[发明专利]一种赤泥基缓释肥的制备及同步回收废水氮磷的方法

说明书

本发明提供了一种赤泥基缓释肥的制备及同步回收废水氮磷的方法，将磷酸铵镁结晶和赤泥相结合对废水中氮磷进行同步回收，利用赤泥的晶种作用强化了磷酸氨镁结晶沉淀，可有效提高氮磷回收过程的出水水质；同时赤泥具有的巨大比表面积和丰富的金属氧化物组分能起到辅助氮磷回收作用。回收产物可做为氮磷缓释肥施用于花卉种植，提高土壤肥力。由于回收产物是赤泥和磷酸铵镁的结合体，赤泥本身含有Fe、Mg、k、Ca、Si和Zn等多种农作物必需的元素,能够补充土壤矿物质，从而更好的发挥氮磷缓释肥的肥效，破解最小养分定律，达到土壤营养平衡。

技术领域

本发明涉及工业矿渣及废水资源化处理，具体涉及一种赤泥基缓释肥的制备及同步回收废水氮磷的方法。

背景技术

氮、磷是农业生产必不可少的营养成分，同时也是造成水体富营养化的主要原因，高浓度含氮、磷废水的排放会对水体环境造成巨大危害。目前，传统去除水中氮、磷的方法主要包括化学沉淀法、物理法和生物法，但物理法和传统化学法成本高、技术复杂，生物法对于高浓度废水存在无法实现同步去氮、磷等技术难题，同时均难做到资源化回收利用。另一方面,磷矿作为不可再生的非金属矿产资源，具有不可再生循环的特性，随着工农业生产的需要，磷矿的短缺问题日益凸显。因此，从废水中回收氮、磷元素具有污染治理和资源再生利用双重作用。

相比较于传统的除磷技术难以回收磷，磷酸铵镁结晶法(MAP)能同时回收氨氮和磷酸盐，具有回收率高、操作工艺简单、反应时间短等优点。氮、磷回收产物可作为缓释肥料施用于农业生产和花卉种植，具有再利用价值，使得MAP结晶法成为一种集环境效应与经济效应为一体的水处理方法而备受关注。但是由于MAP晶体生长机制十分复杂，生成的MAP晶体非常细小，不易进行固液分离，工业化应用易堵塞管道和导致出水水质下降；另外MAP的生成过程还会释放氢离子增加对pH进行调控的成本，从而限制了该方法在工业上的应用。对于MAP结晶颗粒小、难沉淀问题，选择合适的载体增强其沉淀性能，并作为晶种破解结晶不良现象是一种合适的解决办法。对于强化MAP结晶沉降，载体的选择尤为关键。目前对于MAP晶种的选择大多为天然材料,采用固体废弃物与MAP结合，同时大量消耗固体废弃物的方式并未深入探究。

赤泥作为氧化铝生产过程中的副产物，含有丰富的孔隙结构和具有大的比表面积，并且含有大量CaO、Al₂O₃和Fe₂O₃等活性氧化物，常被用作吸附材料进行研究，已被证实对重金属阳离子和磷酸盐等阴离子具有较好吸附性能，良好的表面特性使得赤泥又兼具晶种的作用。另外由于赤泥含有较多农作物必需的Fe、Mg、k、Mn、Zn等元素，可将赤泥用于农业领域，可配制成硅钙农用肥促进农作物生长，也可作为基肥改良土壤。但是，赤泥本身是细碎的，应用于废水处理，面临着分离困难等问题；同时，施用农田也存在肥效单一，难以利用等缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种针对高浓度废水实现氮磷营养元素同步回收的水处理方法。采用赤泥为原料对其进行氧化镁负载,不仅能够增强MAP结晶沉淀、降低MAP的pH调控成本，还可辅助氮磷的去除，同时解决赤泥本身难沉降问题。另外，赤泥含有多种农作物必需的元素,经改性后本身可作为肥料。MAP与赤泥结合的产物，兼备硅钙农用肥和氮磷缓释肥的特性。选用赤泥作为MAP结晶载体具有改善土壤环境和大量消耗赤泥双重作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

提供一种赤泥基缓释肥的制备及同步回收废水氮磷的方法，包括以下步骤：

1)将赤泥原料投加到镁盐溶液中，进行振荡混合；将混合后的溶液缓慢加入到碱性溶液中，继续振荡得到出现凝胶沉淀；然后对其进行沉淀洗涤、过滤、干燥和破碎；最后送入马弗炉高温处理，得到氧化镁改性赤泥；

2)在高浓度氮磷废水中加入氧化镁改性赤泥，振荡；

3)停止振荡，使得回收产物充分沉降后，收集沉淀物；沉淀物经过滤、干燥后得到氮磷缓释肥。