[发明专利]一种城市景观水体除磷与磷回收装置

说明书

本发明公开了城市景观水体除磷与磷回收装置，包括若干组潜水变频供水泵、磷转化‑磷回收装置，以及变频风机、磷钙难溶物聚集液回收泵、磷钙难溶物聚集液脱水干化设备和PLC电控系统；各个管路上设置的电动蝶阀分别与PLC电控系统连接；变频风机向输水干管内输入气体；磷转化‑磷回收装置为包括四个主要功能区域的圆筒容置体，反应区、三相分离区、重力沉降区和斜板固液分离区；反应区入口段的填料为CaCO₃矿粒，水流中的磷酸盐与CaCO₃生成的难溶性磷转化物除磷。本发明在强化反应区矿粒与水流间传质、反应的同时，强化对CaCO₃矿粒表面覆盖的Ca₃(PO₄)₂、Ca₅(PO₄)₃OH等难溶物的清除，并使难溶物随水流进入多种形式的固液分离区、被截留聚集。

技术领域

本发明涉及一种景观水体除磷-磷回收结构，属于环境工程技术领域，尤其是一种景观水体在线除磷-磷回收装置。

背景技术

随着城市化的发展，出现了越来越多的城市景观水体。对于大部分封闭缓流的城市景观水体，磷是引起富营养化及蓝藻水华的关键性因素。藻类同化作用的磷源主要是磷酸盐，所以磷酸盐的控制问题也是城市景观水体水华抑制的关键问题。

由于磷也是一种不能自然再生且面临枯竭的有限资源，国土资源部已将磷矿列为2010年之后不能满足国民经济发展需求的重要矿种之一。在控制城市景观水体磷酸盐浓度的同时，实现磷的回收，具有资源和环境方面的双重意义。

目前，涉及水中磷酸盐回收方式主要有生成磷酸铵镁的MAP法和生成磷酸钙盐的CP、HAP法。

MAP法是利用水中PO₄^3-与Mg²⁺、NH₄⁺反应生成难溶性磷酸铵镁(MgNH₄PO₄·6H₂O)，从而实现对水中磷的去除和回收。因磷酸铵镁的生成需要水中有足够的镁离子，而要做到经济、便利的镁盐提供及镁离子浓度控制较困难；同时，磷酸铵镁的溶度积并不是特别低(2.5*10^-13)【田永彬等，城市污水的化学除磷及磷回收技术与应用，黑龙江环境通报，2013,37(4):52-53】，这样，当水中磷酸盐浓度不是足够高时，磷酸铵镁形成条件不容易达到。所以针对城市景观水体在线除磷与磷回收，MAP法的适应场合受到一定限制。

CP、HAP法是利用Ca2+与水中PO43-形成难溶性磷酸钙盐Ca₃(PO₄)₂、Ca₅(PO₄)₃OH，，从而实现对水中磷的去除和回收。通常采用天然碳酸钙矿物(如方解石、文石)离解出的Ca²⁺与水中PO₄^3-形成难溶性磷酸钙盐【钟山等，方解石去除水体中高浓度磷酸盐的反应动力学，中南大学学报(自然科学版)，2010,41(5):2039-2045.】；【许虹等，利用矿物方解石进行水体除磷实验研究，地学前缘，2008,15(4):138-141.】，主要涉及的反应如下：

CaCO₃↓≒Ca²⁺+CO₃^2-(溶度积Kc＝2.9*10^-9)

3Ca²⁺+2PO₄^3-≒Ca₃(PO₄)₂↓(溶度积Ksp＝2.07*10^-33)