[發明專利]基于超臨界氧化技術的含磷生物質中的磷回收系統及方法

有效

• 申請號: 201810448260.3
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108395061B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 王樹眾;雷杰;徐甜甜;楊闖;宋文瀚;李建娜
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;山川麗（蘇州）環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C01B25/26;C01B25/32;C02F101/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于超臨界氧化技術的含磷生物質中的磷回收系統及方法，所述系統包括超臨界氧化單元、蒸氨單元、磷回收單元、生物處理單元、MVR蒸發單元。本發明充分利用了超臨界氧化技術將含磷生物質中的磷最大限度的從生物質中以磷酸鹽的形式釋放在液相中；液相中的磷酸鹽在磷回收系統中通過投加除磷劑，以磷酸鹽沉淀的形式來實現磷回收；斜管沉淀池設有導流板實現了協管沉淀內流體流場優化，強化了含磷沉淀同水的分離效果；斜管沉淀池設有輔助排泥裝置，避免了含磷沉淀在斜管沉淀池的由于排輸不暢的積累；以生物質磷為磷源，最大轉化率的回收磷酸鹽，這生物質中磷的資源化開辟新途徑，對促進磷資源的可持續利用具有非常重要的意義。

技術領域

本發明屬于化工及環保技術領域，具體涉及一種基于超臨界氧化技術的含磷生物質中的磷回收系統及方法。

背景技術

超臨界水氧化技術是基于水在超臨界狀態(Tc＝374℃、Pc＝22.1MPa)下所具有的特殊性質，使有機物和氧化劑完全溶于超臨界水中，并迅速發生均相氧化反應，迅速、徹底將有機物氧化的過程，同時將有機磷轉換為磷酸鹽的形式。

磷作為一種不可再生資源，是自然界各種生物生命活動必不可缺少的元素，對能量的傳遞和儲存、蛋白質等含磷基質的合成也起著關鍵性的作用。目前全球磷礦石大約只能使用100年左右，而磷的需求量隨著人類工農業的發展日趨增大，同時磷是以典型的沉積性循環方式在生態系統中進行循環，最終部分已磷酸鹽的形式沉淀于水體中，形成底泥，磷的這種單向遷移方式將更加加劇的供需矛盾，其必將成為未來各種生命活動的限制因素。

目前關于從生物質中提取磷的工藝較少，同時基于其它工藝生物質中磷的轉化率不高，同時液相中有機物材質含量較高，回收后的磷產品純度不夠高，資源化利用效率低。

因此，非常有必要開發以生物質磷為磷源的一種基于超臨界氧化技術的含磷生物質中的磷回收系統。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種基于超臨界氧化技術的含磷生物質中的磷回收系統及方法，降低了除磷系統除磷劑、堿液的投加；提高了余熱利用效率，降低MVR蒸發系統能量輸入，實現了以超臨界技術為核心的生物質磷資源化利用；這生物質中磷的資源化開辟新途徑，對促進磷資源的可持續利用具有非常重要的意義。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種基于超臨界氧化技術的含磷生物質中的磷回收系統，包括超臨界氧化單元、蒸氨單元、磷回收單元、生物處理單元和MVR蒸發單元；含磷生物質進入超臨界氧化單元進行氧化；超臨界氧化單元的超臨界氧化出水經蒸氨單元進入磷回收單元，余熱蒸汽輸入MVR蒸發單元作為熱量供應源；經過磷回收單元對超臨界氧化出水進行除磷和絮凝處理后，上清液進入生化處理單元再處理后排放，生成的沉淀物進入排泥泵，沉淀物一部分回流至磷回收單元，另一部分通過MVR蒸發單元蒸發結晶形成固體粉末。

本發明進一步的改進在于：

磷回收單元包括調節池、除磷劑混合池、除磷劑反應池、絮凝劑投加反應池、助凝劑投加反應池、藥劑投加系統和斜管沉淀池；

調節池的入口與蒸氨單元的出口相連通，出口與除磷劑混合池的入口相連通，除磷劑混合池與除磷劑反應池的上部相連通，除磷劑反應池與絮凝劑投加反應池的底部相連通，絮凝劑投加反應池和助凝劑投加反應池的上部相連通；除磷劑混合池與三個反應池均設置有對應的攪拌裝置和加藥口；助凝劑投加反應池的出口與斜管沉淀池的入口相連通，斜管沉淀池的底部出口與排泥泵相連，上部通過出水堰與生化處理單元相連。

排泥泵將一部分沉淀物泵回除磷劑反應池，另一部分泵入MVR蒸發單元。

斜管沉淀池池壁中部沿池壁設有導流板，底部設有輔助排泥裝置。

調節池與除磷劑混合池之間的管道上設置有流量計，斜管沉淀池與生化處理單元之間的管道上設有磷在線檢測儀。