[發明專利]一種從污泥單獨焚燒灰渣中回收磷和去除重金屬的方法

有效

• 申請號: 201610810280.1
• 申請日: 2016-09-08
• 公開（公告）號: CN106430136B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 張國閩;魏偉;胡明;宋祖威;劉龍
• 申請（專利權）人: 張國閩
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

1.一種從污泥單獨焚燒灰渣中回收磷和去除重金屬的方法，其特征在于：從污泥單獨焚燒廠取得污泥焚燒灰渣，采用硫酸溶解法將污泥焚燒灰渣中的重金屬以及含磷化合物溶解至溶液中得到混合液，混合液進入離心分離器固液分離，分離后的殘渣作為一般廢棄物處置；分離出殘渣的上清液中加入NaOH調節pH至8～10，并加入Na₂S與上清液中重金屬形成沉淀，離心分離后出重金屬沉淀，實現重金屬的去除；分離去除重金屬沉淀的上清液加入Ca(OH)₂，調節pH至10～12，Ca²⁺與溶液中的PO₄^3-形成磷酸鈣沉淀，經離心分離后，獲得磷酸鈣；

具體步驟如下：

步驟一：污泥焚燒灰渣經球磨機(1)粉碎至80目以上的細粉；

步驟二：按固液質量比8～12:1向溶解反應器(2)加入磨碎后的污泥焚燒灰渣和硫酸，溶解反應器(2)設有攪拌器攪拌，保證灰渣與硫酸充分接觸，攪拌速度：100～200rpm，溶解反應器(2)停留時間：10～12h，溶解反應器(2)的pH控制在1～3之間；溶解反應器采用硫酸溶解灰渣中的重金屬氧化物，同時釋放灰渣中的含磷化合物，此時，溶液中含磷化合物以H₃PO₄和H₂PO₄^-為主；

步驟三：溶解反應器(2)的出水進入第一離心分離器(3)，離心分離轉速：3000～6000rpm，分離時間：15～30min，離心分離后不溶于酸的殘渣作為一般廢棄物處理，上清液進入反應器重金屬脫除反應器(4)；

步驟四：上一步上清液以及步驟五和步驟七的部分回流上清液進入重金屬脫除反應器(4)，重金屬脫除反應器(4)為密閉反應器，設有攪拌器，攪拌速度為100～400rpm，在重金屬脫除反應器(4)中加入NaOH，調節pH至8～10之間，再加入Na₂S與上清液中的重金屬離子形成硫化物沉淀，達到去除重金屬的目的；

步驟五：重金屬脫除反應器(4)的出水進入第二離心分離器(5)，離心分離轉速：3000～6000rpm，分離時間：15～30min，離心分離后上清液進入下一級：磷回收反應器(6)，離心分離后的殘渣為重金屬硫化物殘渣，作為危險廢棄物處置；為降低Na₂S和NaOH藥劑使用量，部分離心分離后的上清液回流至步驟四中重金屬脫除反應器(4)內；

步驟六：上清液進入磷回收反應器(6)，磷回收反應器(6)設攪拌器，攪拌速度為100～200rpm，反應器停留時間15～30min；磷回收反應器(6)中加入Ca(OH)₂，pH控制在9～12之間，溶液中含磷化合物以PO₄^3-和HPO₄^2-存在，PO₄^3-與Ca²⁺形成Ca₃(PO₄)₂沉淀，PO₄^3-含量不斷減小促進HPO₄^2-不斷電離出PO₄^3-；

步驟七：磷回收反應器(6)出水進入第二離心分離器(7)，離心分離轉速：4000～8000rpm，分離時間：20～30min，離心分離后殘渣即為Ca₃(PO₄)₂，離心分離后上清液進入下一級：中和反應器(8)；離心分離后的上清液堿性較強，為節約中和反應器酸用量和步驟四中NaOH藥劑使用量，部分上清液回流至重金屬脫除反應器(5)；

步驟八：上清液進入中和反應器(8)，加入H₂SO₄，調節pH至7左右，污水達標排放。