[实用新型]新型MAP三相流化氮磷回收反应器

说明书

技术领域

本实用新型属含氮磷废水的水处理装置，是一种物理-化学水处理反应器，更具体地说是新型MAP三相流化氮磷回收反应器。

背景技术

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，我国氮磷污染物的排放量急剧增加。在“一控双达标”过程中，对有机污水特别是工业有机废水进行了有效治理，但对氮磷污染基本上未加控制。氮磷污染所致的水体富营养化十分严重，已危害到农业、渔业、旅游业等诸多行业，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大的威胁。

因控制水体富营养化而实施的营养物去除为从污水中回收营养盐创造了条件。以鸟粪石(MAP)等磷酸盐沉淀方式从处理过程中回收磷并用于肥料或磷酸盐制造业，已成为水处理研究的热点。目前以鸟粪石沉淀形式回收磷的研究实例较多。鸟粪石是一种通过简单技术就能生产的产品，其分子式为Mg NH4PO₄·6H₂O，是一种难溶于水的白色晶体，常温下，在水中的溶解度积为25×10^-13。通过投加化学试剂，可使废水中的氨和磷酸盐形成鸟粪石，实现对氮磷污染物的同时去除。此外，鸟粪石含有氮磷两种营养元素，可以直接作为缓慢释放磷肥或在肥料生产中被利用。尽管认为鸟粪石是一种较好的缓释放肥料，但其对不同作物的营养价值还不清楚，能有效利用鸟粪石的N∶P∶K比例仍在研究之中。如中国专利申请200480041593.0公开的“流化床废水处理”，以鸟粪石沉淀处理含氮氮污水，该方法存在的不足是鸟粪石回收系统晶体生长缓慢、需要连续投加晶种，整个工艺成本大、处理效率低。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决以鸟粪石沉淀形式回收磷氮研究中问题的尽量具体化，提供一种成本低、效率高的新型MAP三相流化氮磷回收反应器，以减轻后续处理工艺的氮磷负荷，提高达标排放的稳定性和可靠性，降低工程投资、减少占地面积、缩短建设周期、使运行管理智能化、简单化。本实用新型的技术解决方案：新型MAP三相流化氮磷回收反应器，包括立式罐体，罐体底部的进水管、进气管，罐体顶部的清水出水口，其特征在于罐体中下部为流化区，流化区内置有鸟粪石载体填料，流化区中心另置有导流混合管，所述导流混合管下方的罐体空间为接通进水管、进气管的布水布气区，罐体上部装有与清水出水口相通的三相分离器，三相分离器的下方与流化区间的罐体空间是三相分离区。污水(液)、鸟粪石载体(固)及空气(气)同步进入床体中，空气从导流混合管的底部进入，在管内形成气、液、固混合体(液)，空气起到空气扬水器的作用同时，对厌氧段末端上清夜、污泥消化液上清夜和脱水滤液等污水中的CO2进行吹脱，提高体系的pH值(也可通过体系pH变化，自动加药调整pH)，在强烈的混合搅拌作用下，污水中的氨氮、溶解性磷酸盐与外加镁源进行化学沉淀反应，在鸟粪石载体表面形成MAP层，大颗粒MAP层在导流混合管外侧的MAP载体下降区内在混合液摩擦作用下脱落，达到固定氮磷并与处理水分离的目的。

本实用新型立式罐体外置有一鸟粪石载体填料脱膜分离器，所述的鸟粪石载体填料脱膜分离器分别接通流化区顶部的载体填料入口、流化区底部的载体填料外排口。流化区内的鸟粪石载体填料，在长时间使用后，如果固相量较大，可定期外排，通过机械外力破碎处理和分离，脱膜后的载体可回用于反应器中。流化区底部的载体填料外排口管道上设置节制阀，以调控附着MAP载体或MAP定期进行排除床体，MAP可作为缓释放肥料进行资源化利用。本系统可根据污水浓度的高低，选择是否设置处理水回流系统。

本实用新型立式罐体底部进水管的进水泵前连接含氨氮和磷酸盐污水管和外加镁源投加管，以达到形成鸟粪石沉淀处理污水的目的，本反应器主要以液体镁源投加为主，一般多采用氯化镁，若条件允许，可采用海水；若实际污水偏酸性，可采用氧化镁或氢氧化镁，并预先混合反应后才能使用，也可根据废水水质特点，设置其他形态镁源投加方式。

鸟粪石载体填料是一种表面预涂有MAP膜的多孔填料，如焦炭、活性碳、多孔塑料、网状泡沫塑料等，因表面有一定的粗糙度和表面空隙率，有助于MAP沉淀的形成。载体预先涂MAP膜，起着MAP沉淀反应体系晶种作用，氨氮、磷酸盐和镁离子进行絮凝沉淀反应，并在晶种表面继续生产；随着载体表面MAP膜的增厚，其不稳定性增加，在反应器流化状态下脱落，形成较大颗粒沉淀物，这种具有晶种作用的填料有效地提高了处理效率。填料的粒径通常为0.2mm-6cm，以0.2-2mm为佳，粒径较小的填料易于沉淀MAP，特别是对于浓度较大的废水。