[發(fā)明專利]一種以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011147415.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112279478A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 操家順;吳瑒;羅景陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)河環(huán)境研究院（南京）有限公司
• 主分類號(hào): C02F11/04
• 分類號(hào): C02F11/04;C05B17/00;C02F101/10;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

本發(fā)明公開(kāi)了一種以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法，具體為：（1）將污泥放入容器中于室溫條件下自然靜沉24 h，去除上清液，獲得污泥濃縮樣品；（2）向步驟（1）得到的污泥濃縮樣品中投加氯化鐵，通入氮?dú)庠诿芊夥磻?yīng)器中反應(yīng)，保持厭氧環(huán)境，利用機(jī)械攪拌將反應(yīng)體系物質(zhì)混合均勻，控制發(fā)酵pH、溫度和時(shí)間，進(jìn)行厭氧發(fā)酵；（3）將發(fā)酵后的上清液調(diào)節(jié)pH至7，自然靜沉1 h回收沉淀物，再將沉淀物加熱烘干，獲得藍(lán)鐵礦結(jié)晶；該方法簡(jiǎn)單易行，通過(guò)對(duì)于厭氧發(fā)酵方式對(duì)上清液中的鐵和磷以藍(lán)鐵礦的形式進(jìn)行回收，一方面有利于資源回收，另一方面有助于提升發(fā)酵液品質(zhì)，同時(shí)也是同步實(shí)現(xiàn)污泥減量化和資源化的一種有效措施。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)以及資源化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法。

背景技術(shù)

磷（P）是生物體在生長(zhǎng)繁殖、能量供應(yīng)和傳遞等方面極為重要的元素之一，特別是對(duì)于DNA和RNA的形成起著重要作用。然而，磷作為一種有限的不可再生資源，預(yù)計(jì)將會(huì)在下個(gè)世紀(jì)被消耗殆盡。因此，磷回收是十分緊迫和必要的。

污水處理廠的剩余污泥是磷回收的重要來(lái)源，每年約有130萬(wàn)噸的磷通過(guò)生活污水被排放進(jìn)入污水處理廠，可以滿足15-20 %全球?qū)α椎男枨蟆Ｖ档米⒁獾氖牵鬯幚韽S通過(guò)生物和化學(xué)過(guò)程去除的磷基本被轉(zhuǎn)移并集中于剩余污泥中。厭氧發(fā)酵目前被認(rèn)為是剩余污泥處置的主要方法之一，一方面可以實(shí)現(xiàn)資源回收，另一方面也可以降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。然而在此過(guò)程中大量的磷會(huì)被釋放到上清液中，不僅增加污水處理負(fù)荷，同時(shí)降低碳源利用價(jià)值。有鑒于此，應(yīng)當(dāng)將磷首先從發(fā)酵液中去除，以避免其對(duì)后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)生負(fù)面影響。

與傳統(tǒng)的鳥糞石磷回收技術(shù)相比，藍(lán)鐵礦（Fe₃(PO₄)₂·8H₂O）磷回收技術(shù)由于具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景，已引起人們的密切關(guān)注。一些研究表明，在厭氧污泥中，藍(lán)鐵礦是主要的鐵磷組分，但由于其與有機(jī)物和其他金屬的結(jié)合，導(dǎo)致它很難直接從污泥中分離。因此，將鐵和磷釋放至發(fā)酵液中，經(jīng)分離后再沉淀回收，是獲得高純度藍(lán)鐵礦較為可行和有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法，該方法簡(jiǎn)單易行，通過(guò)對(duì)于厭氧發(fā)酵方式對(duì)上清液中的鐵和磷以藍(lán)鐵礦的形式進(jìn)行回收，一方面有利于資源回收，另一方面有助于提升發(fā)酵液品質(zhì)，同時(shí)也是同步實(shí)現(xiàn)污泥減量化和資源化的一種有效措施。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法，具體包括以下步驟：

（1）將污水處理廠二沉池污泥放入容器中于室溫條件下自然靜沉24 h，然后去除上清液，獲得污泥濃縮樣品；

（2）向步驟（1）得到的污泥濃縮樣品中投加氯化鐵，然后通入氮?dú)庠诿芊夥磻?yīng)器中反應(yīng)，保持厭氧環(huán)境，利用機(jī)械攪拌將反應(yīng)體系物質(zhì)混合均勻，控制發(fā)酵pH、溫度和時(shí)間，進(jìn)行厭氧發(fā)酵；

（3）將發(fā)酵后的上清液調(diào)節(jié)pH至7，然后自然靜沉1 h回收沉淀物，再將沉淀物加熱烘干，獲得藍(lán)鐵礦結(jié)晶。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為：

前述以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法中，步驟（2）中機(jī)械攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速為120~150 rpm/min。

前述以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法中，步驟（2）中投加的氯化鐵濃度為污泥濃縮樣品中總磷摩爾質(zhì)量的1.0~1.5倍。

前述以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法中，步驟（2）中所述的發(fā)酵pH控制在3~5。

前述以藍(lán)鐵礦的形式對(duì)剩余污泥中磷進(jìn)行回收的方法中，步驟（2）中所述的發(fā)酵溫度控制在25或35 ℃ 。