專(zhuān)利名稱(chēng)：從污水中同時(shí)回收氮磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從污水處理廠(chǎng)同時(shí)回收氮磷的方法，屬于環(huán)境保護(hù)中污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)氮磷污染物的排放量急劇增加。眾所周知，氮磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素，目前水體富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)等諸多行業(yè)已產(chǎn)生嚴(yán)重危害，也對(duì)飲水衛(wèi)生和食品安全構(gòu)成了巨大的威脅。然而，磷又是一種重要資源，它既是所有生物細(xì)胞的重要組成元素之一，又是生產(chǎn)農(nóng)肥、飼料、洗滌用品等人們生活必需品的原料。磷作為一種不可再生、難以替代的自然資源，其已探明的世界儲(chǔ)量?jī)H夠人類(lèi)再用100年。因此，磷的可持續(xù)利用問(wèn)題已成為世界各國(guó)學(xué)者與政府關(guān)注的熱點(diǎn)。
為了控制水體富營(yíng)養(yǎng)化，新老污水廠(chǎng)均應(yīng)有除磷脫氮功能，這就決定了在污水廠(chǎng)中的某些工藝單元如厭氧區(qū)、污泥濃縮池、污泥消化池、脫水機(jī)房等的液流中富含氨氮和磷酸根。在這些污水處理單元中，厭氧釋磷區(qū)富含的磷會(huì)增加后繼工序的總磷負(fù)荷；而污泥的各處理單元排出富含氮磷的液流一般會(huì)回流到污水處理流程的起端，從而使污水處理系統(tǒng)的氮磷負(fù)荷增加55％～75％。所以，從污水處理過(guò)程中回收氮磷既有利于保護(hù)環(huán)境，又有利于改進(jìn)污水處理廠(chǎng)的運(yùn)行效果，還回收了資源。
目前，去除氨氮和磷的方法主要有生物法和化學(xué)法。傳統(tǒng)的生物法較難高效率的同時(shí)去除氮磷?；瘜W(xué)法通常采用向廢水中投加石灰、鐵鹽及鋁鹽，污泥產(chǎn)量大且濃縮脫水性較差，不易處置。并且上述方法都不能同時(shí)回收氮磷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用范圍廣，操作簡(jiǎn)單，易處置，有良好社會(huì)效益的從污水中同時(shí)回收氮磷的方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種從污水中同時(shí)回收氮磷的方法，其特征在于方法按如下步驟進(jìn)行1)在富含氨氮和磷酸根的污水中先投加十二水磷酸氫二鈉(Na2HPO4·12H2O)或氯化銨(NH4Cl)，使水中NH4+∶PO43-的摩爾濃度比率為1～1.25，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。
2)然后加入七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)，使水中Mg2+∶PO43-的摩爾濃度比為1.2～1.6，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。
3)調(diào)節(jié)pH值為8.5～10。
4)在80-200r/min下攪拌至出現(xiàn)大量白色沉淀物，靜置沉淀后回收含氮磷的白色沉淀物。
本發(fā)明所述的富含氨氮和磷酸根的污水為污水處理流程中的厭氧段末端上清液，污泥處理流程中的厭氧消化池上清液、污泥濃縮上清液及脫水濾液。
本發(fā)明所述白色沉淀物即回收的產(chǎn)物為磷酸銨鎂，俗稱(chēng)鳥(niǎo)糞石，其分子式為MgNH4PO4·6H2O。鳥(niǎo)糞石的溶解度很低，形成鳥(niǎo)糞石可使廢水中的氮磷得到有效去除。鳥(niǎo)糞石富含氮磷兩種營(yíng)養(yǎng)元素，既可作為緩釋肥直接施于農(nóng)田，又可作為原料運(yùn)用于肥料生產(chǎn)中。
為了能從污水中同時(shí)回收氮磷，污水中的NH4+、PO43+和Mg2+的摩爾濃度比需在一定范圍內(nèi)，所以對(duì)于PO43-的濃度高于NH4+的濃度的污水，本方法采用氯化銨為外加氮源，而對(duì)于PO43-的濃度低于NH4+的濃度的污水采用十二水磷酸氫二鈉為外加磷源，另外，本方法采用七水硫酸鎂作為外加鎂源。通過(guò)調(diào)控污水pH值使污水達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，從而發(fā)生沉淀。多次實(shí)驗(yàn)證明，本方法可有效的同時(shí)回收氮磷。其中，磷的回收率可高達(dá)90％以上，氨氮的回收率可達(dá)80％以上。
本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣，對(duì)富含氮或磷的污水均可采用。其在有效去除污水中氮磷的同時(shí)，改進(jìn)了污水處理廠(chǎng)的運(yùn)行效果，并實(shí)現(xiàn)氮磷的回收及其資源化利用，可產(chǎn)生良好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1取某污水處理廠(chǎng)污泥脫水間的脫水濾液，進(jìn)行水質(zhì)分析，測(cè)得PO43-的濃度較NH4+的濃度略高，分別為1.15mmol/L和0.86mmol/L。所以先投加NH4Cl，使水中NH4+∶PO43-的摩爾濃度比率為1.1，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。然后加入MgSO4·7H2O，使水中Mg2+∶PO43-的摩爾濃度比為1.4，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。投加1mol/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值為10。在80r/min下攪拌10分鐘，出現(xiàn)大量白色沉淀物，靜置沉淀20min后回收含氮磷的白色沉淀物即鳥(niǎo)糞石。經(jīng)檢測(cè)分析，磷的回收率為94.27％，氨氮的回收率為83.68％。
實(shí)施例2
取某污水處理廠(chǎng)污泥脫水間的剩余污泥，于封閉容器中放置10天后取其上清液，通過(guò)檢測(cè)，上清液中PO43-的濃度增長(zhǎng)為2.37mmol/L，而NH4+濃度增長(zhǎng)為7.59mmol/L。所以先投加一定量的Na2HPO4·12H2O，使水中NH4+∶PO43-的摩爾濃度比率為1.25，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。然后加入MgSO4·7H2O，使水中Mg2+∶PO43-的摩爾濃度比為1.6，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。投加1mol/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值為9.5。在100r/min下攪拌10分鐘，出現(xiàn)大量白色沉淀物，靜置沉淀20min后回收含氮磷的白色沉淀物即鳥(niǎo)糞石。經(jīng)檢測(cè)分析，磷的回收率為98.31％，氨氮的回收率為88.15％。
實(shí)施例3取某污水處理廠(chǎng)厭氧段上清液，進(jìn)行水質(zhì)分析，測(cè)得NH4+的濃度較PO43-的濃度高，分別為1.79mmol/L和0.46mmol/L。所以先投加Na2HPO4·12H2O，使水中NH4+∶PO43-的摩爾濃度比率為1，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。然后加入MgSO4·7H2O，使水中Mg2+∶PO43-的摩爾濃度比為1.2，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻。投加1mol/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值為8.5。在200r/min下攪拌10分鐘，出現(xiàn)大量白色沉淀物，靜置沉淀20min后回收含氮磷的白色沉淀物即鳥(niǎo)糞石。經(jīng)檢測(cè)分析，磷的回收率為91.03％，氨氮的回收率為80.38％。
權(quán)利要求
1.一種從污水中同時(shí)回收氮磷的方法，其特征在于其工藝步驟為1)在富含氨氮和磷酸根的污水中先投加十二水磷酸氫二鈉或氯化銨，使水中NH4+∶PO43-的摩爾濃度比為1～1.25，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻；2)然后加入七水硫酸鎂，使水中Mg2+∶PO43-的摩爾濃度比為1.2～1.6，攪拌使藥劑充分溶解并混合均勻；3)調(diào)節(jié)pH值為8.5～10；4)在80-200r/min下攪拌至出現(xiàn)大量白色沉淀物，靜置沉淀后回收含氮磷的白色沉淀物。
2.如權(quán)利要求1所述的從污水中同時(shí)回收氮磷的方法，其特征在于所述的富含氨氮和磷酸根的污水為污水處理流程中的厭氧段末端上清液，污泥處理流程中的厭氧消化池上清液、污泥濃縮上清液或脫水濾液。
3.如權(quán)利要求1或2所述的從污水中同時(shí)回收氮磷的方法，其特征在于所述白色沉淀物即回收的產(chǎn)物為磷酸銨鎂，其分子式為MgNH4PO4·6H2O。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用范圍廣，操作簡(jiǎn)單，易處置，有良好社會(huì)效益的從污水中同時(shí)回收氮磷的方法，其工藝步驟為在富含氨氮和磷酸根的污水中先投加十二水磷酸氫二鈉或氯化銨，使水中NH
文檔編號(hào)C02F1/58GK1850591SQ20061003170
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者陳瑤, 李小明, 曾光明, 楊麒, 牛一樂(lè) 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)