[發明專利]一種污泥灰渣無害化處理及制備含磷產物的方法

在審

• 申請號: 202210509112.4
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114873576A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 許云峰;房楊帆;曲陽威;陸聰慧;錢光人
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C01B25/455
• 分類號: C01B25/455;C01B25/32;C01B25/45;C01B25/36;C01B25/37;B09B3/35;B09B3/40;B09B3/70;B09B3/80
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 羅宇智

本發明公開了一種污泥灰渣無害化處理及制備含磷產物的方法，包括以下步驟：將污泥灰渣與堿溶液以一定的比例混合，通過磁力攪拌的方式使其混合均勻，反應完成后進行分離得到殘渣與上清液；殘渣烘干研磨過篩后，將殘渣與氯化鎂或氯化鈣放置在馬弗爐中進行共焚燒處理，并將共焚燒產物與上清液混合調節pH即可獲得具有高磷含量、高生物利用性磷和低重金屬含量的含磷產物。本發明方法可實現污泥焚燒灰中磷資源的高效回收以及污泥灰渣的減量化，同時所得含磷產物重金屬含量遠遠低于規定限值，具有良好的工業化應用前景。

技術領域

本發明涉及固體廢棄物資源化利用技術領域，具體為一種污泥灰渣無害化處理及制備含磷產物的方法。

背景技術

磷是一種對于動植物生長不可缺少的產物質營養元素，在農業和工業生產中起著至關重要的作用。磷在自然界中的來源主要是磷礦石的開采，據估計，世界范圍內至少在200年內將不會形成新的天然磷礦床。隨著世界人口的增加，人類生活對磷的需求將越來越大，為了緩解磷資源短缺問題，探究從各種富含磷的廢物流中回收磷且經濟有效的方法尤為重要。污泥作為城市污水處理的主要副產物，富集了污水中90％的磷，被認為是最具有前景的磷源。

污泥焚燒處理能將有機物完全碳化，具有較好的減容和減重效果，余熱可用于發電或供熱，因此焚燒處理被認為是目前污泥處理處置最徹底、快捷的方法。焚燒產生的污泥灰渣是一種富含P₂O₅、SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO和大量重金屬的粉狀材料，其具有較高的P₂O₅含量，通常在10-25.7％的范圍內，因此建立污泥灰中磷回收的方法具有重要意義。現有技術中，產生的污泥灰渣大多被進行填埋處理，從而產生了資源浪費。

污泥灰渣中磷回收的主要方法是是濕化學法和熱化學法，濕化學提取法能有效地將污泥灰渣中的磷釋放到液相中，但在該過程中部分重金屬會共同浸出，同時濕化學提取法存在成本高這一瓶頸問題。熱化學法通過在高溫下發生的一系列化學反應將污泥灰渣中的重金屬和磷分離，然而熱化學法得到的產物含磷量通常較低，因此熱化學法制備的污泥產物作為磷肥應用受限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種污泥灰渣無害化處理及制備含磷產物的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種污泥灰渣無害化處理及制備含磷產物的方法,其特征在于：包括以下步驟：

A)將污泥灰渣放入燒杯中，然后加入設定濃度的堿液作為浸提劑，浸提至少1h后，得到上清液與固體物質混合物，然后通過過濾或離心等方法分離上清液及固體物質，固體物質進行洗滌后放入烘箱中烘干，上清液可重新浸提新的污泥灰渣；

B)將烘干后的固體物質進行研磨過篩，然后將所得固體物質轉移到坩堝中，并加入設定比例的氯化鈣或氯化鎂，攪拌均勻，將坩堝放置在馬弗爐中，進行共焚燒處理，通過設置馬弗爐的參數，來控制混合樣品焚燒條件；

C)在焚燒處理結束后，取出坩堝，將焚燒產物研磨，并過篩。稱取一定比例的焚燒產物放置于上清液中，固體物質-氯化鎂焚燒產物需外加NH₄⁺，使用酸調節pH，pH至少要低于11，混合均勻，振蕩一定時間并靜置足夠時間，使用離心或過濾分離出固相產物，固相產物烘干即為合成的新型含磷產物。

優選的，所述步驟A)中，所述堿液采用氫氧化鈉；所述氫氧化鈉的濃度大于0.5M。

優選的，所述步驟A)中，氫氧化鈉與污泥灰渣以液固比為5:1～50:1的比例進行混合。

優選的，所述步驟A)中，上清液重復使用大于等于三次。

優選的，所述步驟A)中，將混合均勻的混合物放入烘箱中，在不高于105℃條件下烘干不超過12h。