[發明專利]一種利用難溶性鎂源回收廢水中磷的方法

有效

• 申請號: 202011305669.3
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112551659B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 葉欣;陳少華;吳俊斌;林向宇;王曉君
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C01B25/45;C02F101/10
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種利用難溶性鎂源回收廢水中磷的方法，其特征在于，所述方法包括預處理環節和磷回收環節，所述預處理環節包括：

（1）建立不同初始磷濃度的廢水的pH值與磷損失率之間的關系；

（2）根據生產要求的磷損失率對應得到實際生產時的廢水pH值；

（3）根據實際生產時的廢水pH值指導難溶性鎂源的投加量；

所述磷回收環節包括：在預處理后的廢水中投加水溶性鎂源、氨源和片堿，得到鳥糞石顆粒產品；

步驟（1）包括以下步驟：

根據初始磷濃度的不同，劃分不同的分區，分別為500-1000 mg/L，1000-1500 mg/L，1500-2000 mg/L，2000 mg/L以上；

向廢水中投加不同量的難溶性鎂源，檢測并記錄實時的磷損失率和廢水pH值；

繪制磷損失率-廢水pH值的對應曲線，擬合曲線得到不同初始磷濃度的廢水對應的pH值與磷損失率之間的關系式，關系式如下：

在500 C₀≤1000 mg/L時，pH = 0.5183×η + 2.8546；

在1000 C₀≤1500 mg/L時，pH = 0.1425×η + 4.8601；

在1500 C₀≤2000 mg/L時，pH = 0.0174×η + 5.7775；

在C₀2000 mg/L時，pH = 0.0295×η + 4.9316；

所述磷損失率根據下式計算得到：

式中，C₀為廢水的初始磷濃度，C_P為預處理完成后廢水的磷濃度；

所述廢水pH值為預處理過程中，使用pH計實時檢測到的廢水pH值。

2.根據權利要求1所述的回收廢水中磷的方法，其特征在于，上述關系式是在實施預處理環節的連續實驗的基礎上，擬合得出的，具體實驗方法如下：

（a）測定進水廢水的磷濃度作為初始磷濃度，以Mg與P摩爾比1：1的比例，向廢水中投加難溶性鎂源；

（b）間隔2-6小時，同時測定進水和出水的磷濃度，并以此為基礎計算并記錄進水Mg/P摩爾比和磷損失率η，通過pH計檢測并記錄對應的pH值；

（c）設置磷損失率10%為調控參數，當磷損失率高于10%時，減少難溶性鎂源的投加量，當磷損失率低于10%時，增加難溶性鎂源的投加量；

（d）重復上述步驟（b）-（c）；

（e）將所得的數據進行統計，根據進水廢水的磷濃度進行分區，擬合不同分區下平均磷損失率與平均pH值的對應關系。

3.根據權利要求1所述的回收廢水中磷的方法，其特征在于，上述步驟（2）中，所述生產要求的磷損失率為0.1-10%。

4.根據權利要求1所述的回收廢水中磷的方法，其特征在于，上述步驟（3）中，所述根據實際生產時的廢水pH值指導難溶性鎂源的投加量的方法是，在所述預處理環節中，向廢水投加難溶性鎂源，使用pH計實時監測廢水的pH值，并與預設廢水pH值比較，根據實時pH值的升高或降低，相應的減少或增加難溶性鎂源的投加量。

5.根據權利要求1-4任一項所述的回收廢水中磷的方法，其特征在于，所述回收廢水中磷的方法使用投加難溶性鎂源的裝置，所述裝置包括投料部分、pH反饋控制系統、攪拌槽和流化床，所述投料部分包括第一儲料槽、第二儲料槽和螺桿輸送泵，第一儲料槽、第二儲料槽分別通過投料管道連接攪拌槽和流化床；所述螺桿輸送泵的螺桿貫穿第一儲料槽的底部，用于將第一儲料槽內部的難溶性鎂源逐步投加進入攪拌槽；所述攪拌槽的出水口連接流化床的進料口；所述pH反饋控制系統通訊連接螺桿輸送泵和位于攪拌槽內的pH計。

6.根據權利要求5所述的回收廢水中磷的方法，其特征在于，所述第一儲料槽分為儲料區和出料區，儲料區為倒錐形，開口形狀為方形或圓形，儲料區底部與出料區頂部相連，出料區底部設有出料口，所述螺桿輸送泵的螺桿貫穿出料區底部，螺桿從出料口伸出。

7.根據權利要求6所述的回收廢水中磷的方法，其特征在于，所述第一儲料槽還包括若干個振打器，所述振打器安裝于儲料區的外側壁上，在振打器與儲料區的側壁之間設有橡膠層；

所述pH反饋控制系統包括相互連接的pH控制器和調頻器，所述pH控制器預設pH值與螺桿輸送泵頻率之間對應關系的控制程序，pH控制器連接pH計，調頻器連接螺桿輸送泵；所述pH計用于測定攪拌槽中廢水與難溶性鎂源混合后的pH值，并將pH值傳輸到pH控制器，pH控制器根據上述控制程序實時調節調頻器的輸出頻率，進而控制螺桿輸送泵的給料速率，實現廢水pH值與難溶性鎂源給料的實時聯動控制。