[发明专利]一种高效低耗同步回收沼液中氮磷的装置及其方法

说明书

本发明涉及一种高效低耗同步回收沼液中氮磷的装置及其方法，由沼液预热器、脱CO₂反应器、真空脱NH₃反应器、碳酸氢铵回收系统、鸟粪石结晶反应器组成，具体步骤为先对厌氧消化沼液进行预热，脱除CO₂，使pH自然上升，然后泵入脱氨反应器，利用厌氧消化产生的沼气进行蒸汽加热，采用喷雾的方式在真空条件下脱除沼液氨氮，含氨蒸汽经过冷凝分离后进入碳化塔，通入加压CO₂在冷却条件下进行反应，最后经过结晶、离心生成碳酸氢铵产品，利用脱氨沼液碱性pH条件，通过投加镁盐进一步去除沼液剩余氨氮和磷酸盐，同时实现鸟粪石产品回收。本发明利用沼液碱度特性，可实现不加碱沼液氮磷资源同步回收，具有工艺设备简单、处理效率高、能耗水平低的特点。

技术领域

本发明属于沼液处理与资源回收技术领域，具体涉及一种高效低耗同步回收沼液中氮磷的装置及其方法。

背景技术

污泥富集了污水中30％-45％N和90％P，进行厌氧消化处理后污泥中氮主要以氨氮形式存在于沼液中，沼液高氨氮已经成为限制污泥厌氧消化全链条路径的瓶颈问题，同时随着全球磷资源的短缺，污泥中磷资源的回收是未来污泥资源化的重点发展方向。

传统沼液脱氮处理主要采用硝化-反硝化、厌氧氨氧化等生化处理方法，由于沼液中氮磷含量较高，而COD含量较低，通常需要消耗大量碳源和能源，存在占地面积大、运行成本高的缺点，而且无法实现沼液氮磷回收。目前，沼液中氮回收方法主要空气吹脱、汽提脱氨等，磷回收主要通过化学沉淀法，但是传统氮磷回收方法通常需要投加碱液调节pH，特别是对于沼液，具有高缓冲性能，会消耗大量碱液，且存在回收效率低、能耗高、容易造成空气污染等缺点。

针对沼液脱氨的问题，专利文献201510452491.8公开了一种高浓度氨氮废水氨吹脱及资源化处理系统及处理方法，通过调碱高温吹脱的方法去除氨氮，存在化学药剂消耗量大、去除效率低、工艺系统复杂的缺点。专利文献201610892778.7公开了一种沼液脱碳联合脱氨系统，实现无外源加碱两段脱氨，同时采用负压蒸氨，降低蒸汽能耗，但该系统脱碳过程利用空气吹脱去除CO₂，可能会造成部分氨气损失，增加尾气吸收负荷，另外该系统只形成氨水，没有考虑形成更高附加值的产品。专利文献201810449637.7公开了一种基于超临界技术的城市污泥中氮磷回收系统及方法，利用了超临界氧化技术对污泥中氨氮、磷酸盐的释放进行回收，但是存在系统能耗高、需要投加大量碱液的缺点，且没有考虑氮肥产品的回收。

发明内容

本发明的目的就是为了解决沼液中氮磷回收存在的回收效率低、能耗高等问题，而提供一种高效低耗同步回收沼液中氮磷的装置及其方法，利用沼液碱度和厌氧消化产生的沼气能源，在不加碱的条件下实现沼液中氮磷的同步高效回收，减少系统能量消耗和药耗，有效解决沼液处理瓶颈问题，同时对于促进污泥中资源循环利用具有重要意义。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高效低耗同步回收沼液中氮磷的装置，包括通过管路相连接的沼液预热器、脱CO₂反应器、真空脱NH₃反应器、冷却器、碳化塔及鸟粪石结晶反应器，其中：

沼液预热器，用于初始沼液与高温脱氨沼液的换热，使所述初始沼液预热，同时对高温脱氨沼液降温；

脱CO₂反应器，其进水口通入来自所述沼液预热器预热后的初始沼液，并脱除初始沼液中的CO₂；

真空脱NH₃反应器，其进水口通入来自所述脱CO₂反应器的初始沼液，并脱除初始沼液中的氨；