一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法技术

本发明专利技术公开一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，具体步骤为：干化处理蓝藻并破碎，置于焚烧炉内灰化燃烧得到蓝藻焚烧灰；利用酸浸提法将蓝藻中的磷溶出，过滤得滤液待用；边低速搅拌边向滤液中投加铵盐和镁盐；添加碱液调节反应液的pH值至8.0‑10.5，过滤回收沉淀物，干燥后即得鸟粪石结晶产物。整体步骤简单易操作，反应周期短，且磷回收过程中全程密闭，最大限度的减少了臭气的产生，在回收磷的同时制备出的产物鸟粪石可用作高效缓释肥和医药原材料，最终实现打捞蓝藻的减量化、无害化、资源化处置。

A method of recovering phosphorus from cyanobacteria in the form of struvite

【技术实现步骤摘要】
一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法
本专利技术涉及固废处置和资源再生
，具体涉及一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法。
技术介绍
在一些营养丰富的水体中，蓝藻常于温度较高的夏季进行大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而且又腥臭味的浮沫，称为"水华"，大规模的蓝藻爆发，被称为"绿潮"。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生微囊藻毒素，大约50％的绿潮中含有大量微囊藻毒素。微囊藻毒素除了直接对鱼类、人畜产生毒害作用之外，也是肝癌的重要诱因。常见的蓝藻处理方法是先大规模打捞蓝藻，再将其与多种其他物质混合堆肥，制成有机肥料以实现蓝藻的资源再利用。但是这种处理方式有较为明显的缺陷，具体表现在处理周期长，占地面积大，堆肥过程中产生的臭气的处置难度大等，如处理不当，甚至会有二次污染的风险。实际上，蓝藻中含有较为丰富的磷元素，含量高达10-25mg/g，而磷作为地球上最重要的元素之一，是一种难回收的不可再生矿物资源，对各种生命形式的影响极大，是动植物不可或缺的营养元素，当今磷资源匮乏的现状使得从固废资源中再生提取利用磷的工作显得尤为重要。因此，如能提出一种简单高效的从蓝藻中提取磷的方法，能以磷含量丰富的蓝藻为磷元素的提取底物进行磷的高效回收利用，且解决常规处理方式带来的周期长、占地大及臭气处置难等问题，将具有非常重要的经济价值和现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的蓝藻处置方法的不足，提高一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，过程简单，缩短了蓝藻处置的周期，且磷回收过程中全程密闭，最大限度的减少了臭气的产生，实现了对打捞蓝藻的减量化、无害化、资源化处置。为了实现上述技术目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，具体过程包括：1)对打捞的蓝藻进行干化处理，破碎干化脱水后的蓝藻，置于焚烧炉内灰化燃烧得到蓝藻焚烧灰；2)向蓝藻焚烧灰中加入酸浸提液，充分搅拌，利用酸浸提法将蓝藻中的磷溶出，过滤得滤液待用；3)边低速搅拌边向滤液中投加铵盐和镁盐；4)添加碱液调节反应液的pH值至8.0-10.5，过滤回收沉淀物，干燥后即得鸟粪石结晶产物；鸟粪石结晶的反应原理如下：式中，PO43-为蓝藻焚烧灰中酸浸出的无机磷形态，NH4+和Mg2+为外投入的氨源和镁源；经过焚烧和强酸浸提，蓝藻生物膜被破坏，失去活性，蓝藻中的磷以PO43-形式释放至水相中，经过固液分离，与氨源及镁源反应，在碱性条件下，即可得到鸟粪石结晶。进一步地，步骤1)中对蓝藻进行灰化处理的温度为450-900℃，灰化处理时间为2-4h。进一步地，步骤2)中所用到的酸浸提液的选择范围包括硫酸、盐酸和硝酸，酸浸提液的浓度≥0.5mol/L，投入酸浸提液后控制液固比大于50。进一步地，步骤3)中，铵盐和镁盐的投加量以物质的量比计，保证n(N):n(P)＞3.2，n(Mg):n(P)＞1.0。进一步地，步骤3)中，铵盐的选择范围包括氯化铵和硫酸铵在内的化合物。进一步地，步骤3)中，镁盐的选择范围包括硫酸镁和六水氯化镁在内的化合物。进一步地，步骤4)中，碱液的选择范围包括NaOH和KOH，控制pH值在8.0-9.0之间。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术提供一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，步骤简单易操作，反应周期短，且磷回收过程中全程密闭，主要过程可在密封反应罐中进行，最大限度的减少了臭气的产生，在回收磷的同时制备出的产物鸟粪石可用作高效缓释肥和医药原材料，最终实现对打捞蓝藻的减量化、无害化、资源化处置；2.制得的鸟粪石结晶呈无色、白色、淡黄色或棕色，其纯度以及析出量受pH影响，pH范围在8.0-10.5时，鸟粪石的纯度可达到90％以上，析出量较大，磷回收效率高；3.从蓝藻焚烧灰中浸提出的磷与氨盐和镁盐反应后，在低速搅拌条件下即成核，反应条件温和，制备成本低，各种离子组成晶体，形成晶胚，其成长期短，组成晶体的离子可快速地结合到晶胚上，形成鸟粪石沉淀。附图说明图1为一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法的操作流程图。具体实施方式以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。为了能缩短蓝藻的资源化利用周期，提高利用效率并缓解当今地球磷资源匮乏的现状，本实施方式中主要提供了以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，将产物鸟粪石用作高效缓释肥和医药原材料，可最终实现对打捞蓝藻的减量化、无害化、资源化处置，该方法的具体操作流程如图1所示。实施例11)对打捞的蓝藻进行干化处理，具体可采用气浮、压力、风干或晒干的方式进行干化，干化后蓝藻的含水率低于5％，破碎干化脱水后的蓝藻，置于焚烧炉内于450℃下灰化燃烧2h后得到蓝藻焚烧灰；2)向蓝藻焚烧灰中加入1mol/L的硫酸浸提液，充分搅拌2h，过滤得滤液，待用；3)边低速搅拌边向滤液中按照n(N):n(P):n(Mg)＝5:1:1.6的物质的量比投加氯化铵和氯化镁；4)添加NaOH溶液调节反应液的pH值至9.0，过滤回收沉淀物，干燥后即得鸟粪石结晶产物，最终磷回收率为98.01％。实施例21)对打捞的蓝藻进行干化处理，具体可采用气浮、压力、风干或晒干的方式进行干化，干化后蓝藻的含水率低于5％，破碎干化脱水后的蓝藻，置于焚烧炉内于450℃下灰化燃烧2h后得到蓝藻焚烧灰；2)向蓝藻焚烧灰中加入0.5mol/L的硫酸浸提液，充分搅拌2h，过滤得滤液，待用；3)边低速搅拌边向滤液中按照n(N):n(P):n(Mg)＝5:1:1.6的物质的量比投加氯化铵和氯化镁；4)添加NaOH溶液调节反应液的pH值至8.0，回收沉淀物，干燥后即得鸟粪石结晶产物，最终磷回收率为99.85％。实施例31)对打捞的蓝藻进行干化处理，具体可采用气浮、压力、风干或晒干的方式进行干化，干化后蓝藻的含水率低于5％，破碎干化脱水后的蓝藻，置于焚烧炉内于450℃下灰化燃烧2h后得到蓝藻焚烧灰；2)向蓝藻焚烧灰中加入0.5mol/L的盐酸浸提液，充分搅拌2h，过滤得滤液，待用；3)边低速搅拌边向滤液中按照n(N):n(P):n(Mg)＝3.2:1:1.2的物质的量比投加氯化铵和氯化镁；4)添加NaOH溶液调节反应液的pH值至8.5，回收沉淀物，干燥后即得鸟粪石结晶产物，最终磷回收率为99.88％。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点。但是以上所述仅为本专利技术的具体实施例，本专利技术的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在不脱离本专利技术的技术方案下得出的其他实施方式均应涵盖在本专利技术的专利范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，其特征在于，具体过程包括：/n1)对打捞的蓝藻进行干化处理，破碎干化脱水后的蓝藻，置于焚烧炉内灰化燃烧得到蓝藻焚烧灰；/n2)向蓝藻焚烧灰中加入酸浸提液，充分搅拌，利用酸浸提法将蓝藻中的磷溶出，过滤得滤液待用；/n3)边低速搅拌边向滤液中投加铵盐和镁盐；/n4)添加碱液调节反应液的pH值至8.0-10.5，过滤回收沉淀物，干燥后即得鸟粪石结晶产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，其特征在于，具体过程包括：
1)对打捞的蓝藻进行干化处理，破碎干化脱水后的蓝藻，置于焚烧炉内灰化燃烧得到蓝藻焚烧灰；
2)向蓝藻焚烧灰中加入酸浸提液，充分搅拌，利用酸浸提法将蓝藻中的磷溶出，过滤得滤液待用；
3)边低速搅拌边向滤液中投加铵盐和镁盐；
4)添加碱液调节反应液的pH值至8.0-10.5，过滤回收沉淀物，干燥后即得鸟粪石结晶产物。


2.如权利要求1所述的一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，其特征在于，步骤1)中对蓝藻进行灰化处理的温度为450-900℃，灰化处理时间为2-4h。


3.如权利要求1所述的一种以鸟粪石形式回收蓝藻中磷的方法，其特征在于，步骤2)中所用到的酸浸提液的选择范围包括硫酸、盐酸和硝酸，酸浸提液...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖，程庆霖，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32