专利名称：鸟粪石生产装置的制作方法
技术领域：
鸟粪石生产装置技术领域[0001]本实用新型涉及环境工程水处理，具体涉及一种利用废水中的氨氮和磷酸盐生 产鸟粪石的生产装置。
背景技术：
[0002]高浓度有机废水如城市粪便污水、畜禽养殖粪水、食品加工粪水以及垃圾渗浙 液等废水中不仅含有高浓度的有机物，而且溶解有大量的氨氮和磷酸盐。在污水好氧处 理中，氨氮需要在曝气条件下，经过微生物作用，将其转化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮， 然后在兼氧条件下，由兼氧微生物再转化成N气。磷在污水中一般以化合态存在。在污 水处理中，首先厌氧处理，释放出磷，再好氧处理将磷转化成微生物絮体，然后再厌氧 消化污泥。从上述处理过程中可以看出，处理氮磷需要消耗大量的能源，需要付出昂贵 的费用。而且往往不能达标，排放到水体中引起水体的富营养化，造成环境的污染。发明内容[0003]为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种鸟粪石生产装置，它可将 废水中的部分氨氮和磷酸盐资源化，生产成颗粒状、供作物生长的氮磷缓释肥料。该氮 磷缓释肥料的主要成分是MgNH4PO4 ·6Η20。由于此成分和形状与鸟粪的成分、形状相 近，所以将此产物称为鸟粪石，生产装置称为鸟粪石生产装置。[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。[0005]本实用新型的鸟粪石生产装置由进水系统、鸟粪石反应系统和外排(即排水)回 流三个系统组成。[0006]进水系统由调节池、进水管、进水泵、进水流量计，氯化镁溶液罐，氢氧化钠 溶液罐、氯化镁溶液泵、氢氧化钠溶液泵和管道混合器以及外排回流系统的回流管、回 流泵和回流流量计等组成。调节池主要是调节、保证鸟粪石反应器所用原水水量的稳定 和水质均勻。鸟粪石反应器所用的原水是污水处理过程中厌氧处理后的上清液。为了保 证进水流量的稳定性，在调节池上部一侧的池壁上设有溢流口，使多余的原水溢流回污 水池；下部池壁的一侧设有排渣口，定期排放调节池底部的沉渣和污泥。出水口设在溢 流口下方约200mm的池壁上，通过管道和反应器底部相连。在管道上连接有进水泵和流 量计。一般高浓度有机废水中含有大量的氨氮和磷酸盐，但是镁离子含量不足，pH也 达不到8-9的要求，所以，在反应系统中，需要补加镁溶液和碱溶液，如MgCl2溶液和 NaOH溶液。MgCl2溶液和NaOH溶液分别装在MgCl2溶液罐和NaOH溶液罐中。MgCl2 溶液罐和NaOH溶液罐内装有搅拌装置。在罐体上方的电机作用下，搅拌装置可以将罐 内的溶液搅拌均勻，还可以在罐中进行溶液的配置。MgCl2溶液罐和NaOH溶液罐的罐 壁上各开有出口，通过管道与进水管相连接。并且在各自的连接处装有管道混合器，分 别将混合后的原水、回流水和MgCl2溶液，原水、回流水、MgCl2溶液和NaOH溶液混合 均勻，以防局部的MgCl2浓度和NaOH浓度过高，产生磷酸镁的副反应。另外进水管在进水流量计后还和外排回流系统的回流管相连，回流管上装有回流流量计和回流泵。来 自沉淀槽的回流液在回流泵的作用下，经过回流流量计的调控，通过回流管进入进水管 中，和原水、MgC12溶液和NaOH溶液混勻后，共同通过主进水阀门由反应器的底部进 入鸟粪石反应器中。[0007]鸟粪石反应系统由鸟粪石反应器、pH在线监测仪、闸阀、鸟粪石排放阀等组 成。[0008]鸟粪石反应器由4个区段的不同直径的圆柱体组成。但不限于4个区段，可以 是3个区段，也可以是5个区段，6个区段等。圆柱体的直径在区段之间呈阶梯式改变。 从反应器底部到顶部，圆柱体的直径一个区段大于一个区段。各圆柱体之间用同心圆的 板环相连接。反应器底部和进水管相连，进水通过进水管，进入反应器的底部区段。反 应器底部区段的上部装有一个间阀，间阀上部的侧壁上和进水阀下部的进水管上连接有 与反应器底部区段平行的旁路进水管和副进水阀。底部区段的下部装有2个平行的鸟粪 石收集管，收集管上装有鸟粪石收集阀。进水进入反应器后从下往上运行，鸟粪石在运 行中结晶或凝聚长大。随着各反应区段直径变大，流速越来越低，由于流速不同，各区 段形成鸟粪石的粒径大小也就不同，由于下部区段流速较高，冲刷力较大，所以下部区 段的颗粒最大，上部区段的颗粒最小。随着反应时间的延长，上部区段的颗粒也渐渐长 大，当颗粒的下降速度大于上升的速度时，形成的鸟粪石颗粒慢慢落到下一区段，最终 落到底部区段。鸟粪石在反应器中呈悬浮状态。当鸟粪石的直径达到2-3mm后，打开 旁路的副进水阀，关闭鸟粪石底部区段上部的闸阀和进水管上的主进水阀，打开鸟粪石 底部区段下部的鸟粪石收集管上的收集阀，进行鸟粪石收集。鸟粪石收集工作完成后， 关闭鸟粪石收集阀，打开闸阀和主进水阀，关闭旁路进水管上的副进水阀，恢复原进水 通路。反应器的顶部设有溢流槽，溢流槽的底部连接有出水管。经过鸟粪石反应器的出 水，溢流进入溢流槽，再经过溢流槽底部的出水管排入沉淀槽中。在出水管上装有pH在 线监测仪，控制出水的pH为8-9。[0009]外排(即排水)回流系统包括沉淀槽、排水管、阀门、回流管、回流泵和回流流 量计等。沉淀池的池壁上开有进水口、出水口和回流口。进水口和溢流槽下部的出水管 相连，将溢流槽出水引入沉淀池中，将鸟粪石反应器中流出的超细颗粒、杂质等沉淀下 来。排水口和外排管相连接，通过阀门将沉淀池的上清液排入好氧池中继续进行达标处 理。回流口通过和槽壁相连的回流管和进水管连接，在回流管上装有回流泵和回流流量 计，控制回流量的大小。回流的主要作用是调节反应物的溶度积、回收利用回流液中的 碱度以及提高进水的上升流速等，在实际操作中也可省略。
[0010]图1为本实用新型鸟粪石生产装置的整体组成示意图。[0011]图中1、调节池，2、溢流管，3、原水进水管，4、排泥管，5、进水管，6、 进水泵，7、进水流量计，8、回流流量计，9、NaOH溶液罐，10、MgCL2溶液罐，11、 MgCL2溶液计量泵，12、NaOH溶液计量泵，13、搅拌电机，14、管道混合器，15、主 进水阀，16、副进水阀，17、旁路进水管，18、溢流槽，19、同心圆板环，20、闸阀， 21、鸟粪石收集阀，22、鸟粪石反应器，23、出水管，24、pH在线监测仪，25、沉淀槽，26、排水管，27、排水阀，28、回流管，29、排泥阀，30、回流泵，31、回流阀。
具体实施方式
[0012]如图1所示，鸟粪石的生产装置由调节池1、进水管5、进水泵6、进水流量计 7、回流流量计8、NaOH溶液罐9、MgCL2溶液罐10、MgCL2溶液计量泵11、NaOH溶液 计量泵12、搅拌电机13、管道混合器14、主进水阀15、副进水阀16、进水旁管17、、 溢流槽18、同心圆板19、闸阀20、鸟粪石收集阀21、鸟粪石反应器22、出水管23、pH 在线监测仪对、沉淀槽25、排水管沈、排水阀27、回流管观、排泥阀四、回流泵30、 回流阀31组成。[0013]调节池1、进水管5、进水泵6、进水流量计7、回流流量计8、NaOH溶液罐9、 MgCL2溶液罐10、MgCL2溶液计量泵11、NaOH溶液计量泵12、搅拌电机13、管道混合器14、主进水阀15、副进水阀16、进水旁管17以及外排回流系统的回流管观、回流 泵30、回流阀31组成了进水系统。[0014]主进水阀15、副进水阀16、进水旁管17、、溢流槽18、同心圆板19、闸阀 20、鸟粪石收集阀21、鸟粪石反应器22、出水管23、pH在线监测仪M等组成了鸟粪石 反应系统。[0015]沉淀槽25、排水管沈、排水阀27、回流管观、排泥阀四、回流泵30、回流阀 31成了排水回流系统。[0016]调节池1的作用是调节鸟粪石反应器22进水的水量水质。在调节池1的外壁上 分别连接有导流污水处理过程中的厌氧处理后的上清液的原水进水管3、溢流管2、排泥 管4以及与鸟粪石反应器底部相连的进水管5。反应器进水管5和调节池1相连的位置比 溢流管2和调节池1相连的位置低200mm。为了保证反应器进水的稳定性，调节池1中 的原水进水量大于鸟粪石反应器22的进水量，调节池1中多余的原水从溢流管2溢流回 原水池中，调节池底部沉淀的渣子定期通过排泥管4和排泥管上的阀门排放到絮凝车间 的调节池中进行絮凝处理。进水管上连接有进水泵6和进水流量计7，用以控制、调节反 应器的进水流量。[0017]在本实例中，原水中的镁离子含量和碱度较低，所以在反应器进水中添加了 MgCl2溶液和NaOH溶液。MgCl2装在MgCl2溶液罐10中，MgCl2溶液罐10中装有搅拌 器，通过电机13的作用可以对MgCl2溶液进行搅拌，使之均勻。MgCl2溶液通过MgCl2 溶液罐10的罐壁下部连接的管道和进水管5相连，在管道上装有MgC12溶液计量泵11， 对MgC12溶液进行输送和计量。NaOH溶液装在NaOH溶液罐9中，NaOH溶液罐9中 装有搅拌器，通过管道和进水管5相连，在管道上装有NaOH溶液计量泵12，对NaOH 溶液进行输送和计量。为了保证MgCl2溶液、NaOH溶液和原水的均一性，在MgCl2溶 液、NaOH溶液管道和进水管5连接后的进水管5上分别装有管道混合器14。另外进水 管5在进水流量计7后还和回流管观相连，回流管观上装有回流流量计8和回流泵30。 来自沉淀槽26的回流液在回流泵30的作用下，经过回流流量计8的调控，通过回流管观 进入进水管5中，和原水、MgCl2溶液和NaOH溶液混勻后，共同通过主阀门15由反应 器的底部进入鸟粪石反应器22中。[0018]鸟粪石反应器22由4个区段不同直径的圆柱体组成。圆柱体的直径在各区段之间呈阶梯式改变。从反应器底部到顶部，圆柱体的直径一段大于一段。各圆柱体之间用 同心圆板环19相连接。反应器底部和进水管5也通过同心圆板环19相连接。鸟粪石反 应器22底部区段的上部装有一个间阀20，间阀20上部的侧壁上和进水阀15下部的进水 管5上连接有与底部区段平行的旁路进水管17，进水旁管17上装有副进水阀16。鸟粪 石反应器22底部区段的下部装有2个平行的鸟粪石收集管，收集管上装有收集阀21。进 水进入反应器22后，从下往上运行，随着反应器直径变大，流速越来越低。由于流速不 同，各段形成鸟粪石的粒径大小不同。下部流速较高，冲刷力较大，所以下部的颗粒最 大，上部的颗粒最小。随着反应时间的延长，上部的颗粒也渐渐长大，当颗粒的下降速 度大于上升的速度时，形成的鸟粪石颗粒慢慢落到下一区段，最终落到底部区段。鸟粪 石在反应器中呈悬浮状态。当鸟粪石的直径达到2-3mm后，打开进水旁管17上的副进 水阀16，关闭闸阀20和主进水阀15，打开鸟粪石收集阀21，进行收集鸟粪石工作。鸟 粪石收集工作完成后，关闭鸟粪石收集阀21，打开闸阀20和主进水阀15，关闭进水旁管 17上的副进水阀16，恢复原进水通路。鸟粪石反应器22的顶部设有溢流槽18，溢流槽 18的底部连接有出水管23。通过鸟粪石反应器22的出水通过溢流进入溢流槽18中，再 经过溢流槽18底部的出水管23进入沉淀池25中。在出水管23上装有pH在线监测仪 24，控制pH为8-9。[0019]沉淀槽25的槽壁上开有进水口、出水口和回流口。进水口和排水管18底部的 出水管23相连。出水口和排水管沈相连，排水管沈上连接有阀门27。回流口和回流 管观相连接，回流管观与进水管5相连接，在回流管观上装有回流泵30、流量计8和 回流阀31，通过调节回流流量计8和回流阀门31控制回流液流量的大小。沉淀槽25的 底部为锥形设计，在锥底装有排泥管和排泥阀四，定期进行排泥。[0020]鸟粪石生产装置的工作过程如下来自污水处理过程中的厌氧处理后的的上清 液通过原水进水管3和阀门进入调节池1中。当液位高于溢流口时，原水就会通过溢流 管2流回原水池。调节池1中的原水通过和调节池1池壁上相连的进水管5，在进水泵6 的作用下和流量计7的调控下，和通过MgCl2计量泵11、NaOH计量泵12的MgCl2溶液 和NaOH溶液以及通过回流泵30、流量计8的回流液通过管道混合器14的混合后，经过 进水阀15进入鸟粪石反应器中。鸟粪石在反应器中结晶或凝聚长大。鸟粪石在反应器中 呈流化态。由于鸟粪石反应器底部进水区段的流速最大，顶部区段流速最小，所以当各 区段中鸟粪石的上升速度低于下降速度时，鸟粪石落入下一区段，最终落入底部区段中 进行收集，收集的鸟粪石的直径为2-3mm。收集时打开进水旁管17上的副进水阀16， 关闭闸阀20和主进水阀15，打开鸟粪石收集阀21，收集鸟粪石。鸟粪石收集工作完成 后，关闭鸟粪石收集阀21，打开闸阀20和主进水阀15，关闭副进水阀16，恢复原进水通 路。通过鸟粪石反应器22的出水流进溢流槽18，通过和溢流槽18底部相连的出水管23 排入沉淀槽25中。沉淀后的上清液部分通过和沉淀槽槽壁相连的排水管沈和阀门27排 出，送入好氧处理工序进行处理；部分通过和沉淀槽槽壁相连的回流管18进行回流；沉 淀槽中沉淀的超细鸟粪石和杂质通过沉淀槽底部的排泥阀四和排泥管排到絮凝车间进行 絮凝处理。至此完成一个鸟粪石生产的循环过程。[0021]利用鸟粪石生产装置，不仅可以将污水中的氨氮和磷酸盐资源化，而且由于污 水中的氨氮和磷酸盐含量的降低，进入后工序的污水更易于处理达标，大大节约了能源，降低了成本。
权利要求1.一种鸟粪石生产装置，包括进水系统、反应系统和排水回流系统，其特征在于 进水系统包括调节池、进水管、进水泵、进水流量计、氯化镁溶液罐、氧化钠溶液罐、 氯化镁溶液泵、氢氧化钠溶液泵、管道混合器以及回流管、回流泵和回流流量计；在调 节池上部的一侧池壁上设有溢流口，在调节池下部池壁的一侧有排渣口，在池壁上、溢 流口的下方设有出水口，通过管道与鸟粪石反应器的底部相连；管路上连接有进水泵和 流量计；反应系统中主要有鸟粪石反应器、溢流槽、同心圆板和鸟粪石收集阀，还包括 氯化镁溶液罐和氧化钠溶液罐，罐内装有搅拌装置，罐体上方装有电机，氯化镁溶液罐 和氧化钠溶液罐的罐壁上各开有出口，通过管道与进水管连接，且在各自的连接处装有 管道混合器，进水管在进水流量计后段还与排水回流系统的回流管相连，回流管上装有 回流流量计和回流泵。
2.根据权利要求1所述的鸟粪石生产装置，其特征在于在所述调节池的外壁上分 别连接有原水进水管、溢流管、排泥管以及与鸟粪石反应器底部相连的进水管；反应器 进水管与调节池连接的位置比溢流管与调节池连接的位置低200mm。
3.根据权利要求1所述的鸟粪石生产装置，其特征在于所述的鸟粪石反应器，是 由四个区段的不同直径的圆柱体组成；圆柱体直径在各区段之间依次呈阶梯式变化，由 反应器的底部到顶部，圆柱体的直径逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的鸟粪石生产装置，其特征在于在所述鸟粪石反应器底部 区段的上部装有一闸阀，该闸阀上部的侧壁上、和进水阀下部的进水管上连接有与底部 区段相平行的旁路进水管，该旁路进水管上装有副进水阀。
5.根据权利要求1所述的鸟粪石生产装置，其特征在于所述的鸟粪石反应器底部 区段的下部装有两个相平行的鸟粪石收集管，该鸟粪石收集管上装有收集阀。
6.根据权利要求1所述的鸟粪石生产装置，其特征在于所述的排水回流系统由沉 淀槽、排水管、排水阀、回流管、排泥阀、回流泵、回流阀组成；所述沉淀槽的槽壁上 有回流口、与回流管连接，回流管与进水管相连接，在回流管上装有回流泵、流量计和 回流阀。
专利摘要本实用新型涉及一种利用废水中的氨氮和磷酸盐生产鸟粪石的装置，包括进水系统、鸟粪石反应系统和外排回流系统。进水系统由调节池、进水管、进水泵、进水流量计，氯化镁溶液罐，氢氧化钠溶液罐、氯化镁溶液泵、氢氧化钠溶液泵和管道混合器以及外排回流系统的回流管、回流泵和回流流量计等组成。鸟粪石反应系统鸟粪石反应器、pH在线监测仪、闸阀、鸟粪石排放阀等组成。外排回流系统包括沉淀槽、排水管、阀门、回流管、回流泵和回流流量计等。利用本实用新型的鸟粪石生产装置，不仅可将污水中氨氮和磷酸盐资源化，而且由于污水中的氨氮和磷酸盐含量得以降低，进入后工序的污水更易于处理达标，大大节约了能源，降低了成本。
文档编号C01B25/45GK201809171SQ20102054413
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者丁雪梅, 于景成, 桑力维, 田丹, 田艺伟, 苟莎, 辛凯, 靳国良 申请人:北京昊业怡生科技有限公司