利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法，包括以下步骤：(1)、先调节氨氮废水的pH值至11.0～12.0，进行空气吹脱，分别得氨气和残液；(2)、向含磷废水中加入镁盐，并通入步骤(1)或步骤(3)产生的氨气，然后搅拌反应；(3)、步骤(2)所得的反应液静置；将沉淀压滤，得鸟粪石；将压滤所得的滤液和上清液合并后所形成的合并液，代替氨氮废水，重复所述步骤(1)。本发明专利技术将氨氮吹脱工艺制备的氨气直接通入鸟粪石沉淀反应体系中，通过大幅提升沉淀反应中氮磷比例，促进磷酸根完全反应，达到废水中磷的基本除去。

Treatment method of nitrogen and phosphorus recovery from ammonia and phosphorus containing wastewater

【技术实现步骤摘要】
利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法
本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法。
技术介绍
鸟粪石，又称六水合磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)，是一种常温时在水中具有较低溶解度的白色晶体矿物，当水中镁离子、铵根离子以及磷酸根离子浓度之积超过磷酸铵镁的溶度积常数时，就会自发结晶生成鸟粪石结晶沉淀。鸟粪石属于资源型物质，是一种优异的缓释肥料，也可以用于药品添加剂、饲料添加剂和建筑材料等领域。采用“鸟粪石沉淀法”已成为去除废水中氮磷元素既生态环保又兼具经济效益的良好选择。采用“鸟粪石沉淀”原理的应用方式包括：针对仅氨氮废水，需向废水中另投入当量以上的磷酸盐和镁盐，从而降低废水中氮含量(如专利CN102336504A；CN103288242A)；针对仅磷酸废水，则需向废水中另投入当量以上的铵盐和镁盐(如专利CN102690000A)，两种情形下的药剂投入成本均较高。针对既氨氮又含磷的废水，由于废水中的氮磷比例难以满足同时去除的要求，除另投入一定镁盐外，仍然需要补加磷酸盐或铵盐(如专利CN108057414A)或者残留氮或磷采用生化处理方式处理(如专利CN108002661A)。除此之外，针对高浓度的废水(例如磷酸根离子或氨氮离子均大于500mg/L)，以上处理方式仍然难以将氮、磷浓度降低达到排放标准，仍需进行后续处理，难以获得具有竞争力的综合效益。在CN108057414A中，铵根离子和磷酸根离子的摩尔比大约在20:1左右，铵根离子较多，但此方法中认为此为缺陷，因此该方法补加了一定的磷酸根离子，以使P:N≈0.87～1.06。由于各种废水的处理难度不一，将企业生产流水线上的各类废水分类导出再处理是发展趋势。氨氮废水和含磷废水均是工农业生产中常见的单一废水。尚未见同时利用仅含氨氮废水和仅含磷废水分别作为氮源和磷源的“鸟粪石沉淀”应用方法。例如，目前的现有技术采用鸟粪石除氨氮时，所加的磷均为购买的磷酸盐；而除磷时，所加的氨氮均为购买的氯化铵等。含磷废水是指磷元素以磷酸根(PO43-)、磷酸一氢根(HPO42-)、磷酸二氢根(H2PO4-)或磷酸(H3PO4)的一种或多种形式存在的废水。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法，包括以下步骤：(1)、先调节氨氮废水的pH值至11.0～12.0，进行空气吹脱；分别得氨气和残液；(2)、向含磷废水中加入镁盐，并通入步骤(1)或步骤(3)产生的氨气，直至所得的反应体系中镁与磷的摩尔比为1.05:1～1.15:1，氮与磷的摩尔比为2:1～20:1；将反应体系调节pH值至8.5～9.5，搅拌反应10～30min；(3)、步骤(2)所得的反应液静置2～20h，分别得沉淀(位于下层)和上清液(位于下层)；将沉淀压滤(用压滤机)，得鸟粪石(固体)；将压滤所得的滤液和上清液合并后所形成的合并液，代替氨氮废水，重复所述步骤(1)。即，此步骤中，压滤所得的滤液和上清液合并后也为：先将pH值至11.0～12.0，然后进行空气吹脱；分别得氨气和残液。在本专利技术中，可用泵导出至氨氮吹脱装置进行空气吹脱。作为本专利技术的利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法的改进：所述步骤(2)中的镁盐为硫酸镁或氯化镁。作为本专利技术的利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法的进一步改进：氨氮吹脱的条件：温度为30℃，气液比为4000。即，对已调节pH值至11.0～12.0的氨氮废水/合并液，控制温度为30℃，通入空气，所述空气与该废水的体积比为1:4000。作为本专利技术的利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法的进一步改进：所述步骤(2)中的搅拌速度为100～1000rpm。作为本专利技术的利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法的进一步改进：采用氢氧化钠来调节pH值。常规的鸟粪石沉淀思路是将反应体系中镁、氮、磷的摩尔比调节至1:1:1左右，从而尽量将氮磷除去，但实际情况很难同时将氮和磷除尽至满足排放标准。常规的氨氮吹脱思路是吹脱出的氨气必须要采用硫酸等介质吸收后形成硫酸铵等物质，再去进一步利用氨氮。本专利技术采用逆向思维，将废水中氮和磷的摩尔比调节至远大于1:1，在反应过程中，创造性地将氨氮吹脱出的氨气直接通入反应体系进行鸟粪石沉淀，控制通入的氨气使得反应体系中的氨氮大大过量，从而将磷完全除尽至达到排放标准。本专利技术的专利技术目的，一方面是处理含磷废水，一方面是回收氮磷，即，利用氨氮废水提供氨气，且将含磷废水中的磷转化成鸟粪石。处理废水的效果是以含磷废水中磷的除尽程度来体现，目前现有的常规鸟粪石处理方法难以将磷酸根含量降低到<1mg/L，而本专利技术能实现处理后所得的合并液中磷酸根含量≤0.33mg/L。在本专利技术中，镁源加入含磷废水，通入氨气后再调节pH，可防止先调节pH可能会导致的生成磷酸镁情况的出现。本专利技术不直接利用氨氮废水进行鸟粪石沉淀反应，而是先通过氨氮吹脱的方法将氨气吹出，进入含磷废水中进行反应。反应中的氮磷比例通过调节通入氨气的量来实现。本专利技术步骤1)所得的残液如果满足标准就可直接排放，否则需要进行进一步生化处理；此为公知常识，因此本专利技术中不再进行详细表述。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提出了氨氮吹脱与鸟粪石沉淀的新组合工艺，本专利技术充分利用氨氮废水和含磷废水分别作为氮源和磷源进行沉淀反应，本专利技术将氨氮吹脱工艺制备的氨气直接通入“鸟粪石沉淀”反应体系中，通过大幅提升沉淀反应中氮磷比例，促进磷酸根完全反应，达到废水中磷的基本除去；鸟粪石沉淀反应残液中的过量氨氮通过吹脱方法再次以氨气形式重新进入反应体系(如步骤3所述)，进行回用，提高了氨氮的整体利用率；氨气在一定程度上还可以调节反应的pH值，降低反应时碱液的用量。采用本专利技术的方法处理磷废水，可使废水中磷含量达到《污水综合排放标准》的二级标准(即，≤1.0mg/L)。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是本专利技术利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法工艺流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：某工厂氨氮废水产生量120吨/天，废水中氨氮(以氮元素计，下同)含量2500mg/L，pH值为1～2，含磷废水产生量100吨/天，废水中磷酸根(以磷元素计，下同)含量4800mg/L，pH值为1～2。下文中用于调节pH值的氢氧化钠为氢氧化钠饱和水溶液。实施例1、利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法，包括如下步骤：步骤一：取1吨氨氮废水先调节氨氮废水的pH值至12.0后，按一定的流量通入空气吹脱塔进行空气吹脱，吹脱温度为30℃，气液比为4000；经检测，吹脱残液的氨氮含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)、先调节氨氮废水的pH值至11.0～12.0，进行空气吹脱，分别得氨气和残液；/n(2)、向含磷废水中加入镁盐，并通入步骤(1)或步骤(3)产生的氨气，直至所得的反应体系中镁与磷的摩尔比为1.05:1～1.15:1，氮与磷的摩尔比为2:1～20:1；/n将反应体系调节pH值至8.5～9.5，搅拌反应10～30min；/n(3)、步骤(2)所得的反应液静置2～20h，分别得沉淀和上清液；/n将沉淀压滤，得鸟粪石；/n将压滤所得的滤液和上清液合并后所形成的合并液，代替氨氮废水，重复所述步骤(1)。/n

【技术特征摘要】
1.利用氨氮废水和含磷废水回收氮磷的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、先调节氨氮废水的pH值至11.0～12.0，进行空气吹脱，分别得氨气和残液；
(2)、向含磷废水中加入镁盐，并通入步骤(1)或步骤(3)产生的氨气，直至所得的反应体系中镁与磷的摩尔比为1.05:1～1.15:1，氮与磷的摩尔比为2:1～20:1；
将反应体系调节pH值至8.5～9.5，搅拌反应10～30min；
(3)、步骤(2)所得的反应液静置2～20h，分别得沉淀和上清液；
将沉淀压滤，得鸟粪石；
将压滤所得的滤液和上清液合并后所形成的合并液，代替氨氮废水，重复所述步骤(1)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：江华，张志恒，谢文革，蔡金芳，
申请(专利权)人：浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司，浙江理工大学，浙江嘉利盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33