[发明专利]天然矿物对富营养化水体或污水除磷的方法

说明书

技术领域

本发明属于环保矿物材料和矿物的循环利用的环境保护领域，特指两种天然矿物混合物对富营养化水体或污水除磷的方法。

背景技术

磷是水体富营养化的主要诱导因子，所以在应对日益严重的全球富营养化问题的过程中，首先应注重对磷的控制。

在发达国家，对污水中磷的处理非常重视，尤其注重在工业废水和城市生活污水的处理过程中，对磷的回收利用；并已经研制了相对成熟的回收工艺——以磷的无机矿物质鸟粪石(磷酸铵镁MgNH₄PO₄6H₂O，俗称鸟粪石或MAP)和磷酸钙技术为主。例如，意大利的Treviso污水处理厂，在污泥脱水上清液线路上安装了MAP(俗称鸟粪石)结晶回收装置，回收率为54％，该工艺已于2001年投入生产性运行；英国Slough污水处理厂，用MAP沉淀装置处理污泥脱水上清液，并于2002年投产，对可溶性磷酸盐的回收率为80％；荷兰Geestmerambacht污水厂采用Crystalactor技术回收磷酸钙。

在我国，许多学者从不同的角度对除磷和磷循环利用进行了研究，但是，多数仍停留在实验室的研究阶段。主要参考文献：

①汪慧贞，王绍贵.以磷酸钙盐形式从污水厂回收磷研究.中国给水排水，2006，122(9)：93～96；

②孙博雅，陈洪斌，2007.污水处理磷回收的研究进展.四川环境，26(1)：90～94。

目前，发达国家采用的磷矿物除磷(回收磷)方法存在以下问题：

①发达国家采用的鸟粪石和磷酸钙(磷灰石)矿物回收方法主要应用在对工业废水和城市生活污水除磷过程中磷的回收，但无法对富营养化水体(例如富营养化湖泊水体、农村分散式生活污水、景区富磷水体)中的磷进行去除和循环利用。

②以鸟粪石的形式除磷(回收磷)是通过投加MgCl等化学试剂，缺点是运行成本很高，而且要求在较高的pH值(pH＞9)背景下运行(这在自然界水体中是不可能的)，所以，应用的前景有待进一步研究。

③以磷酸钙(磷灰石)的形式除磷(回收磷)是通过投加Ca(OH)₂，NaOH等化学试剂，不仅成本较高，也同时存在运行条件要求苛刻的问题，难以进行自然界富磷水体的规模化生产运行。

发明内容

本发明提供了一种用天然矿物对富营养化水体或污水除磷的方法；除磷(回收磷)百分率在89-95％或更高，并且运行的条件要求低，不仅能够用于城市污水的除磷(回收磷)，还可以应用于富营养化湖泊水体，农村分散式污水，大、中、小型的富营养化景观水体的除磷、回收磷。

技术方案：

分别称取粒径在300～500目的方解石和石膏的粉末混合物，按4∶1～15∶1的比例混合成总质量在5～10g的混合矿物粉末，置于100mL锥形瓶中，加入初始磷浓度10mg/L～2mg/L的溶液，pH调节到7～7.5，放入恒温振荡器中，转速为150转/min，温度为30℃，反应时间为10～12小时。

且根据富磷水体初始磷浓度的不同，本发明的上述技术方案分为两种：

1)对较高初始磷浓度的溶液(4mg/L～10mg/L之间)而言：将方解石和石膏的粉末按4∶1～10∶1的质量比混合成总质量在8～10g的混合矿物粉末置于100mL锥形瓶中，上述条件下反应10～12小时后取出，取其上清液，用钼酸铵分光光度法测其磷的浓度。

2)对较低磷初始浓度的溶液(2mg/L左右)而言：将方解石和石膏的粉末按6∶1～15∶1的质量比混合成总质量在4～5g的混合矿物粉末，置于100mL锥形瓶中，上述条件下反应10～12小时后取出，取其上清液，用钼酸铵分光光度法测其磷的浓度。

有益效果

对较高初始磷浓度的溶液(4mg/L～10mg/L之间)而言，除磷百分率为90％-95％；对较低初始磷浓度的溶液(2mg/L左右)而言，除磷百分率为89％-91％，处理后的溶液磷平衡浓度在0.2mg/L。

该工艺除磷百分率高，并使得相应水体趋向中性化(pH值趋近7.5左右)发展，使水体优化，又不会形成二次污染，成本低廉，使用方便。

本发明与国外现有工艺相比的优点是：以廉价的天然矿物进行混合配比，不需要添加任何化学药剂，不仅能够用于城市污水的除磷(回收磷)，还可以应用于富营养化湖泊水体，农村分散式污水，大、中、小型的富营养化景观水体的除磷、回收磷。

具体实施方式：

实施例1.