公布日：2023.11.10
申请日：2023.08.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01D25/21(2006.01)I;B01D53/14(2006.01)I;C01B25/45(2006.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/02(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;
C02F1/52(2023.01)N;C02F103/20(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种养殖废水中氨氮回收系统及回收方法，属于氨氮回收技术领域。一种养殖废水中氨氮回收系统，包括预处理系统，所述预处理系统的右侧与热换器连接，热换器的右侧与MAP系统装置连通，MAP系统装置的顶部与PH回调装置连接，MAP系统装置的底部与板框压滤机连通，板框压滤机的一端与预处理系统连通，另一端与MAP结晶处理装置连通。本发明解决了现有的氨氮回收方法通过空气吹脱法进行氨氮回收，当养殖废水内氨氮含量不高时，就不能很好的进行氨氮回收的问题，本发明保证了氨氮的回收效果，使得排放的养殖废水中氨氮含量能够降到最低，使得MAP结晶制成的肥料使用效果更好，能够适用于不同氨氮含量的养殖废水。
权利要求书
1.一种养殖废水中氨氮回收系统，包括预处理系统(1)、热换器(6)和板框压滤机(5)，其特征在于：所述预处理系统(1)的出料口通过管道与热换器(6)连接，热换器(6)的出料口通过管道与MAP系统装置(2)连通，MAP系统装置(2)的顶部通过管道与pH回调装置(3)连接，MAP系统装置(2)的底部通过管道与板框压滤机(5)连通，板框压滤机(5)的一端通过管道与预处理系统(1)连通，板框压滤机(5)的另一端通过管道与MAP结晶处理装置(4)连通，板框压滤机(5)与预处理系统(1)连接的管道上设有回流泵(7)；所述MAP系统装置(2)包括加药装置(21)、搅拌器(22)、反应池(23)、上清液出口(24)和pH测试仪(25)，加药装置(21)通过管道与反应池(23)连通，反应池(23)的一侧顶部设有上清液出口(24)，反应池(23)的底部通过管道与板框压滤机(5)连通，反应池(23)的顶部设有pH测试仪(25)；MAP系统装置(2)还包括自动调节机构，自动调节机构包括转速传感器及功率控制器，转速传感器设置在搅拌器(22)上，转速传感器用于检测搅拌器(22)的实际转速，功率控制器设置在反应池(23)外部，功率控制器分别与转速传感器、搅拌器(22)、镁盐计量泵(212)、磷酸盐计量泵(214)电性连接，功率控制器基于转速传感器的检测值、镁盐计量泵(212)、磷酸盐计量泵(214)的计量值控制搅拌器(22)工作，包括以下步骤：步骤101：基于转速传感器的检测值、镁盐计量泵(212)、磷酸盐计量泵(214)的计量值，通过以下公式计算搅拌器(22)的目标输出功率：
其中，P1为搅拌器(22)的目标输出功率，P0为搅拌器(22)的额定功率，μ为搅拌器(22)的额定工作效率，V0为加入反应池(23)内的镁盐与磷酸盐的总量的预设最大值，n0为搅拌器(22)的额定转速，D0为搅拌器(22)的搅拌叶片的直径，V1为镁盐计量泵(212)计量的加入反应池(23)的镁盐量，V2为磷酸盐计量泵(214)计量的加入反应池(23)的磷酸盐量，n1为转速传感器检测的搅拌器(22)的实际转速；步骤102：基于步骤101的计算结果，功率控制器将搅拌器(22)的实际功率调节至计算所得的搅拌器(22)的目标输出功率；所述MAP结晶处理装置(4)包括第二碱液储药箱(41)、第二碱液计量泵(42)、氨气吸收液储存箱(43)和MAP热解箱(44)，第二碱液储药箱(41)通过管道与MAP热解箱(44)连通，管道上设有第二碱液计量泵(42)，MAP热解箱(44)通过管道与氨气吸收液储存箱(43)连通；预处理系统(1)还包括处理机构，处理机构包括安装架(103)，安装架(103)设置在预处理池(101)上端，细格栅(102)正上方设置电机(104)，电机(104)与安装架(103)下表面连接，电机(104)输出端设置转动轴(105)，转动轴(105)下端设置刮板(106)，刮板(106)下表面与细格栅(102)上表面抵接，预处理池(101)靠近上端内壁设置环形槽(107)，细格栅(102)外周与环形槽(107)内壁上下滑动连接，环形槽(107)内等间隔设置若干第一弹簧(108)，第一弹簧(108)一端与环形槽(107)底壁连接，第一弹簧(108)另一端与细格栅(102)下表面连接，环形槽(107)上方设置若干第一滑槽(109)，第一滑槽(109)内水平设置第二弹簧(110)，第二弹簧(110)一端与第一滑槽(109)远离转动轴(105)一端内壁连接，第二弹簧(110)另一端与挡块(111)连接，若干挡块(111)关于转动轴(105)中心呈环形阵列分布，挡块(111)与第一滑槽(109)内壁滑动连接，挡块(111)远离第二弹簧(110)一端延伸至第一滑槽(109)外部并设置第一斜面，挡块(111)上表面靠近中心位置设置导向孔(112)，导向孔(112)竖直截面呈直角三角形状，导向孔(112)远离第二弹簧(110)一端设置第二斜面，导向孔(112)上方设置滑动孔(113)，滑动孔(113)下端与导向孔(112)连通，滑动孔(113)内滑动设置滑动板(114)，滑动板(114)上端设置第三弹簧(115)，第三弹簧(115)上端与滑动孔(113)顶壁连接，滑动板(114)下端与导向孔(112)内壁相适配，滑动孔(113)靠近转动轴(105)一侧设置第二滑槽(116)，第二滑槽(116)内滑动设置滑动杆(117)，滑动杆(117)一端与滑动板(114)侧壁连接，滑动杆(117)另一端延伸至第二滑槽(116)外部并设置竖杆(118)，竖杆(118)下端设置敲击球(119)，敲击球(119)下端与细格栅(102)上表面抵接。
2.根据权利要求1所述的一种养殖废水中氨氮回收系统，其特征在于：所述加药装置(21)包括镁盐储药箱(211)、镁盐计量泵(212)、磷酸盐储药箱(213)和磷酸盐计量泵(214)，镁盐储药箱(211)通过管道与反应池(23)连通，管道上设有镁盐计量泵(212)，磷酸盐储药箱(213)通过管道与反应池(23)连通，管道上设有磷酸盐计量泵(214)。
3.根据权利要求1所述的一种养殖废水中氨氮回收系统，其特征在于：所述pH回调装置(3)包括第一碱液储药箱(31)和第一碱液计量泵(32)，第一碱液储药箱(31)通过管道与反应池(23)连通，管道上设有第一碱液计量泵(32)。
4.根据权利要求1所述的一种养殖废水中氨氮回收系统，其特征在于：所述预处理系统(1)包括预处理池(101)和细格栅(102)，细格栅(102)设置在预处理池(101)的顶部，预处理池(101)的两侧分别设有出水口和进水口，出水口和进水口上均设有阀门。
5.根据权利要求1所述的一种养殖废水中氨氮回收系统，其特征在于：所述第二碱液储药箱(41)内存放氢氧化钠熔液，氨气吸收液储存箱(43)内存放稀硫酸熔液。
6.一种根据权利要求5所述的养殖废水中氨氮回收系统的回收方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：养殖废水通过细格栅(102)过滤后流入预处理池(101)内，打开出水口处的阀门，将养殖废水通过热换器(6)进行加热，加热至30～45℃后通过管道输送至反应池(23)内；步骤二：启动镁盐计量泵(212)和磷酸盐计量泵(214)，向反应池(23)内添加镁盐和磷酸盐，然后启动搅拌器(22)将化学药剂与养殖废水充分融合；步骤三：然后启动pH测试仪(25)对反应池(23)内养殖废水的pH值进行测试，根据测试的结果启动第一碱液计量泵(32)将第一碱液储药箱(31)内的碱液加入至反应池(23)内，将pH值调整好后进行静置沉淀；步骤四：静置沉淀后产生MAP结晶和上清液，上清液通过上清液出口(24)进行排放，沉淀在反应池(23)底部的MAP结晶输送至板框压滤机(5)内进行沉淀脱水，经板框压滤机(5)沥出的水通过回流泵(7)回流至预处理系统(1)中，继续进行处理；步骤五：经板框压滤机(5)过滤出来的MAP结晶输送至MAP热解箱(44)内进行加热，同时启动第二碱液计量泵(42)将第二碱液储药箱(41)内的碱液输送至对MAP热解箱(44)内，使得碱液与MAP结晶进行混合后，通过90-300℃热解2-4小时，并添加氨气吸收液，吸收碱液与MAP结晶反应所产生气体，直至不再产生气体为止。
发明内容
本发明的目的在于提供一种养殖废水中氨氮回收系统及回收方法，能够更好的对养殖废水内的氨氮进行处理，保证了氨氮的回收效果，保证了热解完成的MAP结晶纯度，进而保证了MAP结晶制成的肥料使用效果更好，保证了养殖废水中的氨氮处理效率，使得排放的养殖废水中氨氮含量能够降到最低，避免造成环境污染，通过化学沉淀的方式进行氨氮回收，工艺设计操作相对简单，反应稳定，受外界环境影响小，抗冲击能力强，脱氮率高且成本较低，能够适用于不同氨氮含量的养殖废水，提高了实用性，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种养殖废水中氨氮回收系统，包括预处理系统、热换器和板框压滤机，所述预处理系统的出料口通过管道与热换器连接，热换器的出料口通过管道与MAP系统装置连通，MAP系统装置的顶部通过管道与PH回调装置连接，MAP系统装置的底部通过管道与板框压滤机连通，板框压滤机的一端通过管道与预处理系统连通，另一端通过管道与MAP结晶处理装置连通，板框压滤机与预处理系统连接的管道上设有回流泵。
优选的，所述MAP系统装置包括加药装置、搅拌器、反应池、上清液出口和PH测试仪，加药装置通过管道与反应池连通，反应池的一侧顶部设有上清液出口，反应池的底部通过管道与板框压滤机连通，反应池的顶部设有PH测试仪。
优选的，所述加药装置包括镁盐储药箱、镁盐计量泵、磷酸盐储药箱和磷酸盐计量泵，镁盐储药箱通过管道与反应池连通，管道上设有镁盐计量泵，磷酸盐储药箱通过管道与反应池连通，管道上设有磷酸盐计量泵。
优选的，所述PH回调装置包括第一碱液储药箱和第一碱液计量泵，第一碱液储药箱通过管道与反应池连通，管道上设有第一碱液计量泵。
优选的，所述预处理系统包括预处理池和细格栅，细格栅设置在预处理池的顶部，预处理池的两侧分别设有出水口和进水口，出水口和进水口上均设有阀门。
优选的，所述MAP结晶处理装置包括第二碱液储药箱、第二碱液计量泵、氨气吸收液储存箱和MAP热解箱，第二碱液储药箱通过管道与MAP热解箱连通，管道上设有第二碱液计量泵，MAP热解箱通过管道与氨气吸收液储存箱连通。
优选的，所述第二碱液储药箱内存放氢氧化钠熔液，氨气吸收液储存箱内存放稀硫酸熔液。
优选的，预处理系统还包括处理机构，处理机构包括安装架，安装架设置在预处理池上端，细格栅正上方设置电机，电机与安装架下表面连接，电机输出端设置转动轴，转动轴下端设置刮板，刮板下表面与细格栅上表面抵接，预处理池靠近上端内壁设置环形槽，细格栅外周与环形槽内壁上下滑动连接，环形槽内等间隔设置若干第一弹簧，第一弹簧一端与环形槽底壁连接，第一弹簧另一端与细格栅下表面连接，环形槽上方设置若干第一滑槽，第一滑槽内水平设置第二弹簧，第二弹簧一端与第一滑槽远离转动轴一端内壁连接，第二弹簧另一端与挡块连接，若干挡块关于转动轴中心呈环形阵列分布，挡块与第一滑槽内壁滑动连接，挡块远离第二弹簧一端延伸至第一滑槽外部并设置第一斜面，挡块上表面靠近中心位置设置导向孔，导向孔竖直截面呈直角三角形状，导向孔远离第二弹簧一端设置第二斜面，导向孔上方设置滑动孔，滑动孔下端与导向孔连通，滑动孔内滑动设置滑动板，滑动板上端设置第三弹簧，第三弹簧上端与滑动孔顶壁连接，滑动板下端与导向孔内壁相适配，滑动孔靠近转动轴一侧设置第二滑槽，第二滑槽内滑动设置滑动杆，滑动杆一端与滑动板侧壁连接，滑动杆另一端延伸至第二滑槽外部并设置竖杆，竖杆下端设置敲击球，敲击球下端与细格栅上表面抵接。
优选的，MAP系统装置还包括自动调节机构，自动调节机构包括转速传感器及功率控制器，转速传感器设置在搅拌器上，转速传感器用于检测搅拌器的实际转速，功率控制器设置在反应池外部，功率控制器分别与转速传感器、搅拌器、镁盐计量泵、磷酸盐计量泵电性连接，功率控制器基于转速传感器的检测值、镁盐计量泵、磷酸盐计量泵的计量值控制搅拌器工作，包括以下步骤：
步骤101：基于转速传感器的检测值、镁盐计量泵、磷酸盐计量泵的计量值，通过以下公式计算搅拌器的目标输出功率：
其中，P1为搅拌器的目标输出功率，P0为搅拌器的额度功率，μ为搅拌器的额度工作效率，V0为加入反应池内的镁盐与磷酸盐的总量的预设最大值，n0为搅拌器的额定转速，D0为搅拌器的搅拌叶片的直径，V1为镁盐计量泵计量的加入反应池的镁盐量，V2为磷酸盐计量泵计量的加入反应池的磷酸盐量，n1为转速传感器检测的搅拌器的实际转速；
步骤102：基于步骤101的计算结果，功率控制器将搅拌器的实际功率调节至计算所得的搅拌器的目标输出功率。
本发明提供了另一种技术方案：养殖废水中氨氮回收系统的回收方法，包括以下步骤：
步骤一：养殖废水通过细格栅过滤后流入预处理池内，打开出水口处的阀门，将养殖废水通过热换器进行加热，加热至～℃后通过管道输送至反应池内。
步骤二：启动镁盐计量泵和磷酸盐计量泵，向反应池内添加镁盐和磷酸盐，然后启动搅拌器将化学药剂与养殖废水充分融合。
步骤三：然后启动PH测试仪对反应池内养殖废水的PH值进行测试，根据测试的结果启动第一碱液计量泵将第一碱液储药箱内的碱液加入至反应池内，将PH值调整好后进行静置沉淀。
步骤四：静置沉淀后产生MAP结晶和上清液，上清液通过上清液出口进行排放，沉淀在反应池底部的MAP结晶输送至板框压滤机内进行沉淀脱水，经板框压滤机沥出的水通过回流泵回流至预处理系统中，继续进行处理。
步骤五：经板框压滤机过滤出来的MAP结晶输送至MAP热解箱内进行加热，同时启动第二碱液计量泵将第二碱液储药箱内的碱液输送至对MAP热解箱内，使得碱液与MAP结晶进行混合后，通过90-300℃热解2-4小时，并添加氨气吸收液，吸收碱液与MAP结晶反应所产生气体直至不再产生气体为止。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过PH测试仪对反应池内养殖废水的PH值进行测试，使得反应池内养殖废水的PH值处在9～9.5，能够更好的对养殖废水内的氨氮进行处理，保证了氨氮的回收效果，板框压滤机过滤出来的MAP结晶输送至MAP热解箱内进行加热，并添加碱液和氨气吸收液，通过氨气吸收液吸收碱液与MAP结晶反应所产生气体，能够将MAP结晶中的氨氮彻底吸收，保证了热解完成的MAP结晶纯度，进而保证了MAP结晶制成的肥料使用效果更好。
2、本发明通过设置的镁盐计量泵和磷酸盐计量泵在向养殖废水内加入化学药剂时能够精准的控制化学药剂的分量，保证了养殖废水中的氨氮处理效率，保证了脱氮的效果，镁盐中含有的Mg2+和磷酸盐中含有的PO43-能够使使养殖废水中的氨氮和磷以鸟粪石磷酸铵镁的形式沉淀出来，使得排放的养殖废水中氨氮含量能够降到最低，避免造成环境污染，通过化学沉淀的方式进行氨氮回收，工艺设计操作相对简单，反应稳定，受外界环境影响小，抗冲击能力强，脱氮率高且成本较低，能够适用于不同氨氮含量的养殖废水，提高了实用性。
（发明人：彭加顺;吴利肖;朱乐乐）