一种去除并回收利用沼液中氮和磷的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9741395阅读:来源:国知局
,所述的填料包中的填料为石英砂或生物质炭,所述的生物质炭为沼渣碳 化生成。
[0021 ]与现有的技术相比,本发明具有如下有益效果: 1、用鸟粪石结晶法处理沼液磷,可实现沼液磷60%~70%的回收率,回收沉淀中鸟粪石的 含量可达20%~30%。
[0022] 2、根据氨吹脱柱吸收装置中硫酸铵的实际产量进行定期进行硫酸铵回收,同时需 采用清水对回收产物进行洗涤。通过硫酸铵进行氨回收,氮回收率可达70%~80%。
[0023] 3、本发明以生物和化学的手段联合,在处理沼液的同时,实现鸟粪石和硫酸铵高 附加值产品的回收,工艺简单易行,有效降低传统沼液处理的运行费用,处理成本相对低 廉,在沼液具体处理中也获得了很好的效果且效率稳定。
[0024] 4、本发明遵循技术效率高、经济成本低和环境安全好的原则,对规模化畜禽养殖 场沼液,采取鸟粪石结晶-氨吹脱-SBBR/BAF组合工艺,对沼液进行处理与资源化利用,在实 现沼液经处理后达畜禽养殖业污染物排放标准的同时,产出具有高附加值的产品,实现氮 磷的回收,有效降低传统沼液处理的运行费用,还具有处理效果稳定等特点。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的工艺流程图; 图2为本发明的鸟粪石结晶装置结构示意图; 图3为本发明的氨吹脱装置结构示意图; 图4为本发明的SBBR装置和BAF装置结构示意图; 图5为本发明的C0D去除效果时间趋势图; 图6为本发明的氨氮去除效果时间趋势图; 图7为本发明的TP去除效果时间趋势图。
[0026]附图中:11一pH调节池 I; 12-NaOH溶液储存器;13-鸟粪石结晶器;131-外筒体; 132-内筒体;133-溢流槽;134-溢流堰;135-电动搅拌器;136-截留网;137-排泥阀; 138 一上沉泥斗;139-下沉泥斗;130-连接筒;14 一MgCl2溶液储存器;15-脱憐沼液池; 21-吹脱塔;210-吹脱柱;211 -进液口; 212-逸气口; 213A-上布水板;213B -中布水板; 213C-下布水板;214-储液箱;215-进气曝气盘;216-间歇式气栗;22-水洗池;23-硫 酸溶液池;24-pH调节池 II;241-盐酸溶液加注栗;31-SBBR反应装置;311-搅拌潜水栗; 312-排泥口; 313-粘砂块鼓风曝气盘;314-空气栗;32-容量缓冲池;41 一支撑网;42- 过滤层;43-喷淋头;44 一曝气头;45-布气栗;46-净水排出管。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0028] -、一种去除并回收利用沼液中氮和磷的方法,工艺流程如图1所示,包括以下步 骤: 1) 鸟粪石结晶:先用NaOH溶液将沼液的pH值调节至9~10,再向该沼液中加入MgCl2溶 液,使沼液中n(Mg 2+): η(正磷酸盐)=1.3~1.4:1;匀速搅拌该沼液使其生成鸟粪石(磷酸铵 镁)结晶,该鸟粪石结晶最终形成污泥状沉淀,得到鸟粪石污泥沉淀和脱磷沼液。
[0029] 由于沼液中有大量以NH4+形式存在的氮和以磷酸盐形式存在的磷,故向其中加入 一定量的Mg2+可以使其发生如下反应,从而将氮、磷,尤其是磷基本除去。适时地将生成的鸟 粪石(磷酸铵镁)回收作为肥料。
2) 氨吹脱:将步骤1)得到的脱磷沼液导入氨吹脱装置,使脱磷沼液从上到下以1.5~ 2. Om/h的滤速流经氨吹脱装置的吹脱柱,并使空气从下而上经过该吹脱柱,以使空气与脱 磷沼液接触发生传质作用;得到从吹脱柱顶部逸出的粗氨气和从吹脱柱底部渗出的脱磷脱 氮沼液。将粗氨气水洗后,用硫酸溶液吸收,得到硫酸铵溶液。
[0031]经步骤1)处理后的脱磷沼液中仍然有大量以NH4+形式存在的氮,通过氨吹脱,使其 以氨气的方式逸出,经过水洗吹收粗氨气中的杂质可以得到精氨气,精氨气用硫酸溶液吸 收,得到硫酸铵溶液,将硫酸铵溶液蒸发结晶可以得到固态的硫酸铵,可以用作肥料。为保 证吸收效果,硫酸的物质的量应当过量20%左右。
[0032] 3)SBBR处理:利用盐酸溶液将步骤2)得到的脱磷脱氮沼液的pH值调节至7~8,再将 该脱磷脱氮沼液导入SBBR装置,使其按进水工序、好氧曝气工序、缺氧搅拌工序、沉淀工序 和出水工序依次进行处理;其中,好氧曝气工序的溶解氧控制为3~5mg/L,缺氧搅拌工序的 溶解氧控制在< 〇. 5mg/L,出水工序的排水比为1 /3;所述SBBR装置中的污泥的污泥龄为15~ 20d;所述脱磷脱氮沼液在SBBR装置中的停留时间为24~36h。
[0033] 4)BAF处理:将经步骤3)处理的脱磷脱氮沼液导入BAF池,使该脱磷脱氮沼液反应 完全得到净水,以实现沼液中氮和磷的去除并回收利用;所述的BAF的曝气气水比为5~8:1, 停留时间为2~5h。
[0034] 其中:步骤1)中所述的NaOH溶液的浓度为1~2mo 1 /L,用NaOH溶液调节后的沼液的 pH值为9.5;所述的MgCl2溶液的浓度为lmol/L。这一系列浓度既保证了各溶液能发挥其作 用,又不浪费物料。
[0035] 步骤2)中空气与脱磷沼液的气液比为50:1,以保证吹脱效果;所述的硫酸溶液的 浓度为〇. 4mol/L,保证吸收效果。
[0036] 步骤3)中所述的进水工序、好氧曝气工序、缺氧搅拌工序、沉淀工序和出水工序的 时间分别为15111;[11、5.011、211、30111;[11和15111;[11,以达到最佳的处理效果。
[0037]发明的工艺以沼液出水达标为标准,以循环再利用为思路,以化学生物组合处理 手段为基础,产出具有高附加值的产品,实现氮磷的回收。而传统的沼液处理多采用生物处 理工艺,但由于沼液的水质特性的限制,处理效果不好,沼液非达标排放对环境造成不良影 响。采用高能耗,高投入的化学手段,则处理成本过重,处理工艺的应用受到限制。本发明以 生物和化学的手段联合,在处理沼液的同时,实现鸟粪石和硫酸铵高附加值产品的回收,工 艺简单易行,有效降低传统沼液处理的运行费用,处理成本相对低廉,在沼液具体处理中也 获得了很好的效果且效率稳定,为沼液的深度处理提供了一条新思路。
[0038]二、一种去除并回收利用沼液中氮和磷的装置,包括鸟粪石结晶装置、氨吹脱装 置、SBBR装置和BAF装置; 如图2所示,所述的鸟粪石结晶装置包括pH调节池111、鸟粪石结晶器13、Na0H溶液储存 器12、MgCl2溶液储存器14和脱磷沼液池15;所述的鸟粪石结晶器13的上半部分由外筒体 131和套于其中的内筒体132构成,所述的内筒体132与外筒体131之间固定有截留网136,所 述内筒体132中间还设置有电动搅拌器135;在所述外筒体131上端的外壁上还设置有一个 环形的溢流槽133,高于所述的溢流槽133的外筒体131构成溢流堰134,所述的溢流槽133的 底部设置有排水口;所述鸟粪石结晶器13的下半部分为漏斗状的沉泥斗,该沉泥斗的底部 设有排泥阀137;所述的NaOH溶液储存器12与所述的pH调节池111通过NaOH溶液输送管连 通,所述的鸟粪石结晶器13分别通过沼液输入管和MgCl 2溶液输入管与所述的pH调节池111 和MgCl2溶液储存器14连通,所述的沼液输入管和MgCl 2溶液输入管的出口端位于所述的内 筒体132内;所述的脱磷沼液池15通过管道与所述溢流槽133的排水口连通。
[0039]电动搅拌机的转速控制在100~150r/min,使MgCl2溶液与沼液混合均匀,并快速发 生反应生成鸟粪石晶体,反应后的混浊液在搅拌机的推动作用下沿内筒体132向下运动,混 浊液中的鸟粪石结晶逐渐下沉,形成污泥。混浊液中的液态物质形成脱磷沼液在后续进入 的MgCl 2溶液和沼液的推动下,经内筒体132和外筒体
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