申请日2009.06.12
公开(公告)日2010.01.27
IPC分类号C02F1/20; C01B25/45; C05G3/00; C02F1/58
摘要
本发明为一种畜禽养殖废水磷的去除与回收工艺和装置。利用曝气对CO2的吹脱作用，使反应器内的pH值提高，由原水的7.2左右提高到8.5以上，由于原水中存在丰富的Mg2+和NH4+，随着pH的提高，Mg2+和NH4+会结合PO43-发生MgNH4PO4结晶，晶体以废水水中的悬浮颗粒物为晶核悬浮生长，长至一定程度发生沉降，沉至反应器底部的锥斗内，从而使废水中的磷得到有效的去除;将结晶沉降的MgNH4PO4晶体从反应器中分离，即可回收部分可作为肥料的磷酸铵镁晶体。
权利要求书
1、一种畜禽养殖废水磷的去除与回收工艺和装置，其特征在于：
a畜禽养殖废水是指经过厌氧发酵的废水，水质特征为：PO4 3-浓度50-100mg/L(以P 计)，Mg2+浓度40mg/L左右，NH4 +浓度1000mg/L(以N计)左右，COD 2000mg/L左 右，碳酸盐4600mg/L左右，pH值7.1-7.4。
b反应器通过曝气对废水中CO2的吹脱作用，使废水中的Mg2+和NH4 +会结合PO4 3-发 生MgNH4PO4结晶。因为原废水中通常含有过量的铵离子和较多的Mg2+，所以反应过程中 的镁盐是充足的，满足与磷酸根结晶的化学计量，不需另外投加镁盐;当镁盐量不足时，可 通过对水质的分析适量补充投加。
c该反应器采用两种运行方式，分别是间歇流方式和连续流方式。反应器具有对以上废 水的磷进行去除和回收的作用。
d本发明的反应器可以采用不锈钢加工成整体式，也可以通过土建建成。
2、根据权利要求1b所述反应器通过曝气对废水中CO2的吹脱作用，使反应器内的pH 值明显提高，导致废水中的Mg2+和NH4 +会结合PO4 3-发生MgNH4PO4结晶反应，晶体以水 中的悬浮颗粒物为晶核悬浮生长，长至一定程度，沉降到反应器底部的锥斗内。
3、根据权利要求1c所述该反应器可以间歇式或连续式运行，具备磷的去除和回收功能。 由于反应器底部为锥形结构，沉降于此的磷酸铵镁可以用排泥管或污水泵回收。
4、根据权利要求1d所述本发明的反应器可以采用不锈钢加工成整体式，也可以通过土 建建成，其结构为上部为柱状作为反应区，下方为斗状作为晶体收集区。反应过程主要靠曝 气提升pH值，反应器内设置多个盘式曝气头，气水比根据需要设在20∶1至50∶1之间。
5、根据权利要求1至4所述畜禽养殖废水磷的去除与回收工艺和装置，从养殖场废水中 所得磷回收产品磷酸铵镁可用作缓释性磷肥。
6、根据权利要求1至5所述养猪场废水磷的去除与回收工艺和装置，其工艺出水水质达 到了畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)中对磷的要求。
说明书
一种畜禽养殖废水磷的去除与回收工艺和装置
技术领域
本发明属于污水处理及其资源化技术领域，具体为一种能有效去除和回收富磷污水中磷 元素的装置。
背景技术
我国超过75%的湖泊水体富营养化，甚至重度富营养化，如滇池、太湖、巢湖等，而氮 磷营养物污染是造成水体富营养化的根本原因。相对于有机污染，营养物污染更持久、危害 更大、影响范围更广，因此，有效控制营养物污染成为水污染治理的重要任务。畜禽养殖废 水是含高浓度有机物、营养物的废水，它的直接排放造成了严重水环境污染。畜禽养殖业污 染治理水平普遍偏低，全国60%的规模化养殖场缺乏干湿分离这一最基本的污染防治措施， 80%的规模化养殖场缺乏必要的污染治理投资，90%的规模化畜禽养殖场污染物处理达不到 环保要求，这不仅导致畜禽养殖业成为农村和城乡结合带的首要污染源，还对周边水环境造 成严重污染。例如，养殖业污染对太湖富营养化贡献为23%，对黄浦江、杭州湾的贡献则高 达36%和35%。营养物污染不仅导致水环境功能丧失，还制约了工农业生产发展，危害了人 群健康。高浓度废水营养物污染的有效控制势在必行。
针对我国畜禽养殖废水处理达标难的问题，本技术研究针对畜禽养殖废水水质特点，研 发了废水磷去除装置与回收，具有很好的磷去除和回收效果。此装置可以置于常规生物处理 装置之前，使其结合成有机的整体，使废水中的营养物质，尤其是磷得到有效的去除，从而 进一步解决废水达标排放问题，促进畜禽粪污治理向资源化和无害化方向发展。
发明内容
本发明中的反应器通过曝气对废水中CO2的吹脱作用，使反应器内的pH值明显提高， 由原水的7.2左右提高到8.5以上，由于原水中存在丰富的Mg2+和NH4+，随着pH的提高， Mg2+和NH4 +会结合PO4 3-发生MgNH4PO4(MAP)结晶反应，晶体以水中的悬浮颗粒物为 晶核悬浮生长，根据斯托克斯沉降原理，随着晶体的生长，晶体颗粒的沉降性能得到改善， 在沉降阶段沉降到反应器底部的锥斗内。
因为原废水中通常含有过量的铵离子和较多的Mg2+，所以反应过程中的镁盐是充足的， 满足与磷酸根结晶的化学计量，不需另外投加镁盐;当镁盐量不足时，可通过对水质的分析 适量补充投加。
该反应器具备回收的污水中磷的功能，反应器底部为锥形结构，沉降到反应器底部的磷 酸铵镁可以用排泥管或污水泵回收。
该反应器采用两种运行方式，分别是间歇流方式和连续流方式。
反应器采用间歇流运行方式时，每个操作周期分为进水、反应、沉淀、出水四个阶段。 每个操作周期可设在3至6小时之间。反应器进出水装置由自动时间控制器控制，反应器的 出水采用电动球阀控制。反应器采用连续流运行方式时，水力停留时间可设在9-18小时之间。
本发明的反应器可以采用不锈钢加工成整体式，也可以通过土建建成，其结构大致为上 方为柱状作为反应区，下方为斗状作为收集区，在反应区可安装捕集装置。由于反应过程主 要靠曝气提升pH值，所以反应器内设置多个盘式曝气头，气水比根据需要设在20-50∶1。
