[发明专利]一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法

说明书

本发明“一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法”，属于生活污水处理技术领域。所述一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法包括：以水镁石粉做晶种进行磷酸铵镁结晶反应。本方法结回收得到的晶反应沉淀物中呈斜方形晶体的主要成分是六水合磷酸铵镁，其晶体粒径50μm，且纯度高于95％。

技术领域

本发明属于生活污水处理技术领域，尤其是涉及一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法。

背景技术

氮磷是农作物生长过程中最重要的营养元素，但在当前世界各国尤其是我国，磷资源紧张，与此同时，水体富营养化也是水污染中的棘手问题。含氮磷污水的排放以及城市化进程的加快，使得我国水污染防治的压力越来越大。

研究资料表明，居民生活污水主要由粪便水、洗涤水组成，其中粪便水被称为黑水，由于生活污水中97％的氮、90％的磷来源于黑水(屎尿)，而黑水的体积仅占生活污水总量的1-2％，因此，相对于生活污水混合处理，对于体积小且氮磷浓度高的黑水单独收集处理，更容易实现资源化利用。

对于黑水的处理方法有发酵法和化学法两种，其中发酵法时间较长，容易使氮素损失，产生的气味会对周围大气环境产生一定的影响，且厌氧发酵后的废水仍含有高浓度氮、磷等污染物，具有很大局限性。化学法按照功能主要分为：(1)单独回收氮或磷的方法，如氨吹脱与吸收液吸收的方法回收废水氨氮，投加钙盐或铁盐通过磷酸钙、磷酸铁等结晶沉淀回收废水磷；(2)同时回收氮磷的方法，如投加镁盐，促进废水铵根、磷酸根和镁离子形成磷酸铵镁结晶沉淀的方法。就污染物去除及氮磷资源回收的功能而言，磷酸铵镁结晶沉淀法可同时回收氮磷元素，更具有优势。另外，磷酸铵镁结晶沉淀，可以作缓释肥料使用，利用价值较高。

目前已有利用磷酸铵镁结晶法回收畜禽粪便污水中氮磷的相关研究，但针对居民黑水进行单独回收氮磷资源的研究相对较少，部分研究利用磷酸铵镁结晶法回收尿液中的氮磷资源，无法充分利用粪便中的氮和磷，同时，传统单一的磷酸铵镁结晶法存在镁盐、磷酸盐投加量较大，药剂成本高，回收率低，晶体生长缓慢，形成的沉淀粒径较小，固液分离困难等问题。因此，提供一种经济可行、操作性强，可从居民黑水中高效回收氮磷元素的方法，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是针对城市居民黑水，提供一种高效同步回收氮磷资源的方法，本方法将居民黑水与城市污水处理厂剩余污泥混合处理，充分利用剩余污泥中含有的高浓度的磷资源，弥补居民黑水中氮磷浓度差距大，需要外加大量磷源的高成本问题。另外，本发明采用磷酸铵镁结晶法与矿物材料相结合的方法，最大限度回收黑水中氮磷资源的同时克服磷酸铵镁结晶法药剂成本高、回收率偏低、粒径较小、固液分离困难等问题，提升磷酸铵镁晶体后续作为肥料的可利用性。

本发明提供一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法，主要技术方案如下：

一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法，其特征在于，包括：以水镁石粉做晶种进行磷酸铵镁结晶反应。

所述的一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法还包括：在进行所述磷酸铵镁结晶反应之前，将黑水与剩余污泥混合进行预处理。

所述的一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法还包括：将所述磷酸铵镁结晶反应得到的固液混合态加入钙基膨润土吸附溶液中残余氮磷的同时将磷酸铵镁晶体进一步粘结成团。

所述的一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法还包括：所述吸附粘结得到的固液混合物通过固液分离得到氮磷回收产物。

所述磷酸铵镁结晶反应包括：根据从所述厌氧消化预处理后得到的含有氮磷资源的上清液中的氨氮、镁离子及磷酸盐浓度按比例投加镁盐和磷源，并投加水镁石粉做晶种、镁源、pH调节剂；

优选地，Mg:N:P的投加量按照摩尔比0.8∶1.2∶1-1∶1.5∶1；优选1:1.3:1；