[發明專利]鳥糞石顆粒結晶法去除廢水中磷酸鹽的裝置

有效

• 申請號: 201410834330.0
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104529027A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 陸斌;孫大琦;徐竟成;黃海琪;楊宏奕;王彪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明涉及一種鳥糞石顆粒結晶法去除廢水中磷酸鹽的裝置，屬于含磷廢(污)水處理及磷資源回收裝置。

背景技術

2007年無錫太湖出現了藍藻爆發事件造成地表水水質惡化、嚴重威脅當地的飲用水安全并造成惡劣社會影響等后果，其主因是企業廢水、城市廢水處理廠尾水等排放中N、P的超標排放。在我國，工農業中大量的各種含磷原料開發利用，大部分磷元素通過各種途徑進入水體環境造成污染，據統計每年磷直接或間接進入水體環境高達一百多萬噸。與此同時，磷礦已經于2010年被我國國土資源部列為不能保證需求的礦種之一，在已探明的儲量中高品位礦僅能開采10～15年。因此，磷的可持續利用問題已嚴峻地擺在了我們面前，從生產、生活中的各個環節實現磷的人工再循環利用，已成為資源與環境管理方面的熱點問題。

以鳥糞石顆粒結晶技術處理回收廢(污)水中磷酸鹽所得到的產品主要為鳥糞石(磷酸銨鎂，MAP)，MAP是一種白色晶體狀物質，分子式為MgNH₄PO₄·6H₂O，可以通過在含氮、含磷的廢(污)水中添加鎂離子并控制適宜的pH值形成并得到結晶顆粒，一方面可去除了廢(污)水中的氮、磷污染物,另一方面也兼有磷資源的回收價值。此外，MAP在自然界中儲量極少，是一種高品位的磷礦石，可以作為工業生產的原料，也可以作為高效的農業緩釋肥。在廢(污)水處理系統中，在特定的水質條件下，鎂離子(Mg²⁺)、氨離子(NH₄⁺)和正磷酸鹽(PO₄^3-)的濃度達到過飽和度時，自然形成的結晶沉積并容易引起管道堵塞現象。因此，回收不僅可以獲取有價值的產品，還能有效降低廢(污)水處理設施中的氮磷負荷，避免廢(污)水在管道輸送過程中產生設備和管道的結晶堵塞，同時避免采用化學法除磷而實現化學污泥的減量和磷的資源化。然而，傳統的顆粒磷結晶法的磷酸鹽處理和回收裝置往往存在著裝置高度大、制造成本高、需要獨立的外部沉淀裝置，需在外部設置單獨的回流系統使得工藝設備占地面積大，工程投資大的缺點，不利于推廣利用。

中國專利CN?102690000?A公布了一種用鳥糞石生產工藝回收磷化工廢水中磷的方法，按以下步驟進行：首先將磷化工廢水經過初沉池，沉淀去除廢水中的雜質，處理后的廢水收集在第一收集槽中；第一收集槽中廢水采用一級生石灰法去除廢水中的無機氟離子，處理后的廢水收集在第二收集槽中；第二收集槽中廢水經過陽離子交換設備去除廢水中的無機陽離子，處理后的離子交換廢水收集在第三收集槽中；最后經離子交換后廢水在鳥糞石反應器中，用堿液調節pH值7～9之間，并投加鎂源和氮源，且鎂/磷摩爾比為1.0～1.5，氮/磷摩爾比為1.0～1.5，在反應器中生成結晶狀態的磷酸銨鎂顆粒肥料。鳥糞石反應器后的出水《廢水綜合排放標準》的二級標準，可以直接回用到磷化工生產系統，或者達標排放。上述專利回收廢水中磷的方法工藝繁瑣，所需設備占地面積大，工程投資大，運行成本高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種成本低、設備緊湊和效率高的鳥糞石顆粒結晶法去除廢水中磷酸鹽的裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

在設計裝置構造尺寸和運行技術參數之前，首先應掌握相關含磷廢(污)水的水量和水質指標狀況特征，其中水質主要包括正磷(PO₄^3--P)、氨氮(NH₄⁺-N)和鎂離子(Mg²⁺)的濃度以及原水pH的狀況，從經濟性上預評估磷回收的經濟價值，并從技術上判斷若實施磷高效回收方案時仍所需補充添加的相關化學物質的投加量和控制條件。一般而言，具有良好的磷回收價值的含磷廢(污)水，其正磷濃度宜大于40mg/L，并隨廢(污)水中的正磷濃度的增高、水量愈大，其磷回收而產生的經濟效益和環境效益也愈高；同時廢(污)水中含有較高濃度的氨氮、鎂離子或適宜的pH值(pH值宜8.3～9.0)也有利于降低輔助藥劑的添加成本，提高磷回收所產生的經濟效益。另外對于含懸浮物較多的廢(污)水，宜采取表面負荷較低的預沉池進行懸浮物沉淀預處理，減少磷回收裝置的雜質固體負荷，一般而言，預沉池的表面負荷應小于裝置內沉淀區所設計的表面負荷值。