含磷废水和氨氮废水的综合处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含磷废水和氨氮废水的综合处理方法，包括以下步骤：调节含磷废水的pH值至8.5～9.5，先在氨氮废水加入镁盐、再调节pH值至8.5～9.5，将调节后含磷废水和调节后氨氮废水导入反应罐中搅拌反应，镁离子与磷酸根离子的摩尔比为1.05:1～1.15:1；所得的反应液进行沉淀处理，沉淀处理所得的下层沉淀压滤，得到鸟粪石。本发明专利技术提供的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法通过大幅提升鸟粪石沉淀反应中氮磷比例，促进磷酸根完全反应，以达到废水中磷的基本除尽。

Comprehensive treatment of wastewater containing phosphorus and ammonia nitrogen

【技术实现步骤摘要】
含磷废水和氨氮废水的综合处理方法
本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种含磷废水和氨氮废水的综合处理方法及所用装置。
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：针对仅含氨氮废水，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)；针对仅含磷废水，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。针对既含氨氮又含磷的废水，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；氨氮废水是指氮元素以铵根(NH4+)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含磷废水和氨氮废水的综合处理方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种含磷废水和氨氮废水的综合处理方法，包括以下步骤：(1)调节含磷废水的pH值至8.5～9.5，得调节后含磷废水；(2)先在氨氮废水加入镁盐，直至加入镁盐后的氨氮废水中的镁离子与铵根离子的摩尔比为1:2～1:20；再调节pH值至8.5～9.5，得调节后氨氮废水；(3)将步骤(1)所得的调节后含磷废水和步骤(2)所得的调节后氨氮废水导入反应罐中，所得混合废水作为反应体系，反应体系中镁离子与磷酸根离子的摩尔比为1.05:1～1.15:1；搅拌反应10～30min；搅拌反应过程中，始终控制反应体系pH值维持在8.5～9.5；(4)将步骤(3)所得的反应液进行沉淀处理；沉淀处理所得的下层沉淀压滤(用泵导出至压滤机压滤)，得到鸟粪石固体。作为本专利技术的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法的改进，还包括如下的步骤(5)：将步骤(4)沉淀处理所得的上层清液和压滤所得的滤液进行合并，将合并后所得的废水导出至氨氮吹脱装置，氨氮吹脱装置产生的氨气引入用于存储氨氮废水的氨氮废水存储罐内。氨氮吹脱产生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。作为本专利技术的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法的进一步改进：所述步骤(5)中，氨氮吹脱条件为pH＝10～12，温度为30℃，气液比为5000；可采用氢氧化钠来调节pH值。即，在上层清液中利用氢氧化钠调节pH＝10～12，然后控制温度为30℃，通入空气，所述空气与上层清液的体积比为1:5000。作为本专利技术的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法的进一步改进：所述步骤(1)、(2)和(3)中采用氢氧化钠来调节pH值。作为本专利技术的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法的进一步改进：所述步骤(3)的搅拌速度为100～1000rpm。作为本专利技术的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法的进一步改进：步骤(4)沉淀处理(静置)时间3～5h。作为本专利技术的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法的进一步改进：所述镁盐为氯化镁、硫酸镁。针对鸟粪石沉淀法去除磷氮，目前现有的常规思维都是将废水中的磷和氮的摩尔比尽量调节到1:1左右，以使磷和氮都能得到较多除去。但实际上废水中总有一部分氮和磷由于浓度之积达不到鸟粪石的溶度积常数而残留在废水中。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，即在反应过程中，氨氮是大大过量的。其优势是通过增加氨氮的浓度而使磷氮镁的浓度之积达到鸟粪石的溶度积常数，从而首先使磷完全沉淀，保证废水中的残留磷满足废水排放的标准。过量的氨氮则采用氨氮吹脱方法除去；但通常氨氮吹脱得到的氨气还需要采用硫酸等介质进行收集，得到硫酸铵等产品。本专利技术对此的技术改进是将氨氮吹脱得到的氨气直接通入氨氮废水存储罐，继续用于鸟粪石沉淀的原料，免去了用硫酸吸收氨气的麻烦。因此，氨氮吹脱与鸟粪石沉淀即组成了一个完整的闭环运行。虽然在一次鸟粪石沉淀中，氨氮只有一小部分反应成为沉淀，但经过多次循环利用，整体的氨氮利用率即会得到大大提高。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的处理工艺直接采用磷废水和氨氮废水作为鸟粪石沉淀中磷和氮的来源，无需另外购买添加磷酸盐或铵盐。通过增加氨氮浓度促进磷的基本除尽(鸟粪石沉淀中氮原料的大大过量以除尽磷)，无需进一步处理磷。过量氨氮则采用氨氮吹脱方式处理；吹脱所得的氨气直接用酸性的氨氮废水来吸收，重复利用；氮和磷均以鸟粪石沉淀形式被回收。本专利技术提供的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法通过大幅提升鸟粪石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尽；反应中过量氨氮通过空气吹脱方法以氨气形式重新进入反应体系，进行回用，提高了氨氮的整体利用率。废水中的氮磷元素形成鸟粪石，无需额外添加氮源或磷源，节省药剂投入成本。采用本专利技术的方法处理废水，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是本专利技术含磷废水和氨氮废水的综合处理方法工艺流程、装置示意图。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：实例1、一种含磷废水和氨氮废水的综合处理装置，包括含磷废水存储罐1、氨氮废水存储罐2、反应罐3、沉淀罐4、氨氮吹脱塔5、压滤机6；含磷废水存储罐1设有含磷废水进口，氨氮废水存储罐2上分别设有镁源进口、氨氮废水进口和气体进口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含磷废水和氨氮废水的综合处理方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)调节含磷废水的pH值至8.5～9.5，得调节后含磷废水；/n(2)先在氨氮废水加入镁盐，直至加入镁盐后的氨氮废水中的镁离子与铵根离子的摩尔比为1:2～1:20；再调节pH值至8.5～9.5，得调节后氨氮废水；/n(3)将步骤(1)所得的调节后含磷废水和步骤(2)所得的调节后氨氮废水导入反应罐中，所得混合废水作为反应体系，反应体系中镁离子与磷酸根离子的摩尔比为1.05:1～1.15:1；搅拌反应10～30min；/n搅拌反应过程中，始终控制反应体系pH值维持在8.5～9.5；/n(4)将步骤(3)所得的反应液进行沉淀处理；/n沉淀处理所得的下层沉淀压滤，得到鸟粪石。/n

【技术特征摘要】
1.含磷废水和氨氮废水的综合处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)调节含磷废水的pH值至8.5～9.5，得调节后含磷废水；
(2)先在氨氮废水加入镁盐，直至加入镁盐后的氨氮废水中的镁离子与铵根离子的摩尔比为1:2～1:20；再调节pH值至8.5～9.5，得调节后氨氮废水；
(3)将步骤(1)所得的调节后含磷废水和步骤(2)所得的调节后氨氮废水导入反应罐中，所得混合废水作为反应体系，反应体系中镁离子与磷酸根离子的摩尔比为1.05:1～1.15:1；搅拌反应10～30min；
搅拌反应过程中，始终控制反应体系pH值维持在8.5～9.5；
(4)将步骤(3)所得的反应液进行沉淀处理；
沉淀处理所得的下层沉淀压滤，得到鸟粪石。


2.根据权利要求1所述的含磷废水和氨氮废水的综合处理方法，其特征在于还包括如下的步骤(5)：
将步骤(4)沉淀处理所得的上层清液和压滤所得的滤液进行合并，...

【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