一种磷化及氨氮废水协同处置装置的制作方法

本实用新型属于环境保护与资源再生领域，具体涉及一种磷化及氨氮废水协同处置装置及方法。

背景技术：

随着汽车制造、通讯设施制造等行业的迅猛发展，金属表面磷化处理技术得到广泛应用。磷化处理是利用含磷酸或含磷酸盐的溶液在金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，包括碱洗除油、酸洗除锈、磷化和钝化处理等工序，在此过程中产生大量的高浓度磷化废水。与此同时，石化、制药、焦化、合成氨和制革等行业的生产过程中则会产生大量的高浓度氨氮废水。若这些废水得不到有效处理而直接排放，势必造成水体富营养化、地下水污染等严重环境与生态问题，给社会带来不可估量的损失。

目前，国内外的除磷技术以生物法和化学法为主，然而高浓度磷化废水中重金属离子浓度高，可生化性差，难于直接进行生物法处理，因此化学法是处理高浓度磷化废水的可靠技术。在化学法除磷技术中，沉淀法又以其高效、简便的特点被广泛采用。而关于含氨氮废水的处理技术，主要有生物合成硝化法、离子交换法、空气蒸汽气提法、化学沉淀法等。但上述处理技术均有不足之处,如气提法能耗高、容易结垢，并且必须进行后处理，否则会产生二次污染；吸附法受平衡过程控制，限制脱氮效率；离子交换法树脂用量较大，再生频繁，成本高；生物合成硝化法是受温度及废水中的某些组干扰大，且占地面积大、反应速度慢、污泥驯化时间长，对高浓度氨氮废水的处理效果不够理想；化学沉淀法则会产生大量的污泥，难于二次处理。

中国专利申请号201210036928.6，申请日期为2012.2.17的专利申请文件公开了一种处理高浓度含磷废水的复合除磷剂的制备和应用方法，该方法以沸石、硅酸钠、氧化钙、水为原料，通过水热合成得到复合除磷剂，投加后无需碱条件，方法简单；本发明的缺点是除磷剂制备较为复杂，产生大量的沉淀物，并未实现磷酸盐的资源化利用。中国专利申请号为201110101379.1，申请日期为2011.4.22的专利申请文件公开了一种用于处理含磷废水的吸附材料及用途。该方法为通过制备聚磷吸附材料将含磷废水中的磷吸附出来，降低废水中的磷含量。该发明的缺点是吸附材料吸附能力较弱，且易吸附饱和，易产生二次污染等。

与上述专利相比，本发明利用磷化废水协同处置氨氮废水，实现了以废治废的思路，在本发明的工艺中，将废水中的磷和氮通过配置的沉淀剂转化为MAP，能很好的实现资源化利用，且工艺操作简单，处理效果经济高效，值得推广应用。但是目前尚缺少一种同时处理磷化废水和氨氮废水的装置。

技术实现要素：

针对现有的技术问题，本实用新型提供了一种新型磷化废水协同处置氨氮废水的装置。具有能同时处理磷化废水和氨氮废水、并能收集沉淀物的优点。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种磷化及氨氮废水协同处置装置，包括氨氮废水预处理系统，氮废水预处理系统连接调节池，调节池设有磷化废水补入口，调节池连接沉淀反应池，沉淀反应池中设有一用于向沉淀反应池投放沉淀剂的沉淀剂投加管，沉淀反应池设置有沉淀物挖取装置，沉淀反应池的一端连接过滤系统，过滤系统将沉淀反应池中的沉淀物阻挡，而滤液经过滤系统进入废水处理系统。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的氨氮废水预处理系统包括有第一砂滤池和第二砂滤池，第一砂滤池设有氨氮废水补入口，第一砂滤池连接第二砂滤池，第二砂滤池连接调节池。

上述的沉淀物挖取装置包括一设置在沉淀反应池边上的泥斗和设置在沉淀反应池中的刮板，刮板的下端延伸至沉淀反应池的池底但不与沉淀反应池的池底接触，刮板能在电机的带动下在沉淀反应池中移动，将沉淀反应池中的沉淀物推向泥斗处，沉淀反应池设置有一用于搅动反应池中废水的泵。

上述的氨氮废水预处理系统和调节池为两组，沉淀反应池、沉淀物挖取装置和过滤系统为一组，这两组氨氮废水预处理系统和调节池紧挨在沉淀反应池的左右两侧，泥斗置于沉淀反应池的前部，过滤系统设置在沉淀反应池的后部。

上述的过滤系统为一设置有滤网的砂滤池，滤网置于过滤系统与沉淀反应池的连接处。

一种磷化废水和氨氮废水协同处置方法，包括以下步骤：

步骤一、将高浓度氨氮废水注入氨氮废水预处理系统除杂，

步骤二、将除杂后的氨氮废水送入调节池，在调节池中加入磷化废水，使氨氮废水和磷化废水混合，

步骤三、将混合废水送入沉淀反应池中，加入沉淀剂，使混合废水形成MAP悬浊液，

步骤四、将MAP悬浊液向过滤系统注入，过滤系统将MAP悬浊液的沉淀物阻挡，滤液进入过滤系统，

步骤五、收集沉淀物，制成MAP成品，滤液过滤系统进入废水处理系统作废水处理；

沉淀剂由MgSO₄和NaOH组成，沉淀剂和磷化废水中的PO₄^3-共同作用使混合废水形成MAP悬浊液。

步骤五中的沉淀物经压滤后即为MAP成品，废水处理系统为人工湿地。

高浓度氨氮废水氨氮含量在200mg/L以上，在氨氮废水预处理系统中除杂反应时间为2～4h。

步骤二中磷化废水和氨氮废水混合后，根据磷化废水与氨氮废水的浓度，按比例调配使得nNH₄⁺:nPO₄^3-＝1～1.2:1，调节稳定时间为1～3h，废水pH值控制在7～8.5。

沉淀剂配置比例(质量比)为MgSO4：NaOH＝1.5～4：1，沉淀剂的投加量(质量比)为废水的0.5％～5％，搅拌反应时间为0.5～1.5h。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

本实用新型的结构简单，能同时处理理磷化废水和氨氮废水，设有沉淀物挖取装置，具有能收集沉淀物的优点。

而本实用新型公开的方法，具有更高的处理效率，能耗、处理成本较低的优点；

本实用新型将磷化污泥制备成工业副产物高效缓释肥料鸟粪石，实现了磷化污泥的资源化利用，适宜推广使用。

本实用新型公开的方法改进了沉淀剂，现有的用于制备MAP的沉淀剂需要混入磷酸盐，例如磷酸二氢钠，但是本实用新型利用了磷化废水中的磷酸，因此，沉淀剂的配方与现有技术中的沉淀剂不同，有效降低沉淀剂成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的工艺流程示意图。

其中的附图标记为：第一砂滤池1、第二砂滤池2、调节池3、沉淀剂投加管4、沉淀反应池5、沉淀物挖取装置6、泥斗61、刮板62、过滤系统7。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

本实用新型的一种磷化及氨氮废水协同处置装置，包括氨氮废水预处理系统，氮废水预处理系统连接调节池3，调节池3设有磷化废水补入口，调节池3连接沉淀反应池5，沉淀反应池5中设有一用于向沉淀反应池5投放沉淀剂的沉淀剂投加管4，沉淀反应池5设置有沉淀物挖取装置6，沉淀反应池5的一端连接过滤系统7，过滤系统7将沉淀反应池5中的沉淀物阻挡，而滤液经过滤系统7进入废水处理系统。

实施例中，氨氮废水预处理系统包括有第一砂滤池1和第二砂滤池2，第一砂滤池1设有氨氮废水补入口，第一砂滤池1连接第二砂滤池2，第二砂滤池2连接调节池3。

实施例中，沉淀物挖取装置6包括一设置在沉淀反应池5边上的泥斗61和设置在沉淀反应池5中的刮板62，刮板62的下端延伸至沉淀反应池5的池底但不与沉淀反应池5的池底接触，刮板62能在电机的带动下在沉淀反应池5中移动，将沉淀反应池5中的沉淀物推向泥斗61处，沉淀反应池5设置有一用于搅动反应池5中废水的泵。

实施例中，氨氮废水预处理系统和调节池3为两组，沉淀反应池5、沉淀物挖取装置6和过滤系统7为一组，这两组氨氮废水预处理系统和调节池3紧挨在沉淀反应池5的左右两侧，泥斗61置于沉淀反应池5的前部，过滤系统7设置在沉淀反应池5的后部。

实施例中，过滤系统7为一设置有滤网的砂滤池，滤网置于过滤系统7与沉淀反应池5的连接处。

一种磷化废水和氨氮废水协同处置方法，包括以下步骤：

步骤一、将高浓度氨氮废水注入氨氮废水预处理系统除杂，

步骤二、将除杂后的氨氮废水送入调节池3，在调节池3中加入磷化废水，使氨氮废水和磷化废水混合，

步骤三、将混合废水送入沉淀反应池5中，加入沉淀剂，使混合废水形成MAP悬浊液，

步骤四、将MAP悬浊液向过滤系统7注入，过滤系统7将MAP悬浊液的沉淀物阻挡，滤液进入过滤系统7，

步骤五、收集沉淀物，制成MAP成品，滤液过滤系统7进入废水处理系统作废水处理；

沉淀剂由MgSO4和NaOH组成。沉淀剂和磷化废水中的PO₄^3-共同作用使混合废水形成MAP悬浊液。

步骤五中的沉淀物经压滤后即为MAP成品，废水处理系统为人工湿地。

高浓度氨氮废水氨氮含量在200mg/L以上，在氨氮废水预处理系统中除杂反应时间为2～4h。

步骤二中磷化废水和氨氮废水混合后，根据磷化废水与氨氮废水的浓度，按比例调配使得nNH₄⁺:nPO₄^3-＝1～1.2:1，调节稳定时间为1～3h，废水pH值控制在7～8.5。

沉淀剂配置比例(质量比)为MgSO4：NaOH＝1.5～4：1，沉淀剂的投加量为废水的0.5％～5％，搅拌反应时间为0.5～1.5h。

以下以具体的实施例进行说明：

实施例1

采用本实用新型处理江苏无锡某化工企业产生的磷化废水，其运行条件为：该企业有总磷浓度为1500mg/L的磷化废水，调节加入氨氮浓度为300mg/L的氨氮废水，磷化废水与氨氮废水的投加比例为1：5，搅拌混合时间为1h；向废水中投加自行配置的沉淀剂，沉淀剂配置比例为MgSO₄：NaOH：Na₂HPO₄＝1.5：1，沉淀剂的投加量为滤液的5％，反应时间为2h；过滤后滤渣即为MAP，滤液则送入生化系统进一步处理。

实施例2

采用本实用新型处理浙江某化工企业的磷化废水，其运行条件为：该企业有总磷浓度为800mg/L的磷化废水，调节加入氨氮浓度为200mg/L的氨氮废水，磷化废水与氨氮废水的投加比例为1：4，搅拌混合时间为1.5h；向废水中投加自行配置的沉淀剂，沉淀剂配置比例为MgSO₄：NaOH：Na₂HPO₄＝2：1，沉淀剂的投加量为滤液的0.5％，反应时间为0.5h；过滤后滤渣即为MAP，滤液则送入生化系统进一步处理。

实施例3

采用本实用新型处理安徽合肥某企业的磷化废水，其运行条件为：该企业有总磷浓度为1200mg/L的磷化废水，调节加入氨氮浓度为450mg/L的氨氮废水，磷化废水与氨氮废水的投加比例为1：3，搅拌混合时间为1.5h；向废水中投加自行配置的沉淀剂，沉淀剂配置比例为MgSO₄：NaOH：Na₂HPO₄＝3.5：1，沉淀剂的投加量为滤液的3％，反应时间为1h；过滤后滤渣即为MAP，滤液则送入生化系统进一步处理。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。