[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

本發明公開了一種利用難溶性鎂源回收廢水中磷的方法，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。所述方法將低成本難溶性鎂源用于活性炭生產廢水的預處理環節，應用廢水自身的酸度溶解難溶性鎂源，可同時達到定量、實時控制難溶性鎂源的投加和提升廢水pH的目的，降低整體廢水處理工藝的成本。

技術領域

本發明涉及污水處理與資源化技術領域，尤其涉及一種利用難溶性鎂源回收廢水中磷的方法。

背景技術

活性炭生產廢水中的磷濃度極高，主要源自活性炭漂洗和洗氣過程。為達到環保要求，企業需自行將廢水中的磷降至一定濃度，再排入污水管網送至工業廢水處理廠進行深度處理。常規的石灰中和法僅能保障出水磷達標，但沉渣為磷酸鈣和石灰的混合物，回用難度較大，最終僅能作為固體廢棄物進行處置，這對寶貴的磷資源是一種巨大的浪費。磷是一種不可再生資源，從廢水回收磷可實現磷污染治理和資源回收的雙重目的，不僅解決了企業的環保要求，所得的磷回收產品還可為企業帶來經濟效益，是一種集環境和經濟為一體的處理方法。

研究表明，鳥糞石結晶法是一種高效的磷回收方法，具備去除效果好、反應速率快、工藝簡單等特點，特別適用于高磷廢水的處理。然而，鳥糞石結晶法的藥劑成本是阻礙其廣泛應用的關鍵因素。隨著水溶性鎂源(如MgCl₂、MgSO₄等)和堿(如片堿)價格的日益攀升，傳統鳥糞石工藝的運行成本也隨之升高。國內外研究已經證實，使用難溶性鎂源(如MgO、Mg(OH)₂、MgCO₃等)可有效降低藥劑成本。

然而，活性炭生產廢水的水質(磷酸鹽濃度)波動較大，難溶性鎂源投加量與磷酸鹽濃度的不匹配會造成后續鳥糞石結晶系統運行的不穩定。而且，過量的鎂源投加除了增加藥劑成本，還會過度提升pH值，導致磷酸鹽沉淀，增加了后續管道堵塞的風險，也降低了鳥糞石產量。目前的工藝或方法中，難溶性鎂源的投加控制比較原始，響應時間較長，工藝條件控制困難，依然存在難溶性鎂源的浪費、無法連續化生產以及磷損失率較高的問題，且工業化應用較少。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種利用難溶性鎂源回收廢水中磷的方法，將低成本的難溶性鎂源用于活性炭生產廢水的預處理環節，應用廢水自身的酸度溶解難溶性鎂源，可同時達到定量、實時控制難溶性鎂源的投加和提升廢水pH的目的，降低整體廢水處理工藝的成本。

第一方面，本發明實施例提供一種利用難溶性鎂源回收廢水中磷的方法，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。

上述難溶性鎂源選自MgO、Mg(OH)₂、MgCO₃中的一種或兩種以上的組合。

水溶性鎂源選自MgCl₂、MgSO₄、鹽鹵中的一種或兩種。

可選地，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500-1000mg/L，1000-1500mg/L，1500-2000mg/L，2000mg/L以上；