[發明專利]一種從污水中回收磷的裝置及方法

無效

• 申請號: 201410030397.9
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103723874A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 鄒海明;馬萬征;李阿南;丁俐安
• 申請（專利權）人: 安徽科技學院
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及環境保護和資源回收再利用技術及裝置，具體地說是一種誘導結晶反應器和固液分離裝置以及從污水中高效回收磷的方法。

背景技術

氮和磷是導致水體富營養化的重要因子，由利比希(Liebig)最小因子定律可知：磷是導致水體富營養化藻類（C₁₀₆H₂₆₃O₁₁₀N₁₆P）生長的一個限制因子，許多國家對其排放濃度都有著嚴格限制。水體中磷的濃度達到0.015mg/L時，即會引起藻類快速增長，每向水體排放1g磷會導致950g（干重）藻類的生長。藻類快速增長的直接后果就是加速水體老化進程，使水體失去原有的漁業、旅游業以及飲用水源的功能。近年來，我國主要湖泊（如巢湖、太湖和滇池）發生水體富營養化甚至赤潮的次數呈明顯趨勢，這些湖泊中80%以上的磷來自于污水排放，這些污水主要來自于城鎮生活污水（占43.4%），畜牧業養殖污水（占20.5%），肥料、醫藥及食品行業污水（占18.9%）和其它等綜合污水（占17.2%）。

此外，自然界中的磷主要以磷酸鹽和鳥糞層巖石等形式存在，經人工開采或自然侵蝕后隨水徑流匯入大海沉積在深海的沉積層中，因此磷的生物化學循環與其它元素（如氮）完全不同，在生物圈中屬于單項流動且難以再生，屬于不可再生的稀缺資源。我國磷礦資源屬于瀕危礦產，被列為2010年后不能滿足國民經濟發展需要的主要礦產之一。然而，城鎮生活污水、含磷復合肥生產廢水、有機磷農藥生產廢水、磷礦開采、養殖廢水、屠宰廢水和肉食品加工廢水中含有“較豐富”的磷，回收再利用潛力巨大。

現有技術對于從污水中回收磷的方法：

（1）化學沉淀法：通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離從污水中去除該方法。化學沉淀法主要有鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽、磷酸銨鎂（MAP）沉淀法和羥基磷酸鈣（HAP）沉淀法，這種方法的缺點是回收的產品品質差、含水率高且不能直接應用于實際生產。此外，需要沉淀物脫水設備，增加了運行成本。

（2）生物除磷法：該方法將污水中的磷以聚磷的形式富集在除磷微生物細胞內，然后以沉淀污泥的形式回收磷，這種方法的缺點是沉淀污泥含水率高、且含有多種形式的重金屬化合物、難以資源化再利用。此外，該方法極易受到廢水中有毒物質的影響，如有機磷農藥廢水。

（3）吸附法：該方法利用含有氨基等磷化合物吸附材料對污水中的磷進行吸附，但吸附材料吸附容量有限且再生困難，因此成本高、操作麻煩且容易造成二次污染。

中國專利公開號：CN101602535，介紹了“一種磷回收結晶反應器及磷回收方法”，該方法采用磷酸銨鎂結晶法回收污水中的磷，將結晶反應區和沉淀區合在一起，盡管成本低、操作方便，但是磷回收效率低（50%～60%），且出水渾濁度高。

迄今為止從污水中高效地回收磷且獲得好的回收產品仍然是一個難以解決的技術問題。

因此發明一種從污水中回收磷效果好、回收的產品品質高、成本低、操作方便新方法對于環境保護（特別是水體富營養化的防控）、降低水處理成本、提高稀缺資源的循環再利用效率是水處理界十分重要的任務。

發明內容

本發明的目的是提供一種從污水中回收磷效果好、回收的產品品質高、成本低、操作方便的新方法。

本發明的目的是這樣實現的：

（1）向誘導結晶反應器7內添加晶種13；

（2）利用提升泵4將進水箱1中的含磷廢水泵入誘導結晶反應器中，利用泵6加入NaOH溶液3，調節pH≥8.5；

（3）開啟曝氣機8，利用曝氣頭9進行鼓風曝氣1.5L/min；

（4）利用泵5加入CaCl₂溶液2到誘導結晶反應器內；

（5）當晶種及其附著的結晶產物流動到固液分離器15的緩沖區16位置時，速度瞬間下降，在重力的作用下又返回到誘導結晶反應器內，從而實現固液分離；

（6）去除磷后的污水通過出水區17進入出水箱19，出水中磷濃度滿足各行業排放標準；

（7）當晶種吸附飽和時，停止曝氣，靜止沉淀30min，打開放空管口20，放空溶液后拔掉插銷11、12，取出支撐板10，回收晶種及其附著的結晶產物。

步驟（1）所述晶種為方解石，粒徑0.15～0.30mm，投加量為40mg/L。

步驟（2）所述NaOH溶液濃度為，0.1mol/L。

步驟（3）所述CaCl₂溶液根據Ca:P摩爾比為2.0確定。

本發明的要點是：