[發明專利]一種基于菱鎂石的廢水脫氮除磷方法

有效

• 申請號: 201510332875.6
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104944561B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 余榮臺;任洪強;梁瀟;謝志鵬;汪長安;馬湘
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷大學
• 主分類號: C02F1/66
• 分類號: C02F1/66;C02F1/52;C02F1/58
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體地說，涉及一種高濃度的氨氮或磷酸鹽酸性廢水處理方法，更具體地說，涉及一種基于菱鎂石的廢水脫氮除磷方法。

背景技術

磷酸銨鎂結晶技術因具有資源化回收高濃度氨氮和磷酸鹽廢水中氮和磷的特點而受到國內外學者的廣泛關注。然而，磷酸銨鎂結晶技術具有必須投加化學藥劑的特性，而藥劑成本過高阻礙了磷酸銨鎂結晶技術的推廣和應用，在磷酸銨鎂結晶過程中，鎂鹽藥劑是導致磷酸銨鎂結晶技術藥劑費用過高的主要原因。

針對鎂鹽藥劑成本過高難題，國內外學者進行了一系列研究并發表了一些代表性的文獻。如，Romero-Güiza等人(Romero-Güiza et al.,Feasibility of coupling anaerobic digestion and struvite precipitation in the same reactor:Evaluation of different magnesium sources,Chemical Engineering Journal,2015,270)和Formosa等人(Formosa et al.,Interaction between low-grade magnesium oxide and boric acid in chemically bonded phosphate ceramics formulation,Ceramics international,2012,38)主要是通過采用氧化鎂或氧化鎂含量比較高的工業副產物來代替氯化鎂或硫酸鎂，以達到降低鎂鹽藥劑的目的，因為氧化鎂的價格低于氯化鎂或硫酸鎂，而工業副產物的價格更低。其中，Romero-Güiza等人考察了MgCl₂、Mg(OH)₂以及富含MgO的工業副產物作為鎂鹽去除廢水中氨氮和磷酸鹽的情況，雖然取得了一定的氨氮和磷酸鹽去除效果，但是生成的結晶產物純度很差，而且由于MgO未完全溶解，參與磷酸銨鎂反應不徹底，導致投加的鎂鹽過量，一方面導致處理成本過高，另一方面為后續的廢水處理帶來負擔。Formosa等人采用工業級MgO脫除磷酸鹽，沉淀產物中除KMgPO₄·6H₂O外，還含有MgO、CaMg(CO₃)₂、MgCO₃、CaCO₃等，成分復雜，無法資源化回用；Quintana等(Quintana et al.,Use of a byproduct of magnesium oxide production to precipitate phosphorus and nitrogen as struvite from wastewater treatment liquors,Journal of Agricultural and Food Chemistry,2004,52)采用氧化鎂副產物脫氮除磷，沉淀產物中磷酸銨鎂的含量只有約80％；Huang等(Huang et al.,Removal of ammonia from landfill leachate by struvite precipitation with the use of low-cost phosphate and magnesium sources,Journal of Environmental Management,2014,145)采用廉價氧化鎂去除垃圾滲漏液中的氨氮，當Mg:N:P超過3:1:1時，才取得約83％的氨氮去除率。李欣欣在2012年的碩士論文《輕燒粉處理含氮磷廢水的研究》中采用廉價的輕燒粉作為鎂源，當輕燒粉與磷酸鹽質量之比達到10:1時，氮磷去除率達到最高值。中國專利申請號為201010597266.0，申請公布號為CN 102001738A的專利申請文件公開了一種利用氫氧化鎂去除廢水中氨氮的方法，以膏狀氫氧化鎂或料漿狀氫氧化鎂作為鎂源沉淀劑，以磷酸鹽作為磷源沉淀劑，鎂源沉淀劑中鎂與廢水中氨氮的摩爾比為1.2～1.6:1，磷源沉淀劑中磷與廢水中氨氮的摩爾比為1.0～1.2:1，使氨氮與鎂、磷反應后以沉淀的方式從廢水中脫除。從目前公開的文獻中可以看出，當采用氧化鎂(不管是純氧化鎂還是工業副產物)作為廉價鎂鹽時，基本都是過量添加鎂鹽來提高磷酸銨鎂結晶法的脫氮除磷效率，而且沉淀產物中結晶純度不高。造成這一現象的原因是因為氧化鎂在水中的溶解度不高，在中性或堿性條件下，氧化鎂溶解很慢，在磷酸銨鎂結晶工藝中，還沒來得及溶解的氧化鎂被磷酸銨鎂晶體包裹，成為晶核，造成氧化鎂不能完全參與磷酸銨鎂結晶反應。而在酸性條件下，氧化鎂的的溶解度有很大提高，但是，對于中性或偏堿性廢水，調節廢水pH值所需的藥劑成本很高，從而提高了處理成本。