本實用新型涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高效的德士古爐煤制氫廢水資源化處理與回用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國煤炭產(chǎn)量居世界第一，大力發(fā)展煤化工是我國應(yīng)對能源危機(jī)的戰(zhàn)略目標(biāo)。煤制氣是煤化工發(fā)展的龍頭，氫氣是煉油、石化和煤化工行業(yè)的重要原料，目前正由傳統(tǒng)的以天然氣和煉廠干氣為原料制氫向煤制氫轉(zhuǎn)換。2013年后我國茂名、淄博、九江、南京、安慶等煉油廠建設(shè)了多套德士古（GE）煤制氫氣裝置。GE水煤漿氣化技術(shù)是目前國內(nèi)外應(yīng)用較為成功的煤氣化技術(shù)之一，在我國已經(jīng)有30多年的應(yīng)用歷史。由于采用高壓氣化工藝，煤分解較為完全，廢水有機(jī)物濃度較低，幾乎不含焦油和酚、氰化物，水質(zhì)比較簡單，具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢。但煤氣化工藝都存在耗水量大、廢水排放量大的環(huán)保問題，制約著我國煉油業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此研究廢水的處理技術(shù)和回用技術(shù)不僅可以實現(xiàn)廢水資源的回收利用，節(jié)約水資源，而且對于環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

從GE氣化爐、洗滌塔底部直接排出溫度、壓力較高的工藝水，顏色發(fā)黑，含固量10-15%、且溶有H₂S、CO₂、NH₃等氣體稱為黑水；黑水經(jīng)多級閃蒸后進(jìn)入沉降槽，經(jīng)過絮凝澄清處理后的出水為灰水，其含固量進(jìn)一步降低、H₂S、CO₂、NH₃等氣體含量均降低。灰水含NH₄⁺-N280-400mg/L、COD800-1200mg/L、Ca²⁺1200-1400mg/L、Mg²⁺100-200mg/L。為了降低工藝耗水量，有近四分之三的灰水用作激冷水又回用到氣化爐中，剩余部分的灰水排入污水生化處理系統(tǒng)。目前常用的生化工藝是A/O系統(tǒng)，雖然GE煤制氫廢水不似魯奇爐工藝廢水的成分復(fù)雜、COD難以降解，但由于碳氮比低，在實際處理過程中存在生化系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，污泥容易膨脹，總氮難以去除、濃度超標(biāo)，為降總氮回流比高、常常為16:1、造成耗能高的現(xiàn)象。而且廢水中高濃度Ca²⁺、Mg²⁺離子遠(yuǎn)高于混合飽和水溶液硬度323.1mg/L(以CaCO₃計)，所以造成回用管線和輸水管線結(jié)垢嚴(yán)重的現(xiàn)象?，F(xiàn)行的煤制氣廢水處理技術(shù)和回用技術(shù)，如中國專利：201310220988.8、201010546162.7、201110030443.1、201020679280.0、201410187662.4，等等，均針對魯奇爐高濃度有機(jī)廢水，處理流程長、非常復(fù)雜，不適于德士古氣化爐水質(zhì)問題，而且目前專利技術(shù)中沒有對氨氮和Ca²⁺、Mg²⁺離子進(jìn)行回收利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在提供一種能夠高效去除廢水中NH₄⁺-N和Ca²⁺、Mg²⁺離子，在此基礎(chǔ)上，利用O₃強氧化能力對二沉池后出水進(jìn)行深度氧化，可將COD降低到30mg/L以下，再通過活性炭吸附以及反滲透技術(shù)除鹽后加以利用的的高效的德士古爐煤制氫廢水資源化處理與回用系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種高效的德士古爐煤制氫廢水資源化處理與回用系統(tǒng)，包括黑水沉降槽、Ca²⁺反應(yīng)沉淀池、MAP反應(yīng)沉淀池、生物處理系統(tǒng)和過濾處理系統(tǒng)，所述黑水沉降槽的上部出水口通過一號排水泵連接Ca²⁺反應(yīng)沉淀池，Ca²⁺反應(yīng)沉淀池通過二號排水泵連接MAP反應(yīng)沉淀池，MAP反應(yīng)沉淀池的上部出水口通過三號排水泵連接生物處理系統(tǒng)的厭氧處理單元；生物處理系統(tǒng)由厭氧處理單元、好氧處理單元和二沉池組成，其中厭氧處理單元的排水口通過四號排水泵連接好氧處理單元，好氧處理單元的的上部排水口通過管道連接二沉池，而二沉池上部出水口分為兩路，一路通過污水回流管連接厭氧處理單元的進(jìn)水口，另一路連接過濾處理系統(tǒng)，二沉池底部通過污泥回流管連接厭氧處理單元和好氧處理單元；過濾處理系統(tǒng)由BAF濾池、砂濾池、臭氧氧化塔、活性炭濾池、集水槽、反滲透裝置和清水池組成，其中BAF濾池通過泵連接二沉池，BAF濾池、砂濾池、臭氧氧化塔依次通過泵連接，臭氧氧化塔的底部通過泵連接臭氧發(fā)生器，臭氧氧化塔的頂部出水口通過泵連接活性炭濾池，活性炭濾池、集水槽、反滲透裝置依次通過泵連接，反滲透裝置通過管道與清水池連接。

作為本實用新型的進(jìn)一步方案：所述污泥回流管通過一號回流閥門連接好氧處理單元，通過二號回流閥門連接厭氧單元，污泥回流管通過回流管閥連接二沉池的排出管道；污水回流管上設(shè)有污水回流閥。

作為本實用新型的進(jìn)一步方案：所述Ca²⁺反應(yīng)沉淀池的底部通過一號排泥閥連接一號沉淀收集池，一號沉淀收集池通過一號給料泵連接沉淀過濾機(jī)。

作為本實用新型的進(jìn)一步方案：所述MAP反應(yīng)沉淀池的底部通過二號排泥閥連接二號沉淀收集池，二號沉淀收集池通過二號給料泵連接MAP回收裝置。

作為本實用新型的進(jìn)一步方案：所述Ca²⁺反應(yīng)沉淀池和MAP反應(yīng)沉淀池內(nèi)分別設(shè)有一號攪拌器和二號攪拌器。

作為本實用新型的進(jìn)一步方案：所述Ca²⁺反應(yīng)沉淀池頂部設(shè)置加NaOH管和加Na₂CO₃管，MAP反應(yīng)沉淀池頂部設(shè)置加鎂鹽管、加磷鹽管、加NaOH管和一號pH值檢測器，厭氧處理單元的進(jìn)水口設(shè)置加酸管和二號pH檢測器。

作為本實用新型的進(jìn)一步方案：所述厭氧處理單元在進(jìn)水口端池長的五分之一處設(shè)置隔水墻，將厭氧處理單元分成兩個池子，在靠近進(jìn)水口端的池子中設(shè)置擋板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：該高效的德士古爐煤制氫廢水資源化處理與回用系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：一、德士古氣化爐煤制氫廢水NH₄⁺-N濃度為280-400mg/L，COD為800-1200mg/L，碳氮比低，造成生化系統(tǒng)氨氮處理不易達(dá)標(biāo)、且總氮超標(biāo)的現(xiàn)象嚴(yán)重。本系統(tǒng)中通過MAP沉淀技術(shù)后NH₄⁺-N去除率達(dá)到60-90%，顯著降低后續(xù)處理負(fù)荷，原碳氮比3:1提高到8:1以上，大幅提高生化效果，使原A/O回流比16:1降低到0.5:1-2.0:1，同時TN減排提高20-30%以上，確保NH₄⁺-N、TN達(dá)標(biāo)排放和生化系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

二、對煤制氫工藝廢水中NH₄⁺-N、Ca²⁺、Mg²⁺離子進(jìn)行沉淀處理后，產(chǎn)生的沉淀以CaCO₃和磷酸銨鎂為主，其CaO含量高于52%，MgNH₄PO₄·6H₂O含量高于97%，得到了高品質(zhì)的建筑材料和優(yōu)質(zhì)的化工原料或農(nóng)用緩釋肥得以回收，因此實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)的理念。由于將廢水硬度降低到150mg/L以下，控制在不易結(jié)垢的安全范圍，因此極大地改善了廢水水質(zhì)，為后續(xù)回用處理奠定了基礎(chǔ)。

三、本實用新型中對廢水NH₄⁺-N、Ca²⁺、Mg²⁺離子的去除，保證了二級生化處理水質(zhì)達(dá)到?煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16171-2012）?。在此基礎(chǔ)上，利用O₃強氧化能力對二沉池出水進(jìn)行深度氧化，可將COD降低到30mg/L以下，再通過活性炭吸附以及反滲透技術(shù)除鹽后，得到高質(zhì)量的回用水，水質(zhì)達(dá)到石油化工給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（SH3099-2000）和循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（HG/T3923-2007），為煤化工廢水節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的厭氧處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-2，本實用新型實施例中，一種高效的德士古爐煤制氫廢水資源化處理與回用系統(tǒng)，包括黑水沉降槽1、Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2、MAP反應(yīng)沉淀池3、生物處理系統(tǒng)和過濾處理系統(tǒng)，所述黑水沉降槽1的上部出水口通過一號排水泵15連接Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2，Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2通過二號排水泵20連接MAP反應(yīng)沉淀池3，MAP反應(yīng)沉淀池3的上部出水口通過三號排水泵30連接生物處理系統(tǒng)的厭氧處理單元4；生物處理系統(tǒng)由厭氧處理單元4、好氧處理單元5和二沉池6組成，其中厭氧處理單元4的排水口通過四號排水泵35連接好氧處理單元5，好氧處理單元5的的上部排水口通過管道連接二沉池6，而二沉池6上部出水口分為兩路，一路通過污水回流管37連接厭氧處理單元4的進(jìn)水口，另一路連接過濾處理系統(tǒng)，二沉池6底部通過污泥回流管41連接厭氧處理單元4和好氧處理單元5；

過濾處理系統(tǒng)由BAF濾池7、砂濾池8、臭氧氧化塔9、活性炭濾池10、集水槽11、反滲透裝置12和清水池13組成，其中BAF濾池7通過五號排水泵42連接二沉池6，BAF濾池7、砂濾池8、臭氧氧化塔9依次通過六號排水泵43、七號排水泵44連接，臭氧氧化塔9的底部通過排污閥45、排污泵46連接臭氧發(fā)生器47，臭氧氧化塔9的頂部出水口通過八號排水泵48連接活性炭濾池10，活性炭濾池10、集水槽11、反滲透裝置12依次通過九號排水泵49、十號排水泵50連接，反滲透裝置12通過管道與清水池13連接。

上述，污泥回流管41通過一號回流閥門39連接好氧處理單元5，通過二號回流閥門40連接厭氧單元，污泥回流管41通過回流管閥38連接二沉池6的排出管道；污水回流管37上設(shè)有污水回流閥36。

上述，Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2的底部通過一號排泥閥21連接一號沉淀收集池22，一號沉淀收集池22通過一號給料泵23連接沉淀過濾機(jī)24。

上述，MAP反應(yīng)沉淀池3的底部通過二號排泥閥25連接二號沉淀收集池51，二號沉淀收集池51通過二號給料泵52連接MAP回收裝置53。

上述，Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2和MAP反應(yīng)沉淀池3內(nèi)分別設(shè)有一號攪拌器16和二號攪拌器19。

上述，Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2頂部設(shè)置加NaOH管17和加Na₂CO₃管18，MAP反應(yīng)沉淀池3頂部設(shè)置加鎂鹽管27、加磷鹽管28、加NaOH管26和一號pH值檢測器29，厭氧處理單元4的進(jìn)水口設(shè)置加酸管33和二號pH檢測器34。

上述，厭氧處理單元4在進(jìn)水口端池長的五分之一處設(shè)置隔水墻31，將厭氧處理單元4分成兩個池子，在靠近進(jìn)水口端的池子中設(shè)置擋板32。

磷酸銨鎂（MAP）沉淀法是目前對污水溶解性NH₄⁺-N去除最為快速高效的一種方法，具有使廢水氮磷資源化技術(shù)優(yōu)勢。其作用原理為：污水或溶液中有Mg²⁺、PO₄^3–、NH₄⁺三種離子存在時，且離子濃度積大于MgNH₄PO₄·6H₂O溶度積常數(shù)時，有MgNH₄PO₄·6H₂O產(chǎn)生，方程式為：Mg²⁺+PO₄^3–+NH₄⁺+6H₂O?MgNH₄PO₄·6H₂O↓。MgNH₄PO₄·6H₂O為白色，俗稱為鳥糞石（MAP），是一種化工原料或農(nóng)業(yè)緩釋肥料。德士古煤制氣工藝產(chǎn)生的廢水中NH₄⁺-N濃度屬于中低濃度，不易用汽提、萃取、精餾等方法脫除，否則成本高效益低。本實用新型用MAP沉淀法去除廢水NH₄⁺-N，并進(jìn)一步利用中國專利“一種對廢水氮磷進(jìn)行鳥糞石資源化回收的裝置”（201420458242.0）回收沉淀。但廢水中含有高濃度Ca²⁺離子，在反應(yīng)pH值大于8.0時，水中就有30%以上的Ca²⁺離子轉(zhuǎn)化為Ca₅OH(PO4)₃(HAP)。煤制氫工藝產(chǎn)生廢水量巨大，每小時產(chǎn)出20萬標(biāo)立方米、純度為97.5%以上、4.8兆帕的工業(yè)氫氣時，廢水產(chǎn)生量約為400噸/h，由于廢水量大則每天產(chǎn)生的沉淀量亦非?？捎^。因此預(yù)先除去Ca²⁺離子，可得到高純度MgNH₄PO₄·6H₂O，是非常有價值的化工原料。同時Ca²⁺離子沉淀后得到CaCO₃，可作為建筑材料利用，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)的理念。由于對廢水NH₄⁺-N和Ca²⁺、Mg²⁺預(yù)去除，有效的保障二級生化處理的達(dá)標(biāo)排放。在此基礎(chǔ)上，利用高級氧化技術(shù)和反滲透技術(shù)，將二沉池出水深度處理后，使出水達(dá)到石油化工給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（SH3099-2000）和循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（HG/T3923-2007）的要求，可作為鍋爐補給水、工藝與產(chǎn)品用水、循環(huán)冷卻水等水源。

本實用新型的結(jié)構(gòu)特點及其原理：黑水沉降槽1上部出水進(jìn)入Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2，在進(jìn)水量達(dá)到Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2體積的四分之一后，開啟一號攪拌器16，控制轉(zhuǎn)速為300-350rpm，打開加NaOH管17至加藥完成，同時保持一號攪拌器16繼續(xù)攪拌15-20min后，打開加NaCO₃管18至加藥完成，在進(jìn)水和加藥都完成后繼續(xù)攪拌30min后，調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速為200-250rpm，并繼續(xù)攪拌15-20min后，停止一號攪拌器16并靜置。一號攪拌器16停止后，開啟另一臺Ca²⁺反應(yīng)沉淀池，進(jìn)行同樣操作，不同的Ca²⁺反應(yīng)沉淀池間歇式交替運行，根據(jù)產(chǎn)生的水量和反應(yīng)池的體積確定需要的Ca²⁺反應(yīng)沉淀池數(shù)量。在一號攪拌器16停止并靜置1.5-2h后，開啟與Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2上部排水口相連的二號排水泵20，通過二號排水泵20沉淀后的廢水被排入MAP反應(yīng)沉淀池3。當(dāng)Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2廢水排放完后，打開底部沉淀出口閥門21后，沉淀進(jìn)入沉淀收集池22，通過過濾機(jī)一號給料泵23進(jìn)入沉淀過濾機(jī)24。由于德士古氣化爐煤的氣化過程分解較為完全，因此經(jīng)過黑水沉降槽1沉淀后，水質(zhì)較為清澈透明，SS僅為20-60mg/L，所以Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2沉淀為白色，以CaCO₃為主要成分，經(jīng)測定CaO含量高于52%，可作為極好的建筑材料，在沉淀過濾機(jī)24過濾后送制磚廠回收利用。

上述中，黑水沉降槽1底部沉淀即粗渣通過閥門14外排。

上述中，在Ca²⁺反應(yīng)沉淀池2頂部設(shè)置加NaOH管17、加Na₂CO₃管18中，所述的NaOH為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用NaOH，配制成飽和溶液或任意濃度后投加，NaOH加入量控制在與廢水中Ca²⁺離子的摩爾比為0.3:1—0.5:1，所述的NaCO₃為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用NaCO₃，可配制成飽和溶液或任意濃度或固體方式進(jìn)行投加，Na₂CO₃加入量控制在與廢水中Ca²⁺離子的摩爾比為0.85:1--1.00:1。用于溶解固體NaOH、Na₂CO₃的溶劑水可以是清水池13出水，這樣可節(jié)約工藝中新鮮水用量，同時減少廢水排放總量。NaOH和Na₂CO₃與廢水中Ca²⁺、和少量的Mg²⁺離子在攪拌條件下充分反應(yīng)，生成CaCO₃、Ca(OH)₂、MgCO₃、Mg(OH)₂等形式的沉淀，大幅度降低了廢水中結(jié)垢離子的濃度。

上述中，廢水通過二號排水泵20被排入MAP反應(yīng)沉淀池3，在入水量達(dá)到MAP反應(yīng)池體積的四分之一后，開啟二號攪拌器19，控制轉(zhuǎn)速為300-350rpm，打開加鎂鹽管27至加藥完成，同時保持二號攪拌器19繼續(xù)攪拌10-15min后，打開加磷鹽管28至加藥完成，并保持?jǐn)嚢?，在進(jìn)水和加藥都完成后，通過一號pH值檢測器29和加NaOH管26，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值不低于9.0，用清水池13的回用水溶解鎂鹽、磷鹽、NaOH，這樣可節(jié)約工藝中新鮮水用量，同時減少廢水排放總量。繼續(xù)攪拌10-15min后，調(diào)整二號攪拌器19轉(zhuǎn)速為150-200rpm，繼續(xù)攪拌20-30min。停止二號攪拌器19并靜置。二號攪拌器19停止后，開啟另一臺MAP反應(yīng)沉淀池，進(jìn)行同樣操作，不同的MAP反應(yīng)沉淀池間歇式交替運行，根據(jù)產(chǎn)生的水量和反應(yīng)池的體積確定需要的MAP反應(yīng)沉淀池數(shù)量。在二號攪拌器19停止并靜置1.5-2h后，開啟與MAP反應(yīng)沉淀池3上部排水口相連的三號排水泵30，通過三號排水泵30沉淀后廢水與來自污水回流管37的回流污水混合后被排入?yún)捬醴磻?yīng)單元4進(jìn)水口，通過加酸管33、二號pH檢測器34完成加酸調(diào)節(jié)的過程后，通過折流段充分混合后廢水pH值達(dá)到8.5左右進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)單元4的厭氧污泥處理段，水力停留時間3.5-4.5h。厭氧處理單元4排水口出水進(jìn)入好氧處理單元5，溶解氧濃度為2.5-3.0mg/L，好氧污泥處理4-5h后，出水進(jìn)入二沉池6，二沉池6溢流堰的部分出水排入BAF濾池7，約3h后進(jìn)入砂濾池8，水停留約2h后進(jìn)入臭氧氧化塔9底部進(jìn)水口，與臭氧混合，臭氧的投加量在6-10mg/L，反應(yīng)0.5-1h后，廢水由上部排水口排出進(jìn)入活性炭濾池10，經(jīng)過1-1.5h后，通過排水泵49進(jìn)入集水槽11，再由高壓泵50送入反滲透裝置12中，在反滲透裝置12中產(chǎn)生的清水排入清水池13后回用，濃水排入好氧處理單元5，重新進(jìn)入后續(xù)處理過程，以增加廢水回收率。

上述中，二沉池6溢流堰的出水一部分通過污水回流管37回流到厭氧處理單元4入水口處，這種回流方式起到稀釋降低MAP反應(yīng)沉淀池3出水pH值的效果，可大幅減少厭氧處理單元3調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值所需的酸投加量，由回流管閥36控制回流比0.5:1-2.0:1。

上述中，沉淀池6產(chǎn)生的剩余活性污泥通過污泥回流管41和閥門38、一號回流閥門39、二號回流閥門40控制，一部分回到厭氧處理單元4，一部分回到好氧處理單元5，以補充流失的污泥，同時大幅度減少生化系統(tǒng)的污泥排放量。

上述中，在MAP反應(yīng)沉淀池3頂部設(shè)置加鎂鹽管27、加磷鹽管28中，加NaOH管26，一號pH值檢測器29，所述的鎂鹽為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用MgCl₂、MgSO₄和MgO中的一種，配制成飽和溶液或任意濃度后通過鎂鹽管27投加，加入量控制在與加入磷鹽的摩爾比為1.2:1-1.5:1；所述的磷鹽為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、KH₂PO₄、K₂HPO₄和H₃PO₄中的一種，配制成飽和溶液或任意濃度后通過磷鹽管28投加，加入量控制在與廢水中NH₄⁺-N的摩爾比為0.6:1-1.1:1。在投藥完成后通過一號pH值檢測器29檢測反應(yīng)溶液pH值，通過加NaOH管26加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值不低于9.0。在攪拌條件下廢水中PO₄^3–和NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺離子充分反應(yīng)，生成MAP沉淀，使得廢水中NH₄⁺-N去除率達(dá)到60-90%、同時硬度降低到150mg/L以下，控制在不易結(jié)垢的安全范圍。

上述中，當(dāng)MAP反應(yīng)沉淀池3排放完廢水后，打開底部沉淀出口閥門25后，沉淀進(jìn)入沉淀收集池26，通過二號給料泵27進(jìn)入MAP回收裝置28。所述的MAP回收裝置28是指中國專利“一種對廢水氮磷進(jìn)行鳥糞石資源化回收的裝置”（201420458242.0）。由于經(jīng)過了前期的沉淀過程，因此MAP反應(yīng)沉淀池3產(chǎn)生的沉淀非常純凈，為白色，經(jīng)過MAP回收裝置28脫水干燥后，磷酸銨鎂含量高于97%，可作為優(yōu)質(zhì)的化工原料或農(nóng)用緩釋肥得以回收，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)的理念，同時也降低廢水處理成本。

上述中，MAP反應(yīng)沉淀池3為間歇式操作，生產(chǎn)中根據(jù)實際產(chǎn)水量和反應(yīng)器容積，配置2-4臺以上。

上述中，厭氧處理單元4在進(jìn)水口端池長的五分之一處設(shè)置隔水墻31，將厭氧處理單元4分成兩個池子，在進(jìn)水口端的池中設(shè)置擋板32，使水流折流運行，起到充分混勻水流的作用。

上述中，二沉池6溢流堰的一部分出水進(jìn)入污水回流管37回流到厭氧處理單元4入水口處，與MAP反應(yīng)沉淀3的來水混合，這種回流方式起到稀釋降低厭氧處理單元4進(jìn)水pH值的效果，可大幅減少調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值所需的酸投加量，使厭氧處理單元4加酸量只需理論投加量的1/6-1/11。

應(yīng)用例一：

以中國石油化工股份有限公司茂名分公司德士古氣化爐煤制氫工藝廢水為實施對象，經(jīng)黑水沉降槽沉淀后的廢水中含Ca²⁺1100-1390mg/L、Mg²⁺110-138.6mg/L、NH₄⁺-N279.8-351.4mg/L，COD889.7-1019.2mg/L、SS為23-42mg/L、pH值8.13-8.36，黑水沉降槽出水進(jìn)入Ca²⁺反應(yīng)沉淀池，在進(jìn)水量達(dá)到Ca²⁺反應(yīng)沉淀池體積的四分之一后，開啟攪拌器，控制轉(zhuǎn)速為300-350rpm，打開加NaOH管至加藥完成，NaOH加入量控制在與廢水中Ca²⁺離子的摩爾比為0.3:1-0.5:1，保持?jǐn)嚢杵鲾嚢?5-20min后，打開加Na₂CO₃管至加藥完成，Na₂CO₃加入量控制在與廢水中Ca²⁺離子的摩爾比為0.85:1--1.00:1。用清水池出水溶解固體NaOH、Na₂CO₃，這樣可節(jié)約工藝中新鮮水用量。在進(jìn)水和加藥都完成后繼續(xù)攪拌30min后，調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速為200-250rpm，并繼續(xù)攪拌15-20min后，停止攪拌器并靜置。在攪拌器停止并靜置1.5-2h后，開啟與Ca²⁺反應(yīng)沉淀池上部排水口相連的排水泵，通過排水泵沉淀后水被排入MAP反應(yīng)沉淀池。當(dāng)Ca²⁺反應(yīng)沉淀池排放完廢水后，打開底部沉淀出口閥門，沉淀進(jìn)入沉淀收集池，通過過濾機(jī)給料泵進(jìn)入沉淀過濾機(jī)，在沉淀過濾機(jī)過濾后送制磚廠做建材原料。

上述廢水進(jìn)入MAP反應(yīng)沉淀池，在入水量達(dá)到池體積的四分之一后，開啟池中攪拌器，控制轉(zhuǎn)速為300-350rpm，并打開加鎂鹽管，約10min后加藥完成，加入量控制在與加入磷鹽的摩爾比為1.2:1--1.5:1，攪拌10-15min后，打開加磷鹽管，約10min后加藥完成，加入量控制在與廢水中NH₄⁺-N的摩爾比為0.6:1--1.1:1，通過加NaOH管加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值不低于9.0，保持?jǐn)嚢?。用清水池出水溶解鎂鹽、磷鹽、NaOH，這樣可節(jié)約工藝中新鮮水用量，同時減少廢水排放總量。在進(jìn)水和加藥都完成后調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速為150-200rpm，繼續(xù)攪拌20-30min。同時開啟另一臺MAP反應(yīng)沉淀池，進(jìn)行同樣操作。在MAP反應(yīng)沉淀池停止攪拌并靜置1.5-2h后，開啟與其上部排水口相連的排水泵，通過排水泵將沉淀后的廢水排入?yún)捬跆幚韱卧校藭r對廢水監(jiān)測指標(biāo)為：NH₄⁺-N34.6-108.9mg/L、硬度為90.7-129.3mg/L、COD930.5-1108.4mg/L、pH值9.01-9.89，因此在經(jīng)過沉淀反應(yīng)后廢水NH₄⁺-N去除率為60-90%、Ca²⁺、Mg²⁺離子被大幅度去除，硬度降低到150mg/L以下，水質(zhì)被顯著改善。

當(dāng)廢水排入?yún)捬跆幚韱卧獣r，與來自二沉池的回流水混合后廢水pH值顯著降低，通常由pH9.01-9.89下降到pH8.12-8.94，這樣無需或大幅減少調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值所需的酸投加量。通過加酸管加入鹽酸，由于厭氧處理單元內(nèi)擋板的作用，鹽酸與廢水充分混勻，調(diào)節(jié)pH值約8.5后，由折流板部分進(jìn)入?yún)捬跷勰嗵幚聿糠?，停?.5-4.5h后，由排水口進(jìn)入好氧處理單元。在好氧處理單元中，控制溶解氧2.5-3.0mg/L，本實驗中使用活性污泥法，MLSS為2700-3100mg/L，在好氧處理單元停留4小時后，出水排入二沉池，在二沉池中水力停留時間約為2-3h后，溢流堰出水一部分回流到厭氧反應(yīng)池，回流比為0.5:1-2.0:1，其余部分外排，此時對廢水監(jiān)測指標(biāo)為：NH₄⁺-N3.1-6.9mg/L、COD40.8-50.5mg/L、pH值6.83-7.82，達(dá)到?煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16171-2012）?。由于MAP沉淀法對廢水NH₄⁺-N預(yù)處理，則使廢水TN去除率提高20-30%以上，同時也大幅降低處理成本。

二沉池溢流堰的出水除去回流部分后全部排入BAF濾池，約3h后進(jìn)入砂濾池，停留約2h后進(jìn)入臭氧氧化塔底部進(jìn)水口，與臭氧混合，臭氧的投加量為8mg/L，反應(yīng)0.5-1h后，廢水由上部排水口排出進(jìn)入活性炭濾池，經(jīng)過1-1.5h后，通過排水泵進(jìn)入集水槽，再由高壓泵送入反滲透裝置中，在反滲透裝置中產(chǎn)生的清水排入清水池后回用。此時對廢水監(jiān)測指標(biāo)為：NH₄⁺-N0.9-4.2mg/L、COD3.5-5.1mg/L、pH值6.88-7.83，硬度8.8-11.5mg/L、電導(dǎo)率116-149mg/L，水質(zhì)達(dá)到石油化工給水標(biāo)準(zhǔn)（SH3099-2000）和循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（HG/T3923-2007）的要求。

在MAP反應(yīng)沉淀池中，當(dāng)排放完廢水后，打開底部沉淀排放口閥門，沉淀進(jìn)入沉淀收集池，通過給料泵進(jìn)入MAP回收裝置得到白色沉淀。經(jīng)測定沉淀以MAP為主要成分，含量高于97%，可作為優(yōu)質(zhì)的農(nóng)用緩釋肥或化工原料得以回收。

本系統(tǒng)流程簡單、易于操作，是一種快速高效回收廢水NH₄⁺-N和Ca²⁺、Mg²⁺離子資源，并最終進(jìn)行廢水回用的新型廢水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)的理念，由于廢水硬度大幅度降低，極大地改善結(jié)垢問題，使設(shè)備檢修周期延長約6個月以上。

應(yīng)用例二：

以廣東湛江中科廣東煉化德士古氣化爐煤制氫工藝廢水為實施對象，經(jīng)黑水沉降槽沉淀后的廢水中含Ca²⁺1059.4-1280.7mg/L、Mg²⁺90-130mg/L、NH₄⁺-N270.1-318.5mg/L，COD787.6-1009.9mg/L、SS為25-38mg/L、pH值8.1-8.42，黑水沉降槽出水進(jìn)入Ca²⁺反應(yīng)沉淀池，在進(jìn)水量達(dá)到Ca²⁺反應(yīng)沉淀池體積的四分之一后，開啟攪拌器，控制轉(zhuǎn)速為300-350rpm，打開加NaOH管至加藥完成，NaOH加入量控制在與廢水中Ca²⁺離子的摩爾比為0.3:1-0.5:1，保持?jǐn)嚢杵鲾嚢?5-20min后，打開加Na₂CO₃管至加藥完成，Na₂CO₃加入量控制在與廢水中Ca²⁺離子的摩爾比為0.85:1--1.00:1。用清水池出水溶解固體NaOH、Na₂CO₃，這樣可節(jié)約工藝中新鮮水用量。在進(jìn)水和加藥都完成后繼續(xù)攪拌30min后，調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速為200-250rpm，并繼續(xù)攪拌15-20min后，停止攪拌器并靜置。在攪拌器停止并靜置1.5-2h后，開啟與Ca²⁺反應(yīng)沉淀池上部排水口相連的排水泵，通過排水泵沉淀后水被排入MAP反應(yīng)沉淀池。當(dāng)Ca²⁺反應(yīng)沉淀池排放完廢水后，打開底部沉淀出口閥門，沉淀進(jìn)入沉淀收集池，通過過濾機(jī)給料泵進(jìn)入沉淀過濾機(jī)，在沉淀過濾機(jī)過濾后送制磚廠做建材原料。

廢水進(jìn)入MAP反應(yīng)沉淀池，在入水量達(dá)到池體積的四分之一后，開啟池中攪拌器，控制轉(zhuǎn)速為300-350rpm，并打開加鎂鹽管，約10min后加藥完成，加入量控制在與加入磷鹽的摩爾比為1.2:1--1.5:1，攪拌10-15min后，打開加磷鹽管，約10min后加藥完成，加入量控制在與廢水中NH₄⁺-N的摩爾比為0.6:1--1.1:1，通過加NaOH管加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值不低于9.0，保持?jǐn)嚢?。用于溶解鎂鹽、磷鹽、NaOH的溶劑水用二沉池溢流堰的出水，這樣可節(jié)約工藝中新鮮水用量，同時減少廢水排放總量。在進(jìn)水和加藥都完成后調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速為150-200rpm，繼續(xù)攪拌20-30min。同時開啟另一臺MAP反應(yīng)沉淀池，進(jìn)行同樣操作。在MAP反應(yīng)沉淀池停止攪拌并靜置1.5-2h后，開啟與其上部排水口相連的排水泵，通過排水泵將沉淀后的廢水排入?yún)捬跆幚韱卧?，此時對廢水監(jiān)測指標(biāo)為：NH₄⁺-N26.1-87.8mg/L、硬度為45.9-100.1mg/L、COD854.4-987.9mg/L、pH值8.95-9.93，因此在經(jīng)過沉淀反應(yīng)后廢水中NH₄⁺-N、Ca²⁺、Mg²⁺離子被大幅度去除，水質(zhì)被顯著改善。

當(dāng)廢水排入?yún)捬跆幚韱卧獣r，與來自二沉池的回流水混合，廢水pH值顯著降低，通常由pH9.11-9.89下降到pH8.21-9.15，這樣無需或大幅減少調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值所需的酸投加量。通過加酸管加入鹽酸，由于厭氧處理單元內(nèi)擋板的作用，鹽酸與廢水充分混勻，調(diào)節(jié)pH值約8.5后，由折流板部分進(jìn)入?yún)捬跷勰嗵幚聿糠?，停?.5-4.5h后，由排水口進(jìn)入好氧處理單元。在好氧處理單元中，控制溶解氧2.5-3.0mg/L，本實驗中使用活性污泥法，MLSS為2800-3100mg/L，在好氧處理單元停留4小時后，出水排入二沉池，在二沉池中水力停留時間約為2-3h后，溢流堰出水一部分回流到厭氧反應(yīng)池，回流比為0.5:1-2.0:1，其余部分外排，此時對廢水監(jiān)測指標(biāo)為：NH₄⁺-N3.1-7.2mg/L、COD32.4-57.2mg/L、pH值7.23-7.86，達(dá)到?煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16171-2012）?。由于MAP沉淀法對廢水NH₄⁺-N預(yù)處理，則使廢水TN去除率提高20-30%以上，同時也大幅降低處理成本。

二沉池溢流堰的出水除去回流部分后全部排入BAF濾池，約3h后進(jìn)入砂濾池，停留約2h后進(jìn)入臭氧氧化塔底部進(jìn)水口，與臭氧混合，臭氧的投加量為8mg/L，反應(yīng)0.5-1h后，廢水由上部排水口排出進(jìn)入活性炭濾池，經(jīng)過1-1.5h后，通過排水泵進(jìn)入集水槽，再由高壓泵送入反滲透裝置中，在反滲透裝置中產(chǎn)生的清水進(jìn)入清水池后回用。此時對廢水監(jiān)測指標(biāo)為：NH₄⁺-N1.7-3.5mg/L、COD2.5-6.1mg/L、pH值6.88-7.85，硬度10.0-12.9mg/L、電導(dǎo)率120-151mg/L，水質(zhì)達(dá)到石油化工給水標(biāo)準(zhǔn)（SH3099-2000）和循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（HG/T3923-2007）的要求。

在MAP反應(yīng)沉淀池中，當(dāng)排放完廢水后，打開底部沉淀排放口閥門，沉淀進(jìn)入沉淀收集池，通過給料泵進(jìn)入MAP回收裝置得到白色沉淀。經(jīng)測定沉淀以MAP為主要成分，含量高于97%，可作為優(yōu)質(zhì)的農(nóng)用緩釋肥得以回收，因此實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)的理念。

本系統(tǒng)流程簡單、易于操作，是一種快速高效回收廢水NH₄⁺-N和Ca²⁺、Mg²⁺離子資源，并最終進(jìn)行廢水回用的新型廢水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)的理念，由于廢水硬度大幅度降低，極大地改善結(jié)垢問題，使設(shè)備檢修周期延長約6個月以上。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。