[發明專利]一種污水微藻和氮磷同步捕集回收的方法

在審

• 申請號: 201810131411.2
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108383220A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 王學江;李靜;李遠;王鳶;劉帆;鄧曼君;趙建夫
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發明涉及一種微藻和污水氮磷同步捕集回收的方法，具體地說是以粘土、高爐水渣、氯化鎂和堿為原料，優化制備堿活性鈣鎂硅復合材料A，其用于污水微藻分離回收時，可通過電性中和作用和在高pH值下與污水中的氮磷生成鳥糞石、羥基磷灰石和硅酸鈣磷等沉淀，誘發微藻的高效絮凝，從而實現對污水中藻、氮磷的同步捕集回收，回收的藻氮磷沉淀產物經干化后可作為緩釋肥或吸附功能材料。本發明技術簡單，而且設備要求少、運行成本低，回收產品資源化價值高，具有廣闊的推廣應用前景。

技術領域

本發明涉及一種污水微藻和氮磷同步捕集回收的方法，屬于污水處理技術領域。

背景技術

微藻是地球上分布最廣、種類最多的一類形態微小、結構簡單的單細胞或多細胞光合自養微生物，在能量轉化和碳循環中舉足輕重。20世紀50年代Oswald等提出以藻類為主體取代傳統污水處理中以活性污泥為主體的生物系統，奠定了藻類污水處理技術的基礎。近年來，國內外對藻類凈化污水的潛力進行了大量研究，越來越多的研究結果表明，利用微藻處理廢水不僅凈化了其中的污染物，同時可以降低微藻培養的成本，且微藻富集的油脂可部分替代石化能源，所收獲的微藻可取得一定的經濟效益，用以補償環境治理中的成本投資，從而形成良性循環。

但是，由于微藻具有個體微小（一般在1~30 μm）、細胞表面帶有負電荷和濃度低（通常為0.5–3.0 g/L）等特點，給藻水分離帶來很大的困難。目前，應用于微藻采收的方法主要有沉降、離心、過濾、浮選和絮凝法，在這些方法中，沉淀法效率低、耗時長；過濾法易堵塞，需要定期更換濾膜；離心法、浮選法耗能大，因此，低成本、高效率的微藻分離回收方法仍需要深入研究。與沉淀、離心和浮選等采收方法相比，絮凝法具有能耗少、設備及其維護費用低以及操作方便等明顯優勢，在微藻分離回收中應用廣泛。然而，傳統的化學絮凝和物理絮凝雖然具有較好的采收效率，但是前者的化學絮凝劑殘留對環境造成的二次污染，以及后者的高能耗及設備成本高均不符合大規模應用的要求。因此，研究開發能同時從污水中回收氮磷和微藻新型藥劑，無論從污水深度處理，還是從藻細胞的回收利用等角度來看都是最合適的方法之一。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種污水微藻和氮磷同步捕集回收的方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

本發明提出的一種污水微藻和氮磷同步捕集回收的方法，具體步驟如下：

（1）將粘土礦物和高爐水渣材料干燥、研磨和過篩，保留粒徑不小于100目的處理產物，將粘土和高爐水渣與濃度為1~5mol/L的MgCl₂的溶液和0.5~1mol/L的堿液按照質量體積比（0.5~3）mg：（0.5~5）mg：(1~5)mL：(0.5~3)mL的比例混合，靜置8~24h，過濾后于110℃條件下烘干，將烘干產物在300~500℃條件下焙燒1~4h，冷卻至室溫后，研磨成不小于200目的物料A；

（2）在待富集分離的微藻污水中使用步驟（１）所得物料Ａ時，按照投加量為100~500mg/(L)的劑量，加入步驟（１）得到的材料A，先以250rpm攪拌1~5min，接著以50rpm慢速攪拌10~30min，然后沉淀0.5~2h，即可實現對污水中微藻和氮磷的同步富集回收，回收的藻氮磷沉淀產物經干化后可作為緩釋肥或吸附功能材料。

本發明中，步驟（1）中所述的粘土礦物材料為高嶺土、膨潤土、硅藻土、凹凸棒土或海泡石中的任一種或多種混合物。

本發明中，步驟（1）中所述的高爐水渣取自煉鋼企業。

本發明中，步驟（1）中所述的堿液為NaOH或KOH。

本發明中，步驟（2）中所述的微藻為小球藻、柵藻、斜生柵藻、微囊藻或綠色巴夫藻等的一種或多種混合的淡水藻。