公布日：2022.07.29
申请日：2022.05.18
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C01B25/32(2006.01)I;C01C1/242(2006.01)I;C01F11/18(2006.01)I;C05B7/00(2006.01)I;C05C3/00(2006.01)I;
C05D3/02(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统及方法，该养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统包括从左往右依次连通的PH调节池、反应池、沉淀池及清水PH自然回调池，所述PH调节池的左侧设置有向所述PH调节池内投加碱性钙质缓冲剂的碱性钙质缓冲剂投加装置，所述PH调节池和所述反应池的上方设置有收集氨气的集气罩，所述集气罩罩住所述PH调节池和所述反应池，所述PH调节池的内部下端设置有第一曝气装置。本发明集物理、化学处理法协同作用下，氨氮去除率达到98.5％、总磷去除率达到98.3％、COD去除率达到30％，去除效率高同时防止沉淀物以及产生的氨气造成二次污染，环境经济效益稳固。
权利要求书
1.一种养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，包括从左往右依次连通的PH调节池、反应池、沉淀池及清水PH自然回调池，所述PH调节池的左侧设置有向所述PH调节池内投加碱性钙质缓冲剂的碱性钙质缓冲剂投加装置，所述PH调节池和所述反应池的上方设置有收集氨气的集气罩，所述集气罩罩住所述PH调节池和所述反应池，所述PH调节池的内部下端设置有第一曝气装置。
2.根据权利要求1所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，所述反应池的内部下端设置有第二曝气装置，所述反应池的内部底部两侧设置有第一倾斜隔板，两个所述第一倾斜隔板的底部中间呈第一平底部，所述第一平底部上设置有第一沉淀物排放口。
3.根据权利要求1所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，所述反应池包括从左往右依次连通的一级反应池、二级反应池及三级反应池，所述一级反应池的左侧与所述PH调节池连通，所述三级反应池的右侧与所述沉淀池连通。
4.根据权利要求3所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，所述PH调节池的左侧上端设置有用于进废水的第一过流孔，所述PH调节池与所述一级反应池之间设置有第二过流孔，所述一级反应池与所述二级反应池之间设置有第三过流孔，所述二级反应池与所述三级反应池之间设置有第四过流孔，所述三级反应池与所述沉淀池之间设置有第五过流孔，所述第一过流孔、所述第二过流孔、所述第三过流孔、所述第四过流孔及所述第五过流孔的高度逐步降低。
5.根据权利要求1所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，所述沉淀池的内部中间设置有竖流中心筒，所述竖流中心筒通过设置在其左右两侧的中心筒支架与所述沉淀池的池壁固定，所述竖流中心筒通过设置在其左侧的过流管道与所述反应池连通，所述沉淀池的内部右端设置有可调节的三角堰板，所述三角堰板通过出水管道与所述清水PH自然回调池连通，所述沉淀池的内部底部两侧设置有第二倾斜隔板，两个所述第二倾斜隔板的底部中间呈第二平底部，所述第二平底部上设置有第二沉淀物排放口。
6.根据权利要求1所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，所述碱性钙质缓冲剂投加装置通过投加管道与所述PH调节池连通，所述碱性钙质缓冲剂投加装置释放含有Ca2+、OH-的碱性钙质缓冲剂。
7.根据权利要求1所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，所述集气罩的上方设置有氨气吸收装置，所述氨气吸收装置通过集气管道连通所述集气罩，所述氨气吸收装置利用稀硫酸吸收氨，从而制取硫酸铵。
8.根据权利要求1所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，所述集气罩为玻璃钢材质。
9.一种养殖废水中氮磷污染因子的物化去除方法，应用于权利要求1-8任一所述养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，其特征在于，包括：步骤S1、废水流入PH调节池中，启动碱性钙质缓冲剂投加装置，将含有Ca2+、OH-的碱性钙质缓冲剂投入到所述PH调节池内；步骤S2、所述PH调节池内部的第一曝气装置与所述碱性钙质缓冲剂投加装置联动开启，使投入的所述碱性钙质缓冲剂与废水充分混合，并将PH值调至强碱性，在强碱条件下经过所述第一曝气装置强化吹脱，将废水中的NH4+离解成NH3和H20，NH3通过集气罩收集，反应停留一段时间；步骤S3、所述PH调节池内部完全混合的废水流入反应池，在PH值为强碱性的所述反应池内，经所述反应池内部的第二曝气装置强化吹脱，将废水中的NH4+进一步离解成NH3和H20，NH3通过所述集气罩收集，同时废水中的总磷与Ca2+反应产生Ca3(Po4)2沉淀物，Ca3(Po4)2沉淀物因重力沉淀在所述反应池的池底并通过池底的第一沉淀物排放口排出，反应停留一段时间；步骤S4、经过所述反应池的废水进入竖流中心筒，所述竖流中心筒使得废水均匀分布在所述沉淀池的内部，废水中的无机颗粒因重力沉淀在所述沉淀池的池底并通过池底的第二沉淀物排放口排出，所述沉淀池内部的废水通过可调节的三角堰板进入清水PH自然回调池；步骤S5、所述清水PH自然回调池利用自然中的CO2对所述清水PH自然回调池内部的清水起缓冲对的作用，将废水的PH值调回至排放标准，稳定达标后排放。
10.根据权利要求9所述的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除方法，其特征在于，所述集气罩收集的氨气经集气管道进入氨气吸收装置，所述氨气吸收装置利用稀硫酸吸收，制成硫酸铵回收利用。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统及方法，可以能够合理解决现有技术产生的弊端，实现氨氮和总磷脱除效率高，出水利用自然回调PH值，同时运行过程中产生沉淀物及氨气都可回收再利用。
本发明技术方案如下所述：
第一方面，本发明提供一种养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，包括从左往右依次连通的PH调节池、反应池、沉淀池及清水PH自然回调池，所述PH调节池的左侧设置有向所述PH调节池内投加碱性钙质缓冲剂的碱性钙质缓冲剂投加装置，所述PH调节池和所述反应池的上方设置有收集氨气的集气罩，所述集气罩罩住所述PH调节池和所述反应池，所述PH调节池的内部下端设置有第一曝气装置。
根据上述方案的本发明，所述反应池的内部下端设置有第二曝气装置，所述反应池的内部底部两侧设置有第一倾斜隔板，两个所述第一倾斜隔板的底部中间呈第一平底部，所述第一平底部上设置有第一沉淀物排放口。
根据上述方案的本发明，所述反应池包括从左往右依次连通的一级反应池、二级反应池及三级反应池，所述一级反应池的左侧与所述PH调节池连通，所述三级反应池的右侧与所述沉淀池连通。
进一步的，所述PH调节池的左侧上端设置有用于进废水的第一过流孔，所述PH调节池与所述一级反应池之间设置有第二过流孔，所述一级反应池与所述二级反应池之间设置有第三过流孔，所述二级反应池与所述三级反应池之间设置有第四过流孔，所述三级反应池与所述沉淀池之间设置有第五过流孔，所述第一过流孔、所述第二过流孔、所述第三过流孔、所述第四过流孔及所述第五过流孔的高度逐步降低。
根据上述方案的本发明，所述沉淀池的内部中间设置有竖流中心筒，所述竖流中心筒通过设置在其左右两侧的中心筒支架与所述沉淀池的池壁固定，所述竖流中心筒通过设置在其左侧的过流管道与所述反应池连通，所述沉淀池的内部右端设置有可调节的三角堰板，所述三角堰板通过出水管道与所述清水PH自然回调池连通，所述沉淀池的内部底部两侧设置有第二倾斜隔板，两个所述第二倾斜隔板的底部中间呈第二平底部，所述第二平底部上设置有第二沉淀物排放口。
根据上述方案的本发明，所述碱性钙质缓冲剂投加装置通过投加管道与所述PH调节池连通，所述碱性钙质缓冲剂投加装置释放含有Ca2+、OH-的碱性钙质缓冲剂。
根据上述方案的本发明，所述集气罩的上方设置有氨气吸收装置，所述氨气吸收装置通过集气管道连通所述集气罩，所述氨气吸收装置利用稀硫酸吸收氨，从而制取硫酸铵。
根据上述方案的本发明，所述集气罩为玻璃钢材质。
第二方面，本发明提供一种养殖废水中氮磷污染因子的物化去除方法，应用于上述养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统，包括：
步骤S1、废水流入PH调节池中，启动碱性钙质缓冲剂投加装置，将含有Ca2+、OH-的碱性钙质缓冲剂投入到所述PH调节池内；
步骤S2、所述PH调节池内部的第一曝气装置与所述碱性钙质缓冲剂投加装置联动开启，使投入的所述碱性钙质缓冲剂与废水充分混合，并将PH值调至强碱性，在强碱条件下经过所述第一曝气装置强化吹脱，将废水中的NH4+离解成NH3和H20，NH3通过集气罩收集，反应停留一段时间；
步骤S3、所述PH调节池内部完全混合的废水流入反应池，在PH值为强碱性的所述反应池内，经所述反应池内部的第二曝气装置强化吹脱，将废水中的NH4+进一步离解成NH3和H20，NH3通过所述集气罩收集，同时废水中的总磷与Ca2+反应产生Ca3(Po4)2沉淀物，Ca3(Po4)2沉淀物因重力沉淀在所述反应池的池底并通过池底的第一沉淀物排放口排出，反应停留一段时间；
步骤S4、经过所述反应池的废水进入竖流中心筒，所述竖流中心筒使得废水均匀分布在所述沉淀池的内部，废水中的无机颗粒因重力沉淀在所述沉淀池的池底并通过池底的第二沉淀物排放口排出，所述沉淀池内部的废水通过可调节的三角堰板进入清水PH自然回调池；
步骤S5、所述清水PH自然回调池利用自然中的CO2对所述清水PH自然回调池内部的清水起缓冲对的作用，将废水的PH值调回至排放标准，稳定达标后排放。
根据上述方案的本发明，步骤S3具体包括：
步骤S31、所述PH调节池内部完全混合的废水流入一级反应池，在PH值为强碱性的所述一级反应池内，经所述一级反应池内部的第二曝气装置强化吹脱，将废水中的NH4+进一步离解成NH3和H20，NH3通过所述集气罩收集，同时废水中的总磷与Ca2+反应产生Ca3(Po4)2沉淀物，Ca3(Po4)2沉淀物因重力沉淀在所述一级反应池的池底并通过池底的第一沉淀物排放口排出，反应停留一段时间；
步骤S32、经过所述一级反应池的废水流入二级反应池，在PH值为强碱性的所述二级反应池内，经所述二级反应池内部的第二曝气装置强化吹脱，将废水中的NH4+进一步离解成NH3和H20，NH3通过所述集气罩收集，同时废水中的总磷与Ca2+反应产生Ca3(Po4)2沉淀物，Ca3(Po4)2沉淀物因重力沉淀在所述二级反应池的池底并通过池底的第一沉淀物排放口排出，反应停留一段时间；
步骤S33、经过所述二级反应池的废水流入三级反应池，在PH值为强碱性的所述三级反应池内，经所述三级反应池内部的第二曝气装置强化吹脱，将废水中的NH4+进一步离解成NH3和H20，NH3通过所述集气罩收集，同时废水中的总磷与Ca2+反应产生Ca3(Po4)2沉淀物，Ca3(Po4)2沉淀物因重力沉淀在所述三级反应池的池底并通过池底的第一沉淀物排放口排出，反应停留一段时间。
根据上述方案的本发明，所述集气罩收集的氨气经集气管道进入氨气吸收装置，所述氨气吸收装置利用稀硫酸吸收，制成硫酸铵回收利用。
根据上述方案的本发明，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的养殖废水中氮磷污染因子的物化去除系统及方法，可以实现氨氮去除率达到98.5％、总磷去除率达到98.3％、COD去除率达到30％；去除总磷过程产生沉淀物为碳酸钙，碳酸钙可作为磷肥或以工业原料形式回收加以利用，同时，去除氨氮过程中有氨气释放，在气相状态下NH3的浓度大，通过集气罩收集，利用稀硫酸吸收产生硫酸铵，硫酸铵作为氮肥，可用于作为基肥、追肥、种肥等；利用物化方法去除高氨氮、高总磷废水，去除效率高且防止沉淀物以及产生的氨气造成二次污染，环境经济效益稳固；
2、本发明出水无需回调PH值，利用自然中CO2对清水PH自然回调池内部的清水起到缓冲对的作用，产生碳酸；当清水PH自然回调池内部的溶液达到饱和状态PH值稳定保持在8.5，相对传统通过投加化学药剂来回调PH值，更安全、更绿色，同时有助于降低处理废水成本，减少下游管网结垢现象；
3、本发明碱性钙质缓冲剂所释放的Ca2+和OH-，增加絮凝、助凝作用，增大絮团的比重，加速絮状体的下沉，同时具有消毒杀菌作用，消除养殖废水中有害小颗粒，并破坏病原体；添加碱性钙质缓冲剂后无需再添加助凝、絮凝剂增大沉淀同时消毒作用显著。
（发明人：彭加顺;朱乐乐;吴利肖;刘高军;李世光）
