[发明专利]一种提高猪场沼液磷回收效率的方法及其系统

说明书

本发明属于养殖业废弃物中营养物质回收技术领域，公开一种提高猪场沼液磷回收效率的方法及其系统。该方法将含沼渣的猪场沼液泵入超声预处理池中，在搅拌状态下对猪场沼液沼渣混合液超声处理，得上清液A和沉淀物A；将上清液A泵入MAP处理池中，通过底部的微孔曝气管道进行曝气，投加氧化镁脱硫废渣作为镁源，并通过碱溶液调节pH至9.5～10，通过曝气后，进行MAP沉淀反应，得上清液B和沉淀物B；将上清液B泵入后续生化池作为后续生化处理的进水，结晶沉淀后泵入MAP沉淀干燥池，通过生物干化，产物可作MAP磷肥产品。该方法释磷效果提高109.31％；PO₄^3‑‑P回收率可达98.9％，磷的回收效果明显，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于养殖业废弃物中营养物质回收技术领域，更具体地，涉及一种提高猪场沼液磷回收效率的方法及其系统。

背景技术

地球上可开采磷资源正在逐渐减少，猪场沼液中含有大量的磷和氮，同时也是污染元素。因此，研究猪场废水氮磷去除和回收技术对于环境保护和资源化再利用具有双重意义。

目前，磷酸铵镁沉淀法是被认为最有前景的磷回收工艺，因为在去除磷的同时，还产生一种有价值的缓释肥料鸟粪石结晶。国内外用磷酸铵镁沉淀法从猪场沼液中回收磷的相关研究已经有很多，其中Song et al(Nutrients removal and recovery fromanaerobically digested swine wastewater by struvite crystallization withoutchemical additions)的研究中，磷回收效率为85％；Liu et al(Recovery of nitrogenandphosphorus by struvite crystallization from swine wastewater)回收效率为65％；Ichihashi和Hirooka(Removal and recovery of phosphorus as struvite fromswine wastewater using microbial fuel cell)的研究也是在79-82％，这些研究中都只是利用了沼液上清液中的磷，并没有把沼渣中的磷所利用起来，造成沼液磷回收利用率偏低，而且试验中通常通过添加NaOH来调节pH值并采用MgCl₂和MgSO₄等这些纯化学药品作为镁源，从而造成磷回收成本高，限制了MAP工艺的实际应用。

超声波是一种能够在水中产生声空化，形成高剪切力作用于水中物质的辅助技术，通常应用于剩余污泥的减量化。相关研究表明经过超声波处理能够有效的破坏污泥结构，释放胞内和胞外物质，从而使磷酸盐从固相中释放出来。但超声应用于猪场沼液(含沼渣污泥)中使沼渣释放更多的磷到上清液中以增强磷回收，在国外研究中都没有相关报道；镁源的选择上，研究人员也找到了一些低品位含镁材料，如菱镁矿热解产物、卤水、海水NF浓缩物、菱镁矿、氧化镁等，但是这些镁源替代品在反应操作过程中会出现各种问题，如更多的固体残渣、新的离子污染、Mg²⁺含量较低等。氧化镁脱硫废渣(MDWR)来源于燃煤电厂烟气氧化镁脱硫工艺，现在是作为固体废物被填埋或倾倒，但其主要成分是MgSO₃和MgSO₄，是一种用于磷回收的很好的镁源。其中我们团队中林焕嘉就曾把MDWR作为镁源用于脱氨氮预处理，氨氮去除率能达到60％，化学成本节省29.17％，效果很好，但是用于磷回收未见报道。因此，选择MDWR作为镁源既能够提供大量镁源降低成本，又可以防止MDWR二次污染，废物利用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种提高猪场沼液磷回收效率的方法，该方法利用超声波预处理把沼渣中的磷释放出来，用氧化镁脱硫废渣(MDWR)作为镁源，并通过曝气，提高其pH值，降低碱溶液的投加量，进行MAP反应回收沼液中的磷资源。主要目的在于提高猪场沼液磷的回收率，降低磷回收工艺成本、为MAP工艺实际应用提供一种经济上可行的低成本创新新型工艺。