一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法
【專利摘要】一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法，屬于水污染控制與資源再生領(lǐng)域，是一種對(duì)含氮磷廢水處理與利用的方法。本發(fā)明所述方法為：應(yīng)用鳥糞石結(jié)晶法對(duì)廢水中的氮磷進(jìn)行回收，先調(diào)整廢水初始pH值至8.0~10.5，充分?jǐn)嚢?，加入一定量的鎂源進(jìn)行鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)，控制反應(yīng)pH在8.0~10.5和反應(yīng)時(shí)間在0.1~120min；反應(yīng)結(jié)束后，往溶液中加入酸將pH值降低0.5~3.0單位，即降低溶液pH值至7.5~10.0，混勻，即可提高鳥糞石顆粒的粒度。本發(fā)明在保證鳥糞石產(chǎn)率的前提下，通過(guò)降低水中pH值提高鳥糞石顆粒粒度，為減少鳥糞石流失量、保證廢水氮磷回收效率提供了簡(jiǎn)便、有效的方法。
【專利說(shuō)明】一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水污染控制與資源再生領(lǐng)域，是一種對(duì)含氮磷廢水的處理與利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廢水中氮磷的大量存在是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，已成為當(dāng)前重大的環(huán)境問(wèn)題之一。氮磷是所有生命形式不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素，也是重要的化工原料，特別是自然界中磷礦石資源的有限性，使得實(shí)現(xiàn)磷資源的循環(huán)利用十分必要。鳥糞石結(jié)晶法是將Mg2+加入到含有磷酸鹽和氨氮的污水中，反應(yīng)生成難溶的鳥糞石晶體(MgNH4P04*6H20)。鳥糞石結(jié)晶法不僅可以同時(shí)去除和回收氮、磷從而降低廢水中的氮磷負(fù)荷，而且回收的鳥糞石是一種高效的緩釋肥，可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生成上。
[0003]鳥糞石法回收廢水中氮磷時(shí)，鳥糞石晶體微粒細(xì)小的問(wèn)題對(duì)氮磷回收率的影響十分突出。鳥糞石晶體十分細(xì)小，難以從水中分離，隨出水流失極易造成出水水質(zhì)下降，且連續(xù)運(yùn)行會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備結(jié)垢及堵塞問(wèn)題。因此，提高鳥糞石顆粒粒度，能夠提高廢水氮磷回收的效率，對(duì)于鳥糞石法的推廣和應(yīng)用具有重要的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)鳥糞石法回收廢水中氮磷時(shí)鳥糞石晶粒細(xì)小的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種增大鳥糞石顆粒粒度，且易于實(shí)施的方法。所述方法通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):先調(diào)整含氮磷廢水初始pH值至8.0-10.5，充分?jǐn)嚢?，然后加入一定比例的鎂源(如MgC12、MgS04等)進(jìn)行鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)，滴加堿(如Na0H、K0H等)控制反應(yīng)的pH值在8.0-10.5和反應(yīng)時(shí)間在0.1-120 min進(jìn)行。反應(yīng)結(jié)束后，往溶液中加入酸(如HC1、H2S04等)，將pH值降低0.5~3.0單位，即降低溶液PH值至7.5^10.0，混勻。通過(guò)上述步驟即可提高廢水氮磷回收時(shí)鳥糞石顆粒的粒度。
[0005]本發(fā)明是在大量的試驗(yàn)測(cè)試及文獻(xiàn)調(diào)研分析上得出的，具體原理包括以下幾點(diǎn): (1)鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)與溶液中的構(gòu)晶離子(Mg2+、P043-和NH4+)的活度積有關(guān)，可用過(guò)
飽和度來(lái)判斷。按過(guò)飽和度的大小可將鳥糞石在水中的狀態(tài)分為不飽和態(tài)、亞穩(wěn)態(tài)和過(guò)飽和態(tài)。溶解度曲線下方為不飽和區(qū)，不可能發(fā)生結(jié)晶作用；溶解度曲線與過(guò)飽和度曲線之間為亞穩(wěn)區(qū)，溶液在無(wú)籽晶條 件下不會(huì)自發(fā)地發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)；過(guò)飽和度曲線上方為過(guò)飽和區(qū)(也叫‘不穩(wěn)區(qū)’)，溶液會(huì)自發(fā)發(fā)生鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)。鳥糞石法回收廢水中氮磷時(shí)，亞穩(wěn)區(qū)pH值7.5^8.0,過(guò)飽和區(qū)pH值8.0-10.5。在亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)，鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)不徹底，需要籽晶進(jìn)行誘導(dǎo)，得到的鳥糞石產(chǎn)率較低。因此，為了得到較高的鳥糞石產(chǎn)率，需控制溶液在過(guò)飽和區(qū)內(nèi)，此時(shí)值pH為8.0~10.5。
[0006](2)廢水氮磷回收時(shí)，過(guò)飽和區(qū)條件下(pH值8.0-10.5)生成的鳥糞石顆粒粒度較小。由于水中鳥糞石晶粒表面帶負(fù)電荷(-10 mv^-30 mv),降低pH值有利于提高鳥糞石表面電位，促進(jìn)鳥糞石晶粒的聚集，提高顆粒的粒度。[0007](3)先在過(guò)飽和區(qū)內(nèi)生成鳥糞石，然后將pH值降低0.5~3.0單位，此時(shí)溶液pH值
7.5~10.0，屬于亞穩(wěn)區(qū)或過(guò)飽和區(qū)內(nèi)，過(guò)飽和度仍在溶解度曲線之上，生成的鳥糞石不會(huì)溶解，在提高鳥糞石顆粒粒度的情況下，仍可保證較高的鳥糞石產(chǎn)率。
[0008]本發(fā)明所提供的廢水氮磷回收時(shí)提高鳥糞石顆粒粒度的方法，能夠在保證鳥糞石產(chǎn)率的前提下，通過(guò)降低水中PH值提高鳥糞石顆粒粒度，為減少鳥糞石流失量、保證廢水氮磷回收效率提供了簡(jiǎn)便、有效的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:
取NH4+和P043-濃度分別為10 mmol/L和3 mmol/L,初始pH值為7.0的養(yǎng)豬廢水，滴加NaOH調(diào)整pH值至9.0，充分?jǐn)嚢瑁缓蠹尤? mmol/L的Mg2+進(jìn)行鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)，控制反應(yīng)pH值9.0和反應(yīng)時(shí)間30min，激光粒度儀檢測(cè)此時(shí)鳥糞石顆粒粒度為90 μ m。反應(yīng)結(jié)束后，往溶液中加入HC1，將pH值降低至8.0，混勻，激光粒度儀檢測(cè)此時(shí)鳥糞石顆粒粒度為 190 μ m。 [0010]實(shí)施例2:
取NH4+和P043-濃度分別為8 mmol/L和4 mmol/L,初始pH值為7.2的養(yǎng)豬廢水，滴加NaOH調(diào)整pH值至9.5，充分?jǐn)嚢?，然后加? mmol/L的Mg2+進(jìn)行鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)，控制反應(yīng)pH值9.5和反應(yīng)時(shí)間30min，激光粒度儀檢測(cè)此時(shí)鳥糞石顆粒粒度為60 μ m。反應(yīng)結(jié)束后，往溶液中加入HCl，將pH值降低至9.0，混勻，激光粒度儀檢測(cè)此時(shí)鳥糞石顆粒粒度為 130 μ m。
[0011]實(shí)施例3:
取NH4+和P043-濃度分別為9 mmol/L和4 mmol/L,初始pH值為6.5的養(yǎng)豬廢水，滴加NaOH調(diào)整pH值至9.0，充分?jǐn)嚢瑁缓蠹尤? mmol/L的Mg2+進(jìn)行鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)，控制反應(yīng)pH值9.0和反應(yīng)時(shí)間30min，激光粒度儀檢測(cè)此時(shí)鳥糞石顆粒粒度為80 μ m。反應(yīng)結(jié)束后，往溶液中加入HC1，將pH值降低至8.0，混勻，激光粒度儀檢測(cè)此時(shí)鳥糞石顆粒粒度為 250 μ m。
【權(quán)利要求】
1.一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法，其特征在于所述方法步驟為:應(yīng)用鳥糞石結(jié)晶法對(duì)廢水中的氮磷進(jìn)行回收，先加堿調(diào)整廢水初始PH值至8.0-10.5，充分?jǐn)嚢?，加入一定量的鎂源進(jìn)行鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)，控制反應(yīng)pH值在8.0-10.5和反應(yīng)時(shí)間在0.1~120 min ;反應(yīng)結(jié)束后，往溶液中加入酸將pH值降低0.5~3.0單位，即降低溶液pH值至7.5^10.0，混勻，即可提高鳥糞石顆粒的粒度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法，其特征在于所述鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)的pH值8.0-10.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法，其特征在于鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)后投加酸降低溶液的PH值0.5^3.0個(gè)單位，即將溶液pH值降低至7.5^10.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法，其特征在于所述的酸可以是鹽酸、硝酸、硫酸、醋酸等各種類型的酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法，其特征在于所述的堿可以是NaOH、KOH等各種類型的堿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鳥糞石顆粒粒度的方法，其特征在于所述的鎂源可是MgCl2、MgO, Mg (OH) 2、MgS04、鹽鹵、海水等各種類型的含Mg化合物。
【文檔編號(hào)】C01B25/45GK103896237SQ201210571496
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】葉志隆, 陳少華, 葉欣, 沈穎, 林向宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所