[发明专利]一种鸟粪石循环结晶法强化脱氮并回收氮磷的方法及装置

说明书

本发明涉及一种鸟粪石循环结晶法强化脱氮并回收氮磷的方法及装置领域。所述方法包括如下步骤：将氯化钠溶液和鸟粪石晶体加入电解池中，为电解装置通5伏～12伏电压的直流电，调节pH值为8～10，通过曝气装置曝气头向电解池中通入空气，反应150分钟后，得到含镁盐和磷酸盐的固液混合电解产物；将经过砂滤系统过滤的高浓度氨氮废水通过导管导入电解池中，与得到的含镁盐和磷酸盐的固液混合电解产物混合，调节pH值为8～10，置于室温下搅拌120分钟，得到沉淀的鸟粪石固体和废水；当氨氮的去除率下降，溶液中氨氮浓度无变化或溶液中氨氮浓度升高时停止循环。本发明最大的有益效果为可重复利用鸟粪石晶体的电解产物即可实现高氨氮废水中氮磷的资源化回收。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种鸟粪石循环结晶法强化脱氮并回收氮磷的方法及装置领域。

背景技术

氮、磷是生命物质不可缺少的元素之一，同时，磷还是地球上不可再生的有限资源。对于大多是高氮磷废水而言，若没有通过预处理，会导致生物处理系统处理负荷过高而产生运行问题。而传统的化学脱氮除磷工艺则无法解决化学产泥量大、氮磷资源回收再利用的弊端。因此，为了实现从氮磷废水中回收氮、磷，既可以改善水体富营养化的问题，也可以实现氮磷的回收再利用，因而受到广泛关注。

通过各种形式回收氮磷元素的方法中,鸟粪石结晶法由于其氮磷含量高并可直接或间接作为缓释肥料，不会对植物根系造成伤害,并且其难溶于水的特性不会导致水体富营养化,因此非常适合作为园林、苗圃等植被的磷肥,也可以制成清洁剂、化妆品和动物饲料。

目前，国内外对氮磷废水的处理方法主要有生物法、物理方法和化学方法。生物法主要采用A-O工艺,该工艺虽然较为成熟但大多适用于较低浓度氨氮废水(氨氮浓度小于200mg/L)的处理,浓度大于1000mg/L的氨氮废水会对该方法中的硝化细菌产生严重抑制作用，并且会产生大量的污泥。物理方法虽较适合处理氮磷废水,但其处理成本较高、操作严格且易引起二次污染。化学法主要有折点氯化法、化学沉淀法等，但其投药成本较高、且易产生新的化学污染。

鸟粪石又称六水合磷酸铵镁(MgNH₄PO₄·6H₂O)，是一种难溶于水的白色晶体矿物，呈正菱形晶体结构。0℃时的溶解度仅为0.023g/L，当水中Mg²⁺、NH₄⁺、以及PO₄^3-在水中的离子溶度积大于2.5×10^-13时，就会自发结晶产生鸟粪石沉淀。

鸟粪石结晶法处理氮磷废水，其基本原理为：向氮磷废水中加入溶解性的镁盐和磷酸盐，使之与废水中的氮磷反应生成磷酸铵镁沉淀。已有的研究表明，以鸟粪石结晶法处理含高浓度氮磷的屠宰场废水，可使氨氮和磷的去除率均达到90％以上；处理化肥厂的高浓度氮磷废水，可使氨氮和磷的去除率均达到95％以上，氮磷的回收率达到80％。

鸟粪石结晶法处理高浓度氮磷废水的成本较高,主要的处理成本在于沉淀药剂镁盐和磷酸盐的费用。根据文献报道,鸟粪石结晶法处理垃圾填埋渗滤液费用为3.89～7.10元/m³,与其他处理方法相比成本较高

发明内容

本发明的目的是公开一种电解鸟粪石循环结晶法强化脱氮并回收废水中氮磷的方法及装置，该方法不仅对高浓度氨氮废水具有很好的脱氮效果，并且可以将氨氮和磷以鸟粪石的形式回收并循环利用，达到对环境和经济都有益的效果。

本发明是这样实现的：

一种鸟粪石循环结晶法强化脱氮并回收氮磷的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将氯化钠溶液和鸟粪石晶体加入电解池中，为电解装置通5伏～12伏电压的直流电，调节pH值为8～10，通过曝气装置曝气头向电解池中通入空气，反应150分钟后，得到含镁盐和磷酸盐的固液混合电解产物，关闭电源；