一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法技术

本发明专利技术涉及肥料技术领域，具体为一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法，按元素质量浓度计，配方包括：氮元素45

【技术实现步骤摘要】
一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法


[0001]本专利技术涉及肥料
，具体为一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法。

技术介绍

[0002]随着石油、化工、食品和制药等行业的发展，以及人民生活水平的提高，工业废水和生活污水中氨氮的含量急剧上升。根据中国生态环境统计年报，2020年全国废水中氨氮排放量已达到98.4万吨。废水中的氨氮不仅极易引发水体富营养化造成水生生物的大量死亡，而且在硝化细菌的作用下可氧化为有毒的亚硝酸盐及硝酸盐，直接威胁人体健康。因此，如何对高氨氮废水进行处理以及进一步回收利用，是需要解决的技术问题。
[0003]目前，常见的氨氮脱除方法主要有吹脱(汽提)法、化学沉淀法、生物法和膜吸收法。膜吸收法因其具有高效的脱氮效率和氨氮回收率而受到关注。然而，回收得到的铵盐如何资源化利用成为一个新的科学任务。
[0004]CN110862182 A公开了一种垃圾渗滤液处理方法及装置，将垃圾渗滤液pH调节至10.5
‑
11.5后沉淀，采用膜吸收法对沉淀后得到的上清液进行处理。废水在平板膜外部流动，酸吸收箱中的酸吸收液通过蠕动泵在平板膜内部流动。通过调节废水pH和温度，废水中的铵根离子变为游离态氨，在膜两侧游离态氨浓度差的推动下，游离态氨穿过平板膜的膜孔，与酸吸收液中的氢离子发生反应并生成高浓度的铵盐溶液，并随着酸吸收液回到酸吸收箱中。酸吸收箱中的酸吸收液可循环使用，直至酸吸收箱中的铵盐饱和时可进行铵盐回收。
[0005]该方法能够有效降低废水中的氨氮，降低N/C比，以便后续处理。对于回收得到的铵盐溶液，若采用蒸发浓缩结晶的方法获得铵盐结晶，需要长时间加热、烘干，能源消耗大，且在加热结晶过程中硫酸铵会因热解有所损失。
[0006]叶面肥是一种用于植物叶面喷洒的肥料，通过叶面快速吸收到植物体内，大多作为农作物根系吸收水肥不良或需要特殊微量元素时的补充，促进农作物的生长发育。近年来随着施肥技术的发展，叶面肥作为快速补充养分和防止特殊元素缺失的肥料，已经被广泛应用于农作物施肥。叶面肥的制备需要大量的氮元素，同时需要添加多种其他营养元素。
[0007]本专利技术利用回收高氨氮废水中的氮元素制备叶面肥，不仅可以有效地实现高氨氮废水中氮元素的资源化利用，还为解决叶面肥制备中氮元素供应问题提供了新的思路。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法，采用膜吸收法回收高氨氮废水中的氮元素，将得到的氮元素用于制备叶面肥以有效解决上述背景中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法，其特征在于，步骤包括：
[0011](1)向高氨氮废水中添加碱液，将pH调节到10
‑
12，使废水中的NH
4+
转化为游离态NH3；采用膜吸收法，用膜内侧的硫酸溶液作为吸收液，吸收膜外侧的NH3，当硫酸吸收液中氨氮浓度达到20
‑
25g/L时，导出硫酸吸收液作为制备叶面肥的基础溶液；基础溶液为酸性的硫酸铵溶液；
[0012](2)向基础溶液中添加含磷、钾、镁、铁、铜和硼元素的盐，混合均匀；
[0013](3)用碱调节pH至4
‑
6。
[0014]优选的，步骤(1)所述的高氨氮废水中，氨氮的含量不低于1000mg/L。
[0015]优选的，步骤(2)中，硫酸吸收液的初始浓度为2
‑
5wt％，在吸收过程中，向硫酸吸收液中添加新的硫酸，保持吸收液中氢离子浓度在0.15mol/L以上。所添加的新的硫酸浓度为95.0
‑
98.3wt％。更优选的，吸收液中氢离子浓度保持在0.15
‑
0.2mol/L。
[0016]优选的，步骤(1)中，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或者氢氧化钙。
[0017]步骤(2)中，所述含磷元素的盐为磷酸二氢钾和磷酸氢二铵中的至少一种，优选为磷酸二氢钾和磷酸氢二铵；
[0018]所述含钾元素的盐为磷酸二氢钾；
[0019]所述含铜元素的盐为乙酸铜；
[0020]所述含铁元素的盐为乙二胺四乙酸铁钠；
[0021]所述含镁元素的盐为硝酸镁；
[0022]所述含硼元素的盐为硼酸。
[0023]优选的，步骤(3)中，所述的碱为氢氧化钾。
[0024]优选的，还包括步骤(4)：将步骤(3)所得到的溶液浓缩至其体积的40％
‑
60％，得到叶面肥。优选的，步骤(4)中，蒸发温度为45
‑
55℃。通过蒸发浓缩使溶液中水分快速蒸发，同时控制蒸发温度，避免温度过低或过高，影响叶面肥的质量。
[0025]所述的叶面肥中，按元素质量浓度计，包括：氮元素45
‑
80g/L，磷元素20
‑
25g/L，钾元素15
‑
25g/L，镁元素2
‑
5g/L，铁元素1
‑
2g/L，铜元素0.5
‑
1g/L，硼元素0.5
‑
1g/L。
[0026]一种叶面肥，通过上述方法制备，其组分包括氮元素、磷元素、钾元素、镁元素、铁元素、铜元素、硼元素。
[0027]其中，氮元素来源于高氨氮废水、磷酸氢二铵、硝酸镁和乙二胺四乙酸铁钠原料；磷元素源自磷酸二氢钾和磷酸氢二铵原料；钾元素源自磷酸二氢钾和氢氧化钾原料；镁元素源自硝酸镁原料；铁元素源自乙二胺四乙酸铁钠原料；铜元素源自乙酸铜原料；硼元素源自硼酸原料。
[0028]所述叶面肥为液体，易于被作物吸收。
[0029]使用时，将叶面肥用水稀释，获得稀释液，将稀释液均匀地喷施于作物叶面上。
[0030]优选地，上述叶面肥稀释倍数为500
‑
1000倍。叶面肥集中喷施在作物叶面上，直接被叶片吸收利用，无需经过土壤，因此少量的叶面肥就能够达到满意的效果。通过控制稀释倍数来控制叶面肥的浓度，避免浓度过低达不到补充作物营养的需求，浓度过高容易灼伤作物叶片。
[0031]本专利技术中涉及到的氮元素主要是采用膜吸收法从高氨氮废水中回收得到，所述膜吸收法是一种利用疏水微孔膜进行分离和回收的方法。氨氮在水中存在着解离平衡：NH
4+
+OH
‑
→
NH3↑
+H2O，当废水的pH升高时，上述平衡将会向右移动，NH
4+
将转化为游离态NH3，游离
态NH3可通过疏水微孔膜进入膜内侧，被硫酸吸收液吸收转化为硫酸铵，从而得到制备叶面肥的基础溶液。
[0032]所述疏水微孔膜为疏水的平板膜，可以使用例如CN110862182 A或者CN111939767A所公开的平板型脱氮膜。
[0033]叶面肥中各元素的具体作用如下：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法，其特征在于，步骤包括：(1)向高氨氮废水中添加碱液，将pH调节到10
‑
12，使废水中的NH
4+
转化为游离态NH3；采用膜吸收法，用膜内侧的硫酸溶液作为吸收液，吸收膜外侧的NH3，当硫酸吸收液中氨氮浓度达到20
‑
25g/L时，导出硫酸吸收液作为制备叶面肥的基础溶液；(2)向基础溶液中添加含磷、钾、镁、铁、铜和硼元素的盐，混合均匀；(3)用碱调节pH至4
‑
6。2.根据权利要求1所述一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法，其特征在于，步骤(1)所述的高氨氮废水中，氨氮的含量不低于1000mg/L。3.根据权利要求1所述一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法，其特征在于，步骤(1)中，硫酸吸收液的初始浓度为2
‑
5wt％，在吸收过程中，向硫酸吸收液中添加新硫酸，保持吸收液中氢离子浓度在0.15mol/L以上。4.根据权利要求1所述一种从高氨氮废水中回收氮元素制备叶面肥的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或者氢氧化钙。5.根据权利要求1所述一种从高氨氮废水中回收氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢心雨，饶品华，张文娟，李莉，蔡鑫宇，周旸，尹航，华银锋，严丽丽，王润锴，郝宗娣，张文启，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：