[發明專利]氣提式內循環裝置及MAP結晶回收氮、磷的方法

無效

• 申請號: 200710072041.1
• 申請日: 2007-04-17
• 公開（公告）號: CN101092264A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 趙慶良;劉志剛;王琨;楊楠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/66;B01D9/02;C01B25/26;C01B25/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種結晶回收氮、磷的裝置和方法。

背景技術

磷酸銨鎂(MAP)結晶工藝可以將水中氨氮和磷酸根同時以沉淀的方式分離出來，因此廣泛應用于從污水或廢水中回收氮、磷，尤其在日本，該工藝已經用于生產實踐，并取得了理想效果。化學結晶反應過程通常分為反應和沉淀分離兩部分，即反應區用來投加反應劑和調節pH值(MAP反應中通常需要投加鎂離子，且反應過程需要最佳pH值范圍8.5-10.0)，沉淀區則用來分離晶體和上清液。因此目前MAP結晶反應器在實際使用中也大多采用反應和沉淀分離兩部分，這直接造成該工藝在實際應用中處理構筑物增加。另外對于低濃度氨氮和磷(P＜30mg/L)的回收，目前的反應器的回收效率低。晶體接種可以促進化學結晶過程，減少結晶時間，增加結晶效果。但目前所采用的晶核通常需要外加或者從沉淀區利用泵進行連續回流，這增加了設備投資和操作流程。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前回收氮和磷工藝復雜、成本高、回收率低的問題，本發明提供一種氣提式內循環裝置及MAP結晶回收氮、磷的方法。本發明提供的一體化內循環晶核接種MAP結晶方法直接利用氣提內循環的方式將沉淀區晶體連續作為反應晶種，同時將反應區和沉淀區集中在一個反應器內，具有減少工藝流程、提高結晶效果、節省能耗的優點。本發明的氣提式內循環包含第一進氣管、第二進氣管、外套筒、內套筒、筒體、固定板、進水和進料管、出水管、連接板、帶有通孔的隔離板、氣體管、錐型筒底、裝有閥門的排泥管；外套筒的底部與筒體的上部固定連接，外套筒與筒體之間形成了溢流堰，排水管的進水口與外套筒底部的出水口連通，筒體的下端面與錐型筒底的上端面固定連接，錐型筒底的下端面與裝有閥門的排泥管的上端面固定連接，內套筒與筒體通過連接板連接，固定板與內套筒的上端面固定連接，帶有通孔的隔離板與內套筒的下端面固定連接，第二進氣管伸入內套筒的下部，第二進氣管的外壁和固定板固定連接，第一進氣管穿過帶有通孔的隔離板并伸入筒體底部，第一進氣管的外壁和固定板固定連接；第一進氣管的出氣口與氣提管的下部連通；進水和進料管的出口與內套筒內部連通，錐型筒底內部形成晶核提供區，內套筒的內腔形成反應區。

反應裝置還可增加了攪拌器，攪拌器伸入內套筒的中下部。

本發明MAP結晶回收氮、磷的方法的步驟如下：將含有NH₄⁺-N與PO₄^3--P的摩爾比為1～80∶1的廢水通入氣提式內循環裝置20中，再加入含Mg²⁺的溶液使Mg²⁺/PO₄^3--P的摩爾比1～3∶1，同時通入空氣，進氣量與進液量體積比為10～16∶1，調節pH值為8.5～10，反應10～30min，沉淀1.5～10h，得到磷酸銨鎂晶體，即回收了廢水中的氮和磷，其中產物MAP或者粒徑為0.1～0.3mm比表面積大的惰性物質直接通過內循環進入反應區作為晶核。

本發明的方法還可使用機械攪拌器以90～150r/min攪拌反應物，氣提進氣量與進液量體積比為3～8∶1。

本發明提供一種一體化內循環晶體接種MAP結晶方法，該方法簡化了結晶流程，提高了氮、磷的回收率，同時可充分利用氣提的能量作為反應過程的攪拌。該方法用于低濃度氮磷的回收效果更加明顯。其它類似MAP化學結晶的物質回收也可以采用本發明方法和裝置。本發明涉及一體化內循環晶核接種MAP結晶方法，可利用的晶種最好采用反應產物，其優點是保證產物的純度。其它石英砂等比表面積較大的惰性物質作為晶核，也可以直接用產物作為晶核使用。利用氣提的方式既簡化了晶核投加方式，同時可作為結晶反應過程的攪拌。另外，根據需要可以將機械攪拌和氣提結合使用，以減少氣體的用量。晶核在氣提和重力作用下形成內循環，連續提供給反應區作為晶核使用，以提高反應效果。

本發明的方法具有回收率高，操作簡單，設備少，投資少，可以直接利用處理廠氣源等優點，同時對于低濃度廢水處理效果更理想，便于推廣應用。在同樣運行條件下，采用該晶體接種的方法可以有效提高回收率，降低最終出水的氮、磷濃度。當磷酸根濃度小于30mg/L時，接種反應可以提高10～15％的回收率，磷酸根濃度為50～60mg/L左右時，可以提高5～7％的回收率。本發明的裝置結構簡單，便于操作。

附圖說明

圖1是本發明的主視剖視圖，圖2是圖1的A-A剖面圖。

具體實施方式