征在于，所述的污水為污泥消化上清液、污泥脫水離心液或其組合。
【文檔編號】C02F9/06GK205575841SQ201620413577
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】劉娜, 楊琦, 楊智臨, 陳海
【申請人】中國地質大學（北京）