一种污水磷资源回收处理设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种磷资源回收处理设备，该设备主要由布水单元、反应转化单元、辅助沉淀单元、沉淀单元和产品分离单元组成，使用该设备可以使污水中的磷转换成磷酸铵镁(MAP)沉淀，回收的磷酸铵镁(MAP)是一种极好的磷缓释剂，可直接作为农业的磷肥进行使用，因此本实用新型具有很好的实用价值和推广意义。
【专利说明】
一种污水磷资源回收处理设备
技术领域
[0001]本实用新型属于资源回收技术领域，涉及一种在污泥消化上清液及污泥脱水离心液的磷资源回收处理设备。
【背景技术】
[0002]研究表明，全球磷矿资源将于本世纪中叶面临枯竭，我国已将磷矿列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20种矿产之一。而在现实生活中不管是工业污水还是生活污水都含有较高含量的磷，有效去除并回收污水中的磷，不但能满足国民经济可持续发展的需要，也是节约城市污水处理厂生产运行成本，降低污水处理系统磷负荷，以及减少化学除磷药剂使用量的有效办法。
[0003]常见的污水除磷方法主要为生物除磷和化学除磷，生物除磷是以形成高含磷生物剩余污泥从水中分离来达到除磷的目的，化学除磷是通过在污水中投加化学药剂形成化学高含磷污泥从水中分离出来达到除磷的目的。虽然这两种方法都达到了除磷的目的，但形成的含磷污泥成分复杂，无法进行磷资源的有效回收与利用。目前我国城市污水处理厂多采用生物脱氮除磷系统，所产生的剩余污泥在污泥浓缩、脱水、厌氧消化等处置过程中产生大量富磷液，其磷含量高达100mg/L以上。富磷的剩余污泥进入厌氧消化池后，磷会重新释放出来，在适宜的条件下(如PH值的升高以及镁离子的存在)形成磷酸铵镁结晶体，造成后续管道和设备的堵塞和结垢等问题，影响污水处理厂的正常运行。富磷液通常被回流至污水系统首端，使污水处理系统的磷负荷增加10 %?15%，直接影响污水生物处理系统的运行效率，增加污水处理厂的处理负荷和难度，导致化学除磷药剂投加量和污泥产量的增加，甚至影响出水水质。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种除磷效率高，操作简单，自动化程度高，磷回收效果好的污水磷回收设备。本实用新型中的设备完全采用物理和电化学的方式对污水中的磷进行处理，使其生成磷酸铵镁(MAP)沉淀，经分离后完成磷回收。磷酸铵镁(MAP)又称鸟粪石，是一种极好的缓释磷肥。
[0005]本实用新型通过下述技术方案解决上述技术问题:
[0006]—种污水磷资源回收处理设备，其主要由布水单元、反应转化单元、辅助沉淀单元、沉淀单元、产品分离单元以及出水口组成，其中布水单元作用是使污水进入反应转化单元时可以均匀进入，避免短流;其包括进水口、缓冲室以及布水板，所述的布水板上均匀分布有网状小孔；
[0007]所述的反应转化单元由反应电极板对和反应电源组成，其中反应电极板对包括固定放置的一组或多组相间分布的正电极板和负电极板，各组正电极板并联设置并与反应电源正极相连，各组负电极板并联设置并与反应电源负极相连，反应转化单元的作用是发生电化学反应，使上清液中的磷和氨氮与正极电解的镁离子反应生成磷酸铵镁；
[0008]所述的辅助沉淀单元是将正极上反应产物清理使其进入沉淀单元，其由转刷、传动轴以及反应电机组成，反应电机通过传动轴控制转刷转动将正极上的反应产物刷下，所述反应电机配套电动机和减速箱，可以控制转刷的启停和转动速率；
[0009]所述的沉淀收集单元由沉淀槽、传输电动机、以及螺杆输送机组成，其作用是将反应产物沉淀并将其运送到分离单元，其中所述传输电动机配套电动机和减速箱，用以控制螺杆输送机的启停和传输速率。
[0010]所述的分离单元由分离室以及输出管组成，所述分离室内部设有收集帽，收集帽为锥形，目标产品通过自由沉淀下降，并沿收集帽汇至分离室底部。
[0011]如上所述的污水磷资源回收处理设备中，优选地，所述的布水单元的布水板的迎水面设有隔离网，隔离网为双层结构，可以进行拆卸清洗。其可对上清液中的悬浮物进行有效分离，从而提高目标产品纯度。
[0012]如上所述的污水磷资源回收处理设备中，优选地，所述的反应转化单元中正电极板采用金属镁作为电极，负电极板为惰性石墨电极;通入直流电后，发生电化学反应。优选地，所述的正电极板和负电极板之间具有一定高低落差，所有正电极板高度相同，所有负电极板高度相同。
[0013]如上所述的污水磷资源回收处理设备中，所述的反应转化单元中正电极板为金属镁，负电极板为惰性石墨电极;正电极板上生成的反应产物为磷酸铵镁。
[0014]如上所述的污水磷资源回收处理设备中，所述的正电极板和负电极板之间具有一定高低落差，所有正电极板高度相同，所有负电极板高度相同。反应转化单元的电源供电方式为连续供电或间歇脉冲式供电。
[0015]如上所述的污水磷资源回收处理设备中，所述的沉淀收集单元通过沉淀槽收集目标产品，然后通过电动装置带动螺杆输送机对目标产品进行传送。所述的出水口处设置在线磷酸盐检测仪，用以监控反应器出水口的磷酸盐含量。所述的进水口处设置进口流量阀，用以测定进入设备的污水流量。所述的反应转化单元内设置在线PH值检测仪，其可通过PLC逻辑控制反应电源的输出功率。
[0016]如上所述的污水磷资源回收处理设备中，所述的污水为污泥消化上清液、污泥脱水离心液或其组合。
[0017]本实用新型使用方便，维护简单，不产生二次污染，既解决了现有除磷技术容易造成的化学污泥等二次污染，又可以节约污水厂的运行成本，降低生产磷负荷。同时还可以精确回收磷资源。实现磷资源的可持续发展。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本实用新型一种污水磷资源回收处理设备的一个实施示例立体结构示意图。
[0020]图中:I一进水口，2—布水板，3—缓冲室，4一转刷，5—反应电极对，6 —出水口，7一传动轴，8—反应电机，9一沉淀槽，10—传输电机，11一螺杆输送机，12—分离室，13—输出管，14 一反应电源。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0022]如图1所示，本实用新型磷回收处理设备包括布水单元、反应转化单元、辅助沉淀单元、沉淀单元和产品分离单元。其中布水单元由进水口 1、缓冲室3和布水板2组成。反应转化单元由反应电极对5和反应电源14组成。辅助沉淀单元由转刷4、反应电机8、传动轴7组成。沉淀单兀由沉淀槽9、传输电机1以及螺杆输送机11组成。分尚单兀由分尚室12和输出管13组成。
[0023]本实用新型磷回收处理设备可以对富磷液进行回收处理，把富磷液中的磷转换成磷酸铵镁(MAP)沉淀。富磷液可选取市政污水处理厂污泥消化池上清液，收集上述上清液进入进水口 1，经过缓冲室3对上清液进行缓冲，再通过布水板2进行均匀布水，布水板2迎水面设有隔离网，可对上清液中的悬浮物进行有效分离，从而提高目标产品纯度，隔离网为双层结构，可以进行拆卸清洗。上清液经过布水板后进入反应室，反应室内设有I组或多组反应电极对5、转刷4以及传动轴7，反应电极对5由正负电极片组成正电极片采用金属镁作为电极，负电极片为惰性石墨电极，所述的正电极板和负电极板之间具有一定高低落差，所有正电极板高度相同，所有负电极板高度相同。通入直流电后，上清液中的磷和氨氮与正极电解的镁离子反应生成磷酸钱镁(MAP)，在反应电机8的转动下，通过传动轴7带动转刷4进行缓慢旋转，通过转刷4的旋转加速镁离子的扩散使其与上清液加速融合，同时在转刷4在旋转的过程中清除附着在反应电极5上的磷酸铵镁沉淀。经过多级反应后上清液通过出水口 6排出，排出液可回流至污水厂生化段，减少二次污染。通过反应电极产生的磷酸铵镁沉淀(MAP)在重力的作用下自由沉淀进入沉淀槽9，最后落入螺杆输送机内，在传输电机的带动下，螺杆输送机把磷酸铵镁沉淀(MAP)传输至分离室12，分离室12内设有收集帽，磷酸铵镁沉淀(MAP)沿收集帽自由沉淀落入反应室底部，最后在通过输出管13排出，最终得到目标产品磷酸铵镁(MAP)。
[0024]出水口6设置在线磷酸盐检测仪，在线监控反应器出水口磷酸盐含量，同时通过进水口 I在线检测的进口流量阀和反应器内的在线PH值检测仪，经过PLC逻辑控制反应电源14输出功率，保证磷回收处理设备的磷回收率。
[0025]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型公布的范围内，可轻易想到的变化或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以该权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种污水磷资源回收处理设备，其主要由布水单元、反应转化单元、辅助沉淀单元、沉淀单元、产品分离单元以及出水口组成，其特征在于，所述的布水单元作用包括进水口、缓冲室以及布水板，所述的布水板上均匀分布有网状小孔； 所述的反应转化单元由反应电极板对和反应电源组成，其中反应电极板对包括固定放置的一组或多组相间分布的正电极板和负电极板，各组正电极板并联设置并与反应电源正极相连，各组负电极板并联设置并与反应电源负极相连； 所述的辅助沉淀单元由转刷、传动轴以及反应电机组成，反应电机通过传动轴控制转刷转动将正极上的反应产物刷下，所述反应电机配套电动机和减速箱，可以控制转刷的启停和转动速率； 所述的沉淀收集单元由沉淀槽、传输电动机、以及螺杆输送机组成，其中所述传输电动机配套电动机和减速箱，用以控制螺杆输送机的启停和传输速率； 所述的分离单元由分离室以及输出管组成，所述收集箱内部设有收集帽，收集帽为锥形，目标产品通过自由沉淀下降，并沿收集帽汇至收集箱底部。2.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的布水单元的布水板的迎水面设有隔离网，隔离网为双层结构，可以进行拆卸清洗。3.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的反应转化单元中正电极板为金属镁，负电极板为惰性石墨电极;正电极板上生成的反应产物为磷酸铵镁。4.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的正电极板和负电极板之间具有一定高低落差，所有正电极板高度相同，所有负电极板高度相同。5.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的反应转化单元中的电源供电方式为连续供电或间歇脉冲式供电。6.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的沉淀收集单元通过沉淀槽收集目标产品，然后通过电动装置带动螺杆输送机对目标产品进行传送。7.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的出水口处设置在线磷酸盐检测仪，用以监控反应器出水口的磷酸盐含量。8.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的进水口处设置进口流量阀，用以测定进入设备的污水流量。9.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，反应转化单元内设置在线PH值检测仪，其可通过PLC逻辑控制反应电源的输出功率。10.根据权利要求1所述的污水磷资源回收处理设备，其特征在于，所述的污水为污泥消化上清液、污泥脱水离心液或其组合。
【文档编号】C02F9/06GK205575841SQ201620413577
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】刘娜, 杨琦, 杨智临, 陈海
【申请人】中国地质大学（北京）