[发明专利]一种从污水厂化学除磷污泥中同步回收磷和铁的方法

说明书

本发明公开了一种从污水厂化学除磷污泥中同步回收磷和铁的方法，包括以下步骤：在曝气除磷池中投加亚铁盐，通过曝气对亚铁离子进行在线氧化，使磷以磷酸铁的形式沉淀，曝气后混合液通过膜过滤进行固液分离，沉淀物被膜截留，形成污泥混合液；将所得污泥混合液进行污泥浓缩；将产出的浓缩污泥进行厌氧反应，利用厌氧微生物降解污泥中的有机物；投加硫酸将处理后的污泥进行酸化，投加单质铁进行还原反应；一级分离得到少量固体残渣和含有亚铁离子与磷酸根离子的清液；向所得清液投加氢氧化钠，调节pH值；二级分离得到亚铁溶液和磷酸亚铁固体。本发明能够使除磷剂与磷同步回收，并获得高价值的磷酸亚铁产品。

技术领域

本发明涉及污泥资源化与水处理领域，特别是涉及一种从污水厂化学除磷污泥中同步回收磷和铁的方法。

背景技术

磷是不可再生的资源之一，是农业生产不可缺少的营养元素，据统计，80％以上的磷用于化肥生产。地球上可经济开采的无杂质磷矿仅够人类使用不足50年，“磷危机”已成为当今人类社会必须面对的重大危机之一。从含磷废水、固废中回收磷是解决“磷危机”的一个重要途径。在欧洲许多国家，污水厂的磷回收已成为法规强制要求。

通过化学沉淀方法回收磷是其资源化的主要方法，当前主流的磷回收技术，比如鸟粪石(MgNH₄PO₄·6H₂O)沉淀法，该方法需要投加镁盐或同时投加镁盐与铵盐，且需要较高的pH值(9～10)，从而需要投加碱度，该方法成本较高，且只适用于磷浓度较高的环境。再比如羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)沉淀法，该方法投加的化学药剂是氧化钙或氢氧化钙，药剂成本较低，但产生羟基磷灰石需要较高的pH值(8～10)，且钙磷比(Ca²⁺/PO₄^3-)在4～6，因此，这一方法得到磷沉淀物夹杂较多氢氧化钙、碳酸钙，难以分离提纯。铝盐及三价铁盐是混凝除磷的主要化学药剂，具有同步实现混凝与除磷的效果，但其产生的化学污泥成分复杂，使磷的资源化回收难度大。

综上，回收成本与最终回收产品的纯度是制约磷回收效益的两大主要问题，也是当前技术存在问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从污水厂化学除磷污泥中同步回收磷和铁的方法，能够使除磷剂与磷同步回收，并获得较高纯度的资源化产品，解决污水处理厂磷回收存在的成本较高或纯度较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种从污水厂化学除磷污泥中同步回收磷和铁的方法，包括以下步骤：

S1：氧化除磷与膜分离

在曝气除磷池中，按Fe/TP(总磷)摩尔比M为1.0～3.0投加亚铁盐，通过曝气对亚铁离子进行在线氧化，使磷以磷酸铁的形式沉淀，曝气后混合液通过膜过滤进行固液分离，氢氧化铁与磷酸铁等沉淀物被膜截留，形成污泥混合液；

所述曝气，其曝气量不低于0.15g O₂/g Fe(II)；

所述在线氧化，调节其氧化过程pH≥7.0，氧化时间为0.5～1.5h；

所述膜过滤，膜截留的污泥混合液的污泥浓度控制在2～10g/L。

S2：沉淀浓缩

步骤S1所得污泥混合进行污泥浓缩，将污泥浓度提高至10g/L以上；

S3：有机物降解

将步骤S2产出的浓缩污泥进行厌氧反应，利用水解酸化菌、硫酸还原菌(SRB)、铁还原菌(IRB)等厌氧微生物降解污泥中的有机物，实现污泥有机组分的减量，厌氧反应的污泥停留时间(SRT)为1～10天；

S4：酸化还原