氮磷复合肥制备系统的制作方法

本技术属于一种磷回收系统，具体为一种以污水污泥焚烧灰渣作为原料的氮磷复合肥制备系统，涉及污水污泥处理及磷化工。

背景技术：

1、磷是所有生命体赖以生存的必要元素之一，由于其在自然界中的循环周期过长，因而被认定为是不可再生资源。现阶段，人类对磷资源的利用方式是具有不可持续性，不断开采磷矿资源并利用其中的磷元素，而未被充分利用的部分磷元素会直接随固液废弃物被排出(经研究发现，磷肥转移至固液废弃物中的磷元素含量约占其总量的四分之一)，加之在常规的固液废弃物处理工艺中并没有专门针对磷元素的回收环节，因此对于磷资源的回收迫在眉睫。

2、目前，也出现了一些针对磷资源回收的技术手段，比如常见的从污泥中进行磷回收。伴随着技术的不断更迭，近几年，从污泥焚烧灰渣中进行磷回收的方法收到了业内的广泛关注。由于污泥中的磷含量约为1％～5％，而灰渣中的磷含量则高达5％～11％，因此从污泥焚烧灰渣中回收磷的效率比直接从污泥中回收高5～10倍。从污泥焚烧灰中进行磷回收的方法主要分为干式的热处理工艺和湿式的化学处理工艺，其中又以湿式的化学处理工艺为主流。但是在采用湿式的化学处理工艺进行磷回收的过程中，重金属会不可避免地随酸浸出，为了避免对环境的污染，这部分浸出的重金属必须加以去除，而去除过程中又很容易降低磷元素的含量或降低回收产物的纯度、使得最终的回收效果不如预期。

3、因此，如何提出一种全新的磷回收系统，在保证磷回收效率、回收产物满足复合肥使用标准的前提下尽可能地去除化学处理过程中随酸浸出的重金属，使得系统同时满足资源回收与环保的要求，也就成为了本领域内技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了在保证磷回收效率、回收产物满足复合肥使用标准的前提下尽可能地去除化学处理过程中随酸浸出的重金属，本技术提供了一种以污水污泥焚烧灰渣作为原料的氮磷复合肥制备系统。

2、本技术提供的一种氮磷复合肥制备系统，采用如下的技术方案：

3、一种氮磷复合肥制备系统，包括用于制备磷源的磷浸出液制备设备、用于对磷源进行提纯处理的磷浸出液纯化设备以及用于生成磷源结晶产物的蒸发结晶设备；所述磷浸出液纯化设备包括调节池、调节剂池以及管式滤膜装置，所述磷浸出液纯化设备以所述调节池的第一进料口作为进料端并与所述磷浸出液制备设备的出料端管路连接，所述磷浸出液纯化设备以所述管式滤膜装置的第一出料口作为出料端并与所述蒸发结晶设备的进料端管路连接；所述调节池的第二进料口与所述调节剂池的出料口管路连接，所述调节池内部设置有第一ph计，通过所述调节剂池的调控及所述第一ph计的监测、实现对所述调节池内含磷溶液的酸碱度控制；所述管式滤膜装置的第一出料口所连接的连接管路上分别设置有加氨装置及第二ph计，通过所述加氨装置的调控及所述第二ph计的监测、实现对所述管式滤膜装置排出的含磷溶液的酸碱度控制。

4、通过采用上述技术方案，提供了一种全新的磷资源回收途径，以污泥焚烧灰的酸浸出液作为磷源，先利用所述调节池去除了磷浸出液中的大部分杂质离子，再利用所述管式滤膜装置过滤去除了重金属离子，最后在特定的酸碱度环境下进行蒸发结晶，所得到的磷源结晶产物纯度高、重金属含量低、可满足复合肥的使用标准，有助于实现废弃磷资源的再利用。

5、所述磷浸出液制备设备包括酸罐、污泥焚烧灰仓、浸出池、沉降池以及压榨装置，所述磷浸出液制备设备以所述沉降池的第一出料口作为出料端；所述浸出池的第一进料口与所述酸罐的出料口管路连接，所述浸出池的第二进料口与所述污泥焚烧灰仓的出料口管路连接，所述浸出池内设置有第一搅拌装置，所述浸出池的出料口与所述沉降池的进料口管路连接，所述沉降池的第一出料口与所述调节池的进液口管路连接，所述沉降池的第二出料口与所述压榨装置的第一进料口管路连接，所述压榨装置的出料口与所述酸罐的进料口管路连接。

6、优选地，所述磷浸出液制备设备还包括第一控制阀门、第二控制阀门以及第三控制阀门；所述第一控制阀门固定设置于所述浸出池的出料口与所述沉降池的进料口之间的连接管路上，所述第二控制阀门固定设置于所述沉降池的第一出料口与所述调节池的第一进料口之间的连接管路上，所述第三控制阀门固定设置于所述沉降池的第二出料口与所述压榨装置的第一进料口之间的连接管路上。

7、优选地，所述酸罐内储存有稀酸溶液，所述稀酸溶液的ph值范围为0～1。

8、通过采用上述技术方案，明确了本技术中所述磷浸出液制备设备的具体结构及必要的连接方式，从硬件层面保证了磷浸出液制备过程的顺利展开。同时，通过对稀酸溶液的酸碱度的控制和限定，使得所制备出的磷浸出液中包含大量的磷酸根和少量的重金属，为提纯及结晶操作提供了便利、降低了加工难度，从初始环节保证了最终合成产物的纯度。

9、优选地，所述磷浸出液纯化设备还包括第一离心装置，所述调节池的出料口与所述第一离心装置的进料口管路连接，所述第一离心装置的第一出料口与所述压榨装置的第二进料口管路连接，所述第一离心装置的第二出料口与所述管式滤膜装置的进料口管路连接，所述管式滤膜装置的第二出料口与所述调节池的第三进料口管路连接，所述调节池内还设置有第二搅拌装置。

10、优选地，所述磷浸出液纯化设备还包括第一输送泵、第二输送泵、第三输送泵、第四输送泵以及第五输送泵；所述第一输送泵固定设置于所述调节池的出料口与所述第一离心装置的进料口之间的连接管路上，所述第二输送泵固定设置于所述第一离心装置的第一出料口与所述压榨装置的第二进料口之间的连接管路上，所述第三输送泵固定设置于所述第一离心装置的第二出料口与所述管式滤膜装置的进料口之间的连接管路上，所述第四输送泵固定设置于所述管式滤膜装置的第一出料口所连接的连接管路上且所述加氨装置按序位于所述第四输送泵与所述第二ph计之间，所述第五输送泵固定设置于所述管式滤膜装置的第二出料口与所述调节池的第三进料口之间的连接管路上。

11、优选地，所述调节剂池内储存有调节剂，所述调节剂为氨类、碳酸盐类以及硫化物中的一种或几种的组合。

12、优选地，通过所述调节剂池的调控及所述第一ph计的监测、将所述调节池内含磷溶液的ph值范围控制在2～3；通过所述加氨装置的调控及所述第二ph计的监测、将所述管式滤膜装置排出的含磷溶液的ph值范围控制在4～7。

13、优选地，所述蒸发结晶设备包括蒸发结晶器、浓缩液罐以及第二离心装置，所述蒸发结晶设备以所述蒸发结晶器的第一进料口作为进料端；所述蒸发结晶器的第一进料口与所述管式滤膜装置的第一出料口管路连接，所述蒸发结晶器的出料口与所述浓缩液罐的进料口管路连接，所述浓缩液罐内设置有第三搅拌装置，所述浓缩液罐的出料口与所述第二离心装置的进料口管路连接，所述第二离心装置的第一出料口用于排出磷源结晶产物，所述第二离心装置的第二出料口与所述蒸发结晶器的第二进料口管路连接。

14、优选地，所述蒸发结晶设备还包括第六输送泵、第七输送泵以及第八输送泵，所述第六输送泵固定设置于所述蒸发结晶器的出料口与所述浓缩液罐的进料口之间的连接管路上，所述第七输送泵固定设置于所述浓缩液罐的出料口与所述第二离心装置的进料口之间的连接管路上，所述第八输送泵固定设置于所述第二离心装置的第二出料口与所述蒸发结晶器的第二进料口之间的连接管路上。

15、通过采用上述技术方案，进一步明确了本技术中磷浸出液纯化设备及蒸发结晶设备的具体结构和必要的连接方式，从上述结构关系可以看出，本方案的工艺流程明晰，设备制造和运行的成本较低。同时，在本技术的硬件结构中，存在大量出于回收、循环目的的连接关系，后序工艺中的反应废料可以被送至前序工艺中被二次利用，最大限度地保证了系统整体对于磷源的利用率，提升了磷资源的回收效率。此外，循环式的工艺思路也提升了系统整体的紧凑性、显著地减小了系统体积，进一步拓宽了系统的应用场景。

16、综上所述，本技术至少包含如下有益效果：

17、1、本技术提供了一种以污水污泥焚烧灰渣作为原料的氮磷复合肥制备系统，系统通过磷浸出液制备、磷浸出液纯化以及蒸发结晶三个环节实现了对磷资源的回收，所得到的磷源结晶产物纯度高、重金属含量低、可满足复合肥的使用标准。

18、2、本技术的系统整体充分考虑了对每一道工序产物的合理复用，不仅控制了系统的加工及使用成本，而且最大限度地保证了系统整体对于磷源的利用率，提升了磷资源的回收效率。

19、3、本技术系统的加工流程明晰、结构相对简单，设备制造和运行的成本较低，为各加工企业的大规模推广应用提供了基础。