本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)與資源再生領(lǐng)域，具體涉及一種磷化廢水和氨氮廢水協(xié)同處置裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車制造、通訊設(shè)施制造等行業(yè)的迅猛發(fā)展，金屬表面磷化處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。磷化處理是利用含磷酸或含磷酸鹽的溶液在金屬表面形成一種不溶性磷酸鹽膜，包括堿洗除油、酸洗除銹、磷化和鈍化處理等工序，在此過程中產(chǎn)生大量的高濃度磷化廢水。與此同時(shí)，石化、制藥、焦化、合成氨和制革等行業(yè)的生產(chǎn)過程中則會(huì)產(chǎn)生大量的高濃度氨氮廢水。若這些廢水得不到有效處理而直接排放，勢必造成水體富營養(yǎng)化、地下水污染等嚴(yán)重環(huán)境與生態(tài)問題，給社會(huì)帶來不可估量的損失。

目前，國內(nèi)外的除磷技術(shù)以生物法和化學(xué)法為主，然而高濃度磷化廢水中重金屬離子濃度高，可生化性差，難于直接進(jìn)行生物法處理，因此化學(xué)法是處理高濃度磷化廢水的可靠技術(shù)。在化學(xué)法除磷技術(shù)中，沉淀法又以其高效、簡便的特點(diǎn)被廣泛采用。而關(guān)于含氨氮廢水的處理技術(shù)，主要有生物合成硝化法、離子交換法、空氣蒸汽氣提法、化學(xué)沉淀法等。但上述處理技術(shù)均有不足之處,如氣提法能耗高、容易結(jié)垢，并且必須進(jìn)行后處理，否則會(huì)產(chǎn)生二次污染；吸附法受平衡過程控制，限制脫氮效率；離子交換法樹脂用量較大，再生頻繁，成本高；生物合成硝化法是受溫度及廢水中的某些組干擾大，且占地面積大、反應(yīng)速度慢、污泥馴化時(shí)間長，對高濃度氨氮廢水的處理效果不夠理想；化學(xué)沉淀法則會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，難于二次處理。

中國專利申請?zhí)?01210036928.6，申請日期為2012.2.17的專利申請文件公開了一種處理高濃度含磷廢水的復(fù)合除磷劑的制備和應(yīng)用方法，該方法以沸石、硅酸鈉、氧化鈣、水為原料，通過水熱合成得到復(fù)合除磷劑，投加后無需堿條件，方法簡單；本發(fā)明的缺點(diǎn)是除磷劑制備較為復(fù)雜，產(chǎn)生大量的沉淀物，并未實(shí)現(xiàn)磷酸鹽的資源化利用。中國專利申請?zhí)枮?01110101379.1，申請日期為2011.4.22的專利申請文件公開了一種用于處理含磷廢水的吸附材料及用途。該方法為通過制備聚磷吸附材料將含磷廢水中的磷吸附出來，降低廢水中的磷含量。該發(fā)明的缺點(diǎn)是吸附材料吸附能力較弱，且易吸附飽和，易產(chǎn)生二次污染等。

與上述專利相比，本發(fā)明利用磷化廢水協(xié)同處置氨氮廢水，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的思路，在本發(fā)明的工藝中，將廢水中的磷和氮通過配置的沉淀劑轉(zhuǎn)化為MAP，能很好的實(shí)現(xiàn)資源化利用，且工藝操作簡單，處理效果經(jīng)濟(jì)高效，值得推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的磷化廢水難處理且處理成本較高等特點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種新型磷化廢水協(xié)同處置氨氮廢水的裝置及方法。采用協(xié)同處置磷化廢水與氨氮廢水的方式，利用自行配置的沉淀劑在一定條件下制備高效緩釋肥料鳥糞石(MAP)，實(shí)現(xiàn)磷化廢水與氨氮廢水的資源化利用。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種磷化廢水和氨氮廢水協(xié)同處置裝置，包括氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)，氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)連接調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池設(shè)有磷化廢水補(bǔ)入口，調(diào)節(jié)池連接沉淀反應(yīng)池，沉淀反應(yīng)池中設(shè)有一用于向沉淀反應(yīng)池投放沉淀劑的沉淀劑投加管，沉淀反應(yīng)池設(shè)置有沉淀物挖取裝置，沉淀反應(yīng)池的一端連接過濾系統(tǒng)，過濾系統(tǒng)將沉淀反應(yīng)池中的沉淀物阻擋，而濾液經(jīng)過濾系統(tǒng)進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

上述的氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括有第一砂濾池和第二砂濾池，第一砂濾池設(shè)有氨氮廢水補(bǔ)入口，第一砂濾池連接第二砂濾池，第二砂濾池連接調(diào)節(jié)池。

上述的沉淀物挖取裝置包括一設(shè)置在沉淀反應(yīng)池邊上的泥斗和設(shè)置在沉淀反應(yīng)池中的刮板，刮板的下端延伸至沉淀反應(yīng)池的池底但不與沉淀反應(yīng)池的池底接觸，刮板能在電機(jī)的帶動(dòng)下在沉淀反應(yīng)池中移動(dòng)，將沉淀反應(yīng)池中的沉淀物推向泥斗處，沉淀反應(yīng)池設(shè)置有一用于攪動(dòng)反應(yīng)池5中廢水的泵。

上述的氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)和調(diào)節(jié)池為兩組，沉淀反應(yīng)池、沉淀物挖取裝置和過濾系統(tǒng)為一組，這兩組氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)和調(diào)節(jié)池緊挨在沉淀反應(yīng)池的左右兩側(cè)，泥斗置于沉淀反應(yīng)池的前部，過濾系統(tǒng)設(shè)置在沉淀反應(yīng)池的后部。

上述的過濾系統(tǒng)為一設(shè)置有濾網(wǎng)的砂濾池，濾網(wǎng)置于過濾系統(tǒng)與沉淀反應(yīng)池的連接處。

一種磷化廢水和氨氮廢水協(xié)同處置方法，包括以下步驟：

步驟一、將高濃度氨氮廢水注入氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)除雜，

步驟二、將除雜后的氨氮廢水送入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中加入磷化廢水，使氨氮廢水和磷化廢水混合，

步驟三、將混合廢水送入沉淀反應(yīng)池中，加入沉淀劑，使混合廢水形成MAP懸濁液，

步驟四、將MAP懸濁液向過濾系統(tǒng)注入，過濾系統(tǒng)將MAP懸濁液的沉淀物阻擋，濾液進(jìn)入過濾系統(tǒng)，

步驟五、收集沉淀物，制成MAP成品，濾液過濾系統(tǒng)進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)作廢水處理；

沉淀劑由MgSO₄和NaOH組成，沉淀劑和磷化廢水中的PO₄^3-共同作用使混合廢水形成MAP懸濁液。

步驟五中的沉淀物經(jīng)壓濾后即為MAP成品，廢水處理系統(tǒng)為人工濕地。

高濃度氨氮廢水氨氮含量在200mg/L以上，在氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)中除雜反應(yīng)時(shí)間為2～4h。

步驟二中磷化廢水和氨氮廢水混合后，根據(jù)磷化廢水與氨氮廢水的濃度，按比例調(diào)配使得nNH₄⁺:nPO₄^3-＝1～1.2:1，調(diào)節(jié)穩(wěn)定時(shí)間為1～3h，廢水pH值控制在7～8.5。

沉淀劑配置比例(質(zhì)量比)為MgSO4：NaOH＝1.5～4：1，沉淀劑的投加量(質(zhì)量比)為廢水的0.5％～5％，攪拌反應(yīng)時(shí)間為0.5～1.5h。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明協(xié)同處置氨氮廢水的工藝實(shí)現(xiàn)了磷化污泥的資源化利用，與其他方法相比，該技術(shù)具有更高的處理效率，能耗、處理成本較低；

本發(fā)明將磷化污泥制備成工業(yè)副產(chǎn)物高效緩釋肥料鳥糞石，實(shí)現(xiàn)了磷化污泥的資源化利用，適宜推廣使用。

本發(fā)明改進(jìn)了沉淀劑，現(xiàn)有的用于制備MAP的沉淀劑需要混入磷酸鹽，例如磷酸二氫鈉，但是本發(fā)明利用了磷化廢水中的磷酸，因此，沉淀劑的配方與現(xiàn)有技術(shù)中的沉淀劑不同，有效降低沉淀劑成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的工藝流程示意圖。

其中的附圖標(biāo)記為：第一砂濾池1、第二砂濾池2、調(diào)節(jié)池3、沉淀劑投加管4、沉淀反應(yīng)池5、沉淀物挖取裝置6、泥斗61、刮板62、過濾系統(tǒng)7。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明的一種磷化廢水和氨氮廢水協(xié)同處置裝置，包括氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)，氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)連接調(diào)節(jié)池3，調(diào)節(jié)池3設(shè)有磷化廢水補(bǔ)入口，調(diào)節(jié)池3連接沉淀反應(yīng)池5，沉淀反應(yīng)池5中設(shè)有一用于向沉淀反應(yīng)池5投放沉淀劑的沉淀劑投加管4，沉淀反應(yīng)池5設(shè)置有沉淀物挖取裝置6，沉淀反應(yīng)池5的一端連接過濾系統(tǒng)7，過濾系統(tǒng)7將沉淀反應(yīng)池5中的沉淀物阻擋，而濾液經(jīng)過濾系統(tǒng)7進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。

實(shí)施例中，氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)包括有第一砂濾池1和第二砂濾池2，第一砂濾池1設(shè)有氨氮廢水補(bǔ)入口，第一砂濾池1連接第二砂濾池2，第二砂濾池2連接調(diào)節(jié)池3。

實(shí)施例中，沉淀物挖取裝置6包括一設(shè)置在沉淀反應(yīng)池5邊上的泥斗61和設(shè)置在沉淀反應(yīng)池5中的刮板62，刮板62的下端延伸至沉淀反應(yīng)池5的池底但不與沉淀反應(yīng)池5的池底接觸，刮板62能在電機(jī)的帶動(dòng)下在沉淀反應(yīng)池5中移動(dòng)，將沉淀反應(yīng)池5中的沉淀物推向泥斗61處，沉淀反應(yīng)池5設(shè)置有一用于攪動(dòng)反應(yīng)池5中廢水的泵。

實(shí)施例中，氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)和調(diào)節(jié)池3為兩組，沉淀反應(yīng)池5、沉淀物挖取裝置6和過濾系統(tǒng)7為一組，這兩組氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)和調(diào)節(jié)池3緊挨在沉淀反應(yīng)池5的左右兩側(cè)，泥斗61置于沉淀反應(yīng)池5的前部，過濾系統(tǒng)7設(shè)置在沉淀反應(yīng)池5的后部。

實(shí)施例中，過濾系統(tǒng)7為一設(shè)置有濾網(wǎng)的砂濾池，濾網(wǎng)置于過濾系統(tǒng)7與沉淀反應(yīng)池5的連接處。

一種磷化廢水和氨氮廢水協(xié)同處置方法，包括以下步驟：

步驟一、將高濃度氨氮廢水注入氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)除雜，

步驟二、將除雜后的氨氮廢水送入調(diào)節(jié)池3，在調(diào)節(jié)池3中加入磷化廢水，使氨氮廢水和磷化廢水混合，

步驟三、將混合廢水送入沉淀反應(yīng)池5中，加入沉淀劑，使混合廢水形成MAP懸濁液，

步驟四、將MAP懸濁液向過濾系統(tǒng)7注入，過濾系統(tǒng)7將MAP懸濁液的沉淀物阻擋，濾液進(jìn)入過濾系統(tǒng)7，

步驟五、收集沉淀物，制成MAP成品，濾液過濾系統(tǒng)7進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)作廢水處理；

沉淀劑由MgSO4和NaOH組成。沉淀劑和磷化廢水中的PO₄^3-共同作用使混合廢水形成MAP懸濁液。

步驟五中的沉淀物經(jīng)壓濾后即為MAP成品，廢水處理系統(tǒng)為人工濕地。

高濃度氨氮廢水氨氮含量在200mg/L以上，在氨氮廢水預(yù)處理系統(tǒng)中除雜反應(yīng)時(shí)間為2～4h。

步驟二中磷化廢水和氨氮廢水混合后，根據(jù)磷化廢水與氨氮廢水的濃度，按比例調(diào)配使得nNH₄⁺:nPO₄^3-＝1～1.2:1，調(diào)節(jié)穩(wěn)定時(shí)間為1～3h，廢水pH值控制在7～8.5。

沉淀劑配置比例(質(zhì)量比)為MgSO4：NaOH＝1.5～4：1，沉淀劑的投加量為廢水的0.5％～5％，攪拌反應(yīng)時(shí)間為0.5～1.5h。

以下以具體的實(shí)施例進(jìn)行說明：

實(shí)施例1

采用本發(fā)明處理江蘇無錫某化工企業(yè)產(chǎn)生的磷化廢水，其運(yùn)行條件為：該企業(yè)有總磷濃度為1500mg/L的磷化廢水，調(diào)節(jié)加入氨氮濃度為300mg/L的氨氮廢水，磷化廢水與氨氮廢水的投加比例為1：5，攪拌混合時(shí)間為1h；向廢水中投加自行配置的沉淀劑，沉淀劑配置比例為MgSO₄：NaOH：Na₂HPO₄＝1.5：1，沉淀劑的投加量為濾液的5％，反應(yīng)時(shí)間為2h；過濾后濾渣即為MAP，濾液則送入生化系統(tǒng)進(jìn)一步處理。

實(shí)施例2

采用本發(fā)明處理浙江某化工企業(yè)的磷化廢水，其運(yùn)行條件為：該企業(yè)有總磷濃度為800mg/L的磷化廢水，調(diào)節(jié)加入氨氮濃度為200mg/L的氨氮廢水，磷化廢水與氨氮廢水的投加比例為1：4，攪拌混合時(shí)間為1.5h；向廢水中投加自行配置的沉淀劑，沉淀劑配置比例為MgSO₄：NaOH：Na₂HPO₄＝2：1，沉淀劑的投加量為濾液的0.5％，反應(yīng)時(shí)間為0.5h；過濾后濾渣即為MAP，濾液則送入生化系統(tǒng)進(jìn)一步處理。

實(shí)施例3

采用本發(fā)明處理安徽合肥某企業(yè)的磷化廢水，其運(yùn)行條件為：該企業(yè)有總磷濃度為1200mg/L的磷化廢水，調(diào)節(jié)加入氨氮濃度為450mg/L的氨氮廢水，磷化廢水與氨氮廢水的投加比例為1：3，攪拌混合時(shí)間為1.5h；向廢水中投加自行配置的沉淀劑，沉淀劑配置比例為MgSO₄：NaOH：Na₂HPO₄＝3.5：1，沉淀劑的投加量為濾液的3％，反應(yīng)時(shí)間為1h；過濾后濾渣即為MAP，濾液則送入生化系統(tǒng)進(jìn)一步處理。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。