[發(fā)明專利]一種用于混凝劑絮體有效釋放磷與有機(jī)物的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710047467.5
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106746355B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亦力;李天玉;莫恒亮;李鎖定;張國軍;高士強(qiáng);李琨;楊志濤;孟曉冬
• 申請（專利權(quán)）人: 天津碧水源膜材料有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/52;C02F1/66;C02F1/28;C02F11/00;C01B25/32;C01B25/45
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

本發(fā)明公開了一種用于混凝劑絮體有效釋放磷與有機(jī)物的方法，在污水經(jīng)過混凝劑處理后，污水中的有機(jī)物和部分磷會被混凝劑吸附，同時(shí)還存在另一部分磷會與混凝劑反應(yīng)生成磷酸鹽沉淀，此時(shí)混凝劑的絮體需經(jīng)過堿液處理，堿液不僅能夠?qū)⑿躞w分解，而且還能與磷酸鹽沉淀反應(yīng)，使不溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性磷酸鹽，釋放出磷與有機(jī)物，除此之外，釋放磷和有機(jī)物的上清液中pH約為12，經(jīng)過添加廉價(jià)的氯化鈣溶液之后，pH約為11?11.5，正是磷酸鈣沉淀法回收磷的最佳pH值，不需要額外再加入堿液就可以實(shí)現(xiàn)磷酸鈣沉淀法回收磷，回收率在95％以上。該方法具有成本低、磷與有機(jī)物釋放率高、資源與能源回收率高、綠色經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于混凝劑絮體有效釋放磷與有機(jī)物的方法。

背景技術(shù)

混凝劑是一種固液相分離單元操作使用的重要藥劑，在當(dāng)前我國廢水污染處理中，推廣應(yīng)用化學(xué)混凝技術(shù)，是一項(xiàng)花錢少、能夠有效大面積控制和減少廢水污染、保護(hù)環(huán)境的有效手段。由于混凝處理的對象和水質(zhì)的種類、性質(zhì)不同，原有單品種的無機(jī)混凝劑早已不能滿足需要，于是新品種和復(fù)合混凝劑便相應(yīng)出現(xiàn)，無機(jī)高分子混凝劑及其復(fù)合物是目前研制開發(fā)的主流混凝劑。聚合硅酸鐵鋁是一類新型的無機(jī)高分子混凝劑，是在聚硅酸及傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽等混凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的聚硅酸與金屬鹽的復(fù)合物。眾所周知，鐵鹽混凝劑的特點(diǎn)是形成的絮體密實(shí)，沉降速度快，但絮體較小，卷掃作用差，處理后水的色度較深。鋁鹽混凝劑的特點(diǎn)是形成的絮體大，脫色效果好，但絮體松散易碎，沉降速度慢。若在聚硅酸中同時(shí)加入Fe³⁺、Al³⁺兩種金屬離子，制成聚硅酸鐵鋁混凝劑，則藥劑中不僅具有吸附架橋作用和電中和作用，而且具備鐵、鋁混凝劑的優(yōu)點(diǎn)，并減弱彼此的弱點(diǎn)。

對污水中的磷與有機(jī)物回收的工藝流程一般是通過混凝劑對污水中的磷與有機(jī)物進(jìn)行吸附，然后通過厭氧消化池，經(jīng)過厭氧消化的過程將有機(jī)物分解為甲烷等氣體，污水中的磷則通過磷酸鹽沉淀法進(jìn)行回收。但是在這個(gè)過程中，往往由于絮體的存在，不斷累積在厭氧污泥表面，導(dǎo)致在厭氧消化池中，有機(jī)物與磷都無法得到有效的分解與釋放，嚴(yán)重影響厭氧消化的效果。

目前，關(guān)于磷的釋放一般指污泥中磷的釋放，其釋放的方法主要有臭氧氧化法、熱處理法、焚燒溶出法、厭氧消化法。臭氧氧化法是通過臭氧溶解細(xì)胞作用強(qiáng)化細(xì)菌的自身氧化，破壞不容易被生物降解的細(xì)胞膜，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化又可以促進(jìn)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)磷的釋放。但是由于污泥破解能力取決于臭氧投入比，在大規(guī)模應(yīng)用的情況下高投入比會導(dǎo)致耗能偏高。熱處理法是利用外加熱源致使污泥絮體結(jié)構(gòu)解體，使污泥中一部分細(xì)胞物質(zhì)從不溶態(tài)轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)。雖然過程中需要加熱，耗能較大，成本高，但是該方法依然是工業(yè)上最普遍的方法。焚燒溶出是通過污泥焚燒使污泥變成灰狀后，添加溶劑使污泥中的磷溶出，但是污泥焚燒的費(fèi)用昂貴，且由于剩余污泥中往往含有相當(dāng)比例的重金屬，在磷溶出過程中也伴隨著重金屬的析出。厭氧消化釋磷是通過在無氧條件下產(chǎn)生的乙酸、丙酸等可作為碳源直接被聚磷菌利用，大大的促進(jìn)厭氧條件下磷的大量釋放。該過程操作簡單，釋磷效果明顯，運(yùn)行穩(wěn)定費(fèi)用低廉。由于生活污水的磷與COD(化學(xué)需氧量)濃度不高，水量大，如果直接經(jīng)過厭氧消化，會導(dǎo)致停留時(shí)間較短，處理效率低，設(shè)備負(fù)擔(dān)重等后果。因此更多的研究者采取混凝過程與厭氧消化過程耦合的方式，過程中污水中的有機(jī)物和部分磷會被混凝劑吸附，同時(shí)還存在另一部分會與混凝劑反應(yīng)生成磷酸鹽沉淀，混凝劑的絮體進(jìn)入?yún)捬跸b置實(shí)現(xiàn)對磷的釋放和有機(jī)物的分解。但是在這個(gè)過程中，往往由于絮體的存在，導(dǎo)致在厭氧消化設(shè)備中，有機(jī)物與磷都無法得到有效的釋放，同時(shí)絮體不斷累計(jì)在污泥表面，嚴(yán)重影響厭氧消化過程的效果(例如明磊等人，城市污水混凝預(yù)處理及污泥厭氧消化實(shí)驗(yàn)研究，中國海洋大學(xué))。