[發明專利]一種回收污泥中磷的方法

無效

• 申請號: 201110446835.6
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103183457A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 施一飛
• 申請（專利權）人: 施一飛
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C01B25/02
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 魏學成

技術領域

本發明涉及污水回收，尤其涉及一種回收污泥中磷的方法。

背景技術

磷不僅在農業生產上具有重要的應用價值，而且在工業、醫藥、生物中也扮演著相當重要的角色，在飼料、金屬處理、電鍍加工、建筑材料、阻燃滅火、石油化工、地質勘探等各方面都有廣泛的應用。因此，人類對它的需求量十分巨大。然而，當前所有的跡象表明，磷相關的產品持續供應能力會下降，生產成本卻不斷上升。水體中的磷主要來源于糞便、洗滌劑和某些工業廢水，主要以、聚磷酸鹽和有機磷三種形態存在。由洗滌劑排放的磷酸鹽占總的磷污染負荷的左右。目前含氮磷廢水的處理方法很多，但均有不同程度的缺點，尤其對于含高濃度氨和磷酸鹽的廢水，一般的生化方法處理效果不夠理想，而常規的鋁、鐵、鈣鹽除磷等化學。沉淀方法將產生大量難以處理的污泥。20世紀60年代以來，人們開始研究應用磷酸銨鎂(MAP)沉淀法去除和回收廢水中的氮磷。

MAP沉淀法除磷原理是向NH₄⁺水中投加Mg²⁺和PO₄^3-或HPO₄^3-，使之與NH₄⁺生成難溶復鹽MgNH₄PO₄·6H₂O(簡稱MAP結晶)，見下面的方程式，從而去除廢水中的氨氮。該方法也可用于處理含磷廢水。主要化學反應方程如下：

Mg²⁺+PO₄^3-+NH₄⁺+6H₂O＝MgNH₄PO₄·6H₂O↓

Mg²⁺+HPO₄^3-+NH₄⁺+6H₂O＝MgNH₄PO₄·6H₂O↓+H⁺

2002年，美國專利商標局公開了一種從含有水、污物和元素磷的污泥中回收元素磷的方法。MS.薩芬等研究者先用高溫把污泥熔化，然后加入以污泥中所含元素磷的重量計約為0.5％-3％氧化劑，以及以污泥的重量計約為75％-400％水。連續攪拌以上混合物，直至形成元素磷的連續相，最后從該混合物中分離提純得到磷。

總體來說，以上的污泥磷回收工藝具有磷回收率高、污泥減量等優點，但仍存在一些問題：如①能源消耗產生高成本；②工藝流程復雜；③產品較為單一；④可能造成的環境污染。

發明內容

本發明的目的旨在于克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單，運行可靠，并且回收率較高的回收污泥中磷的方法。

實現本發明的技術方案包括如下步驟：

先將一定量的污泥先進行消解，使磷從污泥中釋放到溶液中；消解的方法可以是超聲波法、加熱法、加酸法的一種或加熱法和加酸法兩種聯合；具體操作如下：

①超聲波法：在污泥中加入水，攪拌均勻，并用NaOH調節pH至10-11，超聲條件為：超聲波每工作4秒然后間歇1秒，持續工作60分鐘；

②加熱法：在污泥中加入水，攪拌均勻，加熱的溫度保持在60-90℃，加熱的時間為30分鐘到60分鐘；

③加酸法：在污泥中加入10％HCl，攪拌均勻，持續反應2小時；

④熱和酸聯合法：在污泥中加入2-4％HCl，攪拌均勻，加熱的溫度保持在60-90℃，持續反應2小時；

然后，對經過消解后污泥的上層清液中磷資源進行回收；回收的方法可以是以CaCl₂溶液沉淀回收污泥上層清夜中的磷，或者以海水為鎂源沉淀回收污泥上清液中的磷；具體操作如下：

①CaCl₂溶液沉淀法：取污泥消解后的上層清液，加入適量的CaCl₂溶液，并用攪拌器進行攪拌，調節pH為10-11，反應5-10分鐘后，停止攪拌，靜置；

②鎂源沉淀法：取污泥消解后的上層清液，加入適量海水和銨溶液，用攪拌器進行攪拌，調節pH為10-11，反應15-20分鐘后，停止攪拌，靜置；

上述回收污泥上清液中的磷的溫度為10-35℃。

上述攪拌器攪拌的頻率為100-120rpm。

本發明的優點是：