一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置的製作方法

2023-07-03 02:23:21 2

專利名稱：一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水處理工程技術領域，尤其涉及一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置。
背景技術：
我國水資源短缺的形勢日益嚴峻，嚴重影響我國人民生活質量和經濟的可持續發展。採用海水作為城市生活雜用水(主要用海水衝廁)是緩解沿海地區水資源緊缺狀況的有效途徑，具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益。海水利用的廢水，比如海水衝廁後廢水,此類廢水與普通的生活汙水不同,海水利用廢水主要特點是含有高鹽度，NaCl濃度達到12000mg/L，含有大量的Mg2+，高氨氮和鎂離子，磷濃度甚至高達100mg/L，目前大多數除磷方式存在回收再生困難、易造成二次汙染 等問題。生物除磷方法存在缺陷，海水的含鹽量很高，必然會對原來的生化處理系統帶來影響，使生化處理系統不能正常運行。淡水體系下的微生物(後生動物及更高級的微生物)耐鹽性差，而在高滲透壓下微生物體內水分子大量滲到體外，使細胞發生質壁分離，導致微生物死亡，去除磷的效率降低，也消耗大量的成本費用，生物活性運行穩定性較差，所以需解決海水利用廢水對原來的生化處理系統帶來的種種影響，所需投資費用很高。磷酸銨鎂(MAP又稱「鳥糞石」)結晶除磷近年來在汙泥處理上清液、高濃度養殖廢水等高磷廢水處理中應用較多，由於海水利用的廢水的特殊性，目前技術中應用磷酸銨鎂結晶法處理海水利用廢水的工藝國內外尚未見報導。
發明內容本實用新型的目的在於，克服現有技術的不足，提供了一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，利用磷酸銨鎂結晶法處理海水利用廢水，具有處理效果好、工藝簡單、不受溫度限制等優點。海水利用廢水中有大量的氨氮與鎂離子，磷的最高濃度能達到100mg/L，滿足磷酸銨鎂結晶的基本物種條件，還可以提供鎂源，同時解決了磷的去除和回收問題。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，包括柱狀的結晶過濾器，所述結晶過濾器內有上部的過濾層和下部的承託層，結晶過濾器的下部連接有進水管，所述進水管的另一端分別與鹼液罐和廢水罐通過鹼液管和廢水管連接，所述結晶過濾器的底部與反衝洗水管連接，所述結晶過濾器的上部與出水管連接。所述進水管上有取樣口，取樣口處有閥門I。所述取樣口左右兩側的進水管上分別有閥門II和閥門III。所述鹼液管和廢水管上分別有螺動泵。所述過濾層為鋼渣基複合濾料。O. 5mol/L的NaOH溶液通過螺動泵控制，步驟如下根據此結晶過濾器的容積大小，水力停留時間I小時(60分鐘)，反映所需pH值(8. 0-8. 5 )三個因素，將海水利用廢水的螺動泵轉速設置為14rpm/min,據經驗值調節NaOH的螺動泵設置初始值為3rpm/min,但是此值僅為參考。將閥門I打開，閥門3關閉，閥門2打開，在取樣口進行取樣，考察此時溶液的PH值，若pH值大於8. 5，則將NaOH的蠕動泵設置為2rpm/min，小於8. O,則NaOH的蠕動泵設置初始值為5rpm/min，具體情況再進行調節。在海水利用廢水中，含有大量的氨氮與鎂離子，磷濃度甚至高達100mg/L，滿足磷酸銨鎂結晶反應的基本物種條件，還可以提供鎂源。較低的PH會增大磷酸銨鎂的溶解度，當pH達到9. 5時，磷的去除率最高，達到99%以上，反應生成的沉澱為比較純淨的MAP ;在pH>10之後，磷的去除率有所下降。這是因為雖然H+濃度不會直接影響鳥糞石的離子活度積平衡，但是PH會干擾NH4+和PO/—的活性。當滴加氫氧化鈉溶液提高水樣的pH值時，水樣中溶解性的磷濃度逐漸降低，最終達到平衡。而且pH不僅影響MAP的生成量，也影響晶體的成分，所以，合適的PH對高鹽條件下採用磷酸銨鎂結晶除磷起著至關重要的作用，鋼渣基複合濾料可以釋放鹼度，所以本發明中將海水利用廢水的PH調節至8. 0-8. 5之間即可得到磷酸銨鎂晶體，經過將結晶反應後的溶液通過O. 45 μ m的濾膜過濾，並將結晶產物置 於自然條件下風乾，得到比較純淨的結晶產物。將結晶產物進行XRD表徵，結果為磷酸銨鎂晶體。當進水經過鋼渣基複合濾料過濾後，磷酸銨鎂會經歷過飽和態、成核、晶體生長三個階段，在晶種周圍形成MAP晶體。用自來水從反衝洗水管進水，進行反衝洗。結晶反應後的溶液會在出水管流出，將此溶液通過O. 45 μ m的濾膜過濾,並將結晶產物置於自然條件下風乾，取適量乾燥後的結晶產物利用XRD進行表徵，根據XRD圖譜中衍射峰的位置和強度確定結晶產物為磷酸銨鎂結晶。本實用新型的有益效果是一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，包括柱狀的結晶過濾器，所述結晶過濾器內有上部的過濾層和下部的承託層，結晶過濾器的下部連接有進水管，所述進水管的另一端分別與鹼液罐和廢水罐通過鹼液管和廢水管連接，所述結晶過濾器的底部與反衝洗水管連接，所述結晶過濾器的上部與出水管連接。有效去除海水利用廢水中的氮磷，還充分利用了海水中的大量的鎂離子，形成磷酸銨鎂沉澱，廣泛地應用於醫藥、化工、建築等行業，而且它是一種很好的緩釋肥料，達到變廢為寶的目的；大大降低淡水資源的利用成本，特別是在海水衝廁和海產品加工廢水等方面的應用。

附圖I為本實用新型裝置的結構示意圖，圖中1_結晶過濾器，2-出水管，3-過濾層，4-取樣口，5-閥門1，6_承託層，7-反衝洗水管，8-閥門III，9-進水管，10-閥門II，11-廢水管，12-蠕動泵，13-廢水罐，14-鹼液罐，15-鹼液管。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。
具體實施方式
根據圖I所示，一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，包括柱狀的結晶過濾器1，所述結晶過濾器I內有上部的過濾層3和下部的承託層6，結晶過濾器I的下部連接有進水管9,所述進水管9的另一端分別與鹼液罐14和廢水罐13通過鹼液管15和廢水管11連接，結晶過濾器I的底部與反衝洗水管7連接，結晶過濾器I的上部與出水管2連接。進水 管9上有取樣口 4，取樣口 4處有閥門15，取樣口 4左右兩側的進水管9上分別有閥門II 10和閥門III 8，鹼液管15和廢水管13上分別有蠕動泵12，過濾層3為鋼渣基複合濾料。
權利要求1.一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，其特徵在於包括柱狀的結晶過濾器，所述結晶過濾器內有上部的過濾層和下部的承託層，結晶過濾器的下部連接有進水管，所述進水管的另一端分別與鹼液罐和廢水罐通過鹼液管和廢水管連接，所述結晶過濾器的底部與反衝洗水管連接，所述結晶過濾器的上部與出水管連接。
2.根據權利要求I所述的一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，其特徵在於所述進水管上有取樣口，取樣口處有閥門I。
3.根據權利要求2所述的一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，其特徵在於所述取樣口左右兩側的進水管上分別有閥門II和閥門III。
4.根據權利要求I所述的一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，其特徵在於所述鹼液管和廢水管上分別有螺動泵。
5.根據權利要求I所述的一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，其特徵在於所述過濾層為鋼渣基複合濾料。
專利摘要本實用新型屬於水處理工程技術領域，尤其涉及一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置。本實用新型的技術方案為一種處理海水利用廢水結晶除磷的裝置，包括柱狀的結晶過濾器，所述結晶過濾器內有上部的過濾層和下部的承託層，結晶過濾器的下部連接有進水管，所述進水管的另一端分別與鹼液罐和廢水罐通過鹼液管和廢水管連接，所述結晶過濾器的底部與反衝洗水管連接，所述結晶過濾器的上部與出水管連接。具有處理效果好、工藝簡單、不受溫度限制等優點。
文檔編號C02F103/08GK202671282SQ201220347519
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者邱立平, 武均均, 孟金鳳, 張守彬, 王東, 劉志 申請人:濟南大學