[發(fā)明專利]一種廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放特性的測定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410048471.X
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN103792216A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張濤;江榮風(fēng);方慈
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;王春霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放特性的測定方法，屬于農(nóng)業(yè)資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年，廢水中磷的過量排放已經(jīng)成為世界性的資源環(huán)境問題，既是水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵影響因子，又是環(huán)境過程磷資源流失的重要途徑。因此，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，開展廢水磷素資源的回收再利用，對于可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)，具有重要的研究價值。

目前，回收廢水中磷的方法主要有生物攝磷法、電解法、結(jié)晶法等。生物攝磷法可利用聚磷菌過量攝取磷貯存于細胞體內(nèi)，回收高磷污泥，但存在碳源不足和菌群純培養(yǎng)等難題。電解法存在處理水量小、需頻繁更換電極，成本過高等技術(shù)難點。結(jié)晶法則是通過投加結(jié)晶劑，產(chǎn)生磷素晶體沉淀而被回收，具有快速高效的特點。

廢水磷結(jié)晶法被國內(nèi)外學(xué)者公認為是一種可持續(xù)發(fā)展新技術(shù)，磷回收產(chǎn)品鳥糞石，是重要的磷肥原料，可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，緩解全球范圍的磷素資源緊張矛盾。但是，由于廢水中存在大量的可溶性有機雜質(zhì)和無機雜質(zhì)，易與廢水中的磷素共結(jié)晶沉淀，影響磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放特性，導(dǎo)致磷回收產(chǎn)品存在農(nóng)用不確定性，成為目前該技術(shù)推廣應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸之一。因此，加強對廢水磷回收產(chǎn)品養(yǎng)分釋放特性的分析測定，對于優(yōu)化廢水磷結(jié)晶過程參數(shù)，提高磷回收產(chǎn)品農(nóng)用價值，推廣磷結(jié)晶技術(shù)在廢水磷資源回收領(lǐng)域的應(yīng)用，具有重要意義。

檢測農(nóng)用磷肥養(yǎng)分釋放特性的方法主要是化學(xué)分析法和光譜分析法。化學(xué)分析法存在預(yù)處理程序復(fù)雜，靈敏度不高的缺點。光譜分析法存在儀器操作復(fù)雜，檢測時間較長的問題。近年，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)以其可對元素定性定量快捷靈敏檢測的優(yōu)點，逐漸獲得國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。該技術(shù)與傳統(tǒng)的化學(xué)分析法和光譜分析法相比，具有不需要或只需要簡單的樣品預(yù)處理、儀器操作簡便、檢測速度快、全元素分析等優(yōu)點，在液體動態(tài)組分檢測方面具有突出優(yōu)勢。

因此，開發(fā)一種廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放特性的測定方法，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)，實現(xiàn)廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分動態(tài)釋放規(guī)律的快速檢測，成為研究與實踐的重點內(nèi)容，目前未見文獻報道和專利公開。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)化學(xué)分析法和光譜分析法檢測產(chǎn)品養(yǎng)分釋放特性存在操作程序復(fù)雜、靈敏度低、檢測時間長等問題，本發(fā)明提供了一種廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放特性的測定方法，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)，實現(xiàn)了廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分動態(tài)釋放規(guī)律的快速檢測，克服化學(xué)分析法預(yù)處理程序復(fù)雜、靈敏度不高，以及光譜分析法操作復(fù)雜、需要較長時間等缺點。

本發(fā)明所提供的一種廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放特性的測定方法，包括如下步驟：

（1）組裝激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測裝置，所述激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測裝置包括激光光源發(fā)射系統(tǒng)、激光傳輸系統(tǒng)、光譜接收系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)和樣品檢測管；

（2）將廢水磷回收產(chǎn)品鳥糞石和浸提液混合；

（3）將步驟（2）混合后的所述浸提液加入至所述樣品檢測管中；利用所述激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測裝置對所述浸提液進行養(yǎng)分動態(tài)測定，即實現(xiàn)對所述廢水磷回收產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放特性的測定。

本發(fā)明的方法中“養(yǎng)分動態(tài)測定”指的是廢水磷回收產(chǎn)品中各元素的含量；“養(yǎng)分釋放特性”指的是各元素含量的動態(tài)釋放曲線。

上述的測定方法中，步驟（1）中，所述激光光源發(fā)射系統(tǒng)采用Nd：YAG激光器；

所述Nd：YAG激光器的操作參數(shù)為：激光功率密度為10～200mJ，具體可為10～150mJ、50～100mJ、100～150mJ、10mJ、50mJ、100mJ、150mJ或200mJ，脈沖寬度為3～20ns，具體可為3～15ns、10～15ns、3ns、10ns、15ns或20ns，重復(fù)頻率為1～20Hz，具體可為1～15Hz、5～10Hz、10～15Hz、1Hz、5Hz、10Hz、15Hz或20Hz，波長為1064nm、532nm或355nm，延時時間為500～3000ns，具體可為500～2000ns、1000～2000ns、500ns、1000ns、2000ns或3000ns。

上述的測定方法中，步驟（1）中，所述激光傳輸系統(tǒng)包括反射鏡、穿透鏡和透光鏡Ⅰ；

所述反射鏡與激光光源之間呈30～60°，具體可為30～45°、45～60°、30°、45°或60°，所述反射鏡與激光光源之間的距離為5～15cm，具體可為5～10cm、10～15cm、5cm、10cm或15cm；

所述穿透鏡與所述反射鏡之間的距離為5～15cm且為平行設(shè)置，具體可為5～10cm、10～15cm、5cm、10cm或15cm；