本发明专利技术公开了一种从城市污泥厌氧消化液中回收磷的方法。它包括：将质量比为１∶５～４０的粉煤灰和水混合搅拌静置后制得浸出液；城市污泥经过厌氧消化后，取上清液进行加酸酸化调节溶液ｐＨ值预处理；按初始反应钙磷摩尔比为０．５～３．３∶１混合浸出液和预处理后的消化液；调节反应ｐＨ值至７．５～１１．０，搅拌反应５～１２０ｍｉｎ，获得磷酸钙盐沉淀物。本发明专利技术巧妙地利用粉煤灰浸出液提供钙源，从污泥厌氧消化液中以磷酸钙盐形式回收磷，浸出液中富含氢氧根离子，减少碱的投加量，同时获得高纯度的回收产品，既能从污泥与粉煤灰两种废弃物中回收出具有经济价值的产品，又能减轻后续污水处理的磷负荷，还能扩展浸出后粉煤灰的利用途径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种回收磷的方法，尤其涉及一种从城市污泥厌氧消化液中回收 磷的方法。
技术介绍
磷矿作为一种不可再生的矿产资源，在我国，总的磷矿资源仅能维持70年 左右。国土资源部已将磷矿石列为2010年后不能满足国民经济发展的20种矿石 之一。同时磷是引起水体富营养化的主要因素之一，随着大量含磷的生活污水、 工业废水排入江河湖泊中，增加了水体营养物质含量，其直接后果为水体富营养 化，引起藻类疯长，导致鱼类、贝类等水族动物因缺氧而死亡，从而加速水体老 化进程，使水体失去渔业、旅游业价值，导致一系列严重后果。在城市污水处理过程中，尤其是污水生物处理过程中会产生大量富含磷的污 泥，我国城市污水处理厂的初沉污泥、活性污泥中磷的含量(以P20s计)分别 为1~3%、 0.78~4.3%。通过有效的方法，使磷从城市污泥中释放出来并以一定形 式加以回收，这不仅为城市污水处理厂污泥处理处置和资源化开辟了一个新的方 向，而且对保证污水厂的正常运行，减轻水体富营养化程度，改善城市水环境质 量，促进磷资源的可持续利用具有重要意义。据文献报道，国内外对于富磷废水回收的工艺方法有沉淀法、结晶法、电渗 析法、离子交换法等，这些方法或者磷回收效率不高，或者回收工艺成本高，未 能得到广泛应用。目前国内外研究最多的是以磷酸f丐盐沉淀和磷酸铵镁结晶形式 进行磷回收。以磷酸铵镁结晶形式回收磷需要寻找经济合适的镁源，同时确定合 适的回收工艺条件，以获得较高的磷回收率和含磷量高的产品，这方面还需进一 步研究；以磷酸钙盐沉淀形式回收磷需要理想的钙源，Ca(OH)2乳浊液作为钙源 利用效率较低，而CaCl2作为钙源，回收成本较高，所以迄今为止一直未找到理 想的钙源。
技术实现思路
专利技术目的针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种从城市污 泥厌氧消化液中回收磷的方法，选取并采用一种富含钙离子，价廉易得的钙源， 以获得以磷酸钙盐沉淀形式进行磷回收的优化工艺条件，获得含磷率高、纯度高 的产品。技术方案为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为 ，包括以下步骤(1) 将质量比为1:5~40的粉煤灰和水混合，搅拌速度50 400rpm，搅拌 0.5~4h;静置后取上清液，过滤去除悬浮颗粒物，制得浸出液；其中，粉煤灰中 的游离氧化钙(f-CaO)含量为1.70~3.40%,浸出液中钙离子浓度为640~1500mg/L;(2) 城市污泥经过厌氧消化后，取上清液，进行过滤去除悬浮颗粒物和加 酸酸化调节溶液pH值至3.5~4.2预处理；G)按初始反应钙磷摩尔比为L0 3.33:l混合步骤(1 )的浸出液和步骤(2) 预处理后的消化液；加入碱溶液调节反应pH值至7.5-11.0，搅拌反应5 120min， 获得磷酸钙盐沉淀物；(4)控温103 105。C，烘干步骤(3)的磷酸钙盐沉淀物。步骤(1)中，优选工艺粉煤灰与水的质量比1:8~15，搅拌速度200 300rpm， 搅拌L0 1.5h，静置时间1(M6h。歩骤(1)中，釆用孔径为0.45微米的滤膜过滤去除悬浮颗粒物。歩骤(1)中，所述的粉煤灰，优选进行预处理，即为经过100 200目筛 分选后，控温103 105。C，烘干l 2h。步骤(1)中，所述的水采用自来水即可，使用蒸馏水或其他纯度更高的水， 也可以，若使用，则会增加成本。歩骤(2)中，为去除消化液中碳酸盐在回收过程产生的干扰影响，可采用 浓度不小于5.9mol/L的盐酸酸化，同时调节消化液pH值至pH4.3以下，优选调 至3.5 4.2;或采用曝气吹脱消化液中C02后，再加入盐酸酸化；还可以仅使用 曝气吹脱消化液中co2，这种方法不能够把碳酸盐去除完全。步骤(2)中，采用孔径为0.45微米的滤膜过滤去除悬浮颗粒物。步骤(3)中，碱溶液可以为NaOH溶液，其浓度为1.0~4.0mol/L。也可以 采用KOH溶液。步骤(4)中，所述获得的磷酸钙盐沉淀物含磷率以？205计为28~44%。目前火力发电在我国依然占据主要的地位，燃煤电厂为减少燃煤过程中S02 的排放，常采用炉内喷钙炉后加湿活化脱硫工艺，排放的粉煤灰富含钙。本专利技术 采用的粉煤灰主要化学成分见下表。粉煤灰化学成分(％)化学成分质量百分含量化学成分质量百分含量化学成分质量百分含量50.50~54.33Cr2030.021~0.023Fe2033.14-5.14MnO0.027~0.190BaO0.064-0.120A120322.05~29.44烧失量3.98~4.30f-CaO1.70~3.40K201.37~1.7240.86'-1.97Na200.15~0.88MgO0.536-1.390CaO7.46 '15.19Ti020.卯~1.10一方面，燃煤电厂排放的粉煤灰，其中游离氧化钙(f-CaO)的含量为 1.70 3.40%，经过预处理后与自来水按一定比例混合，搅拌一定时间，静置后， 取上清液经过过滤后去除悬浮颗粒物，获得高浓度的钙离子，同时含有少量的 Na+、 K+、NH/和C厂离子，含有较高浓度硫酸根离子，Na+浓度在11.0~35.0mg/L， K+浓度在4.0~6.5mg/L， NH/浓度在0.30~10.0mg/L， Cl—浓度在35.0~50.0mg/L、 S(V—浓度在890.0~1050.0mg/L，几乎不含Pb、 Cd、 Cr等重金属离子，能够满足 为以磷酸钙盐形式回收磷提供钙源的要求。另一方面，由于粉煤灰中含有较高比 例的游离氧化钙，因此在建材制品、建筑工程、公路工程、农业应用等方面有一 定的限制，富含游离氧化钙的粉煤灰经过自来水浸出后，游离氧化钙进入上清液， 能够有效降低粉煤灰中游离氧化钙量，从而满足其在多领域的广泛应用。城市污泥经过厌氧消化后，上清液呈微黄色，经过孔径为0.45微米的滤膜 过滤后去除悬浮颗粒物，同时为去除消化液中碳酸盐在回收过程产生的干扰影 响，可以采用曝气和加酸酸化的方法调节消化液pH值，从而达到去除消化液中 碳酸盐的目的。污泥厌氧消化液经过上述处理后，主要含有丰富的溶解性磷酸盐，同时含有较高浓度的氯离子、钠离子和铵根离子，含有少量的钙和镁离子，cr浓度在800.0~1020.0mg/L ， Na+浓度在50.0~70.0mg/L ， NH4+浓度在 200.0~460.0mg/L， Ca"农度在66.0~110.0mg/L， Mg"浓度在14.0~22.0mg/L，几乎不含碳酸盐。将粉煤灰浸出液按不同的初始反应钙磷摩尔比加入到污泥厌氧消化液中，然 后采用NaOH溶液逐滴加入，调节反应pH值，当pH值达到7.5以上时，体系 开始发生磷酸钙盐沉淀，随着不同的反应pH值，发生不同程度的反应。以磷酸 钙盐形式回收磷，其基本反应原理如下式所示mCa2+ + xH2P04_ + yHP042— + zP043—+ nOH— — CamH (2X+y)(P04)(x+y+z)(OH)n 其中最易沉淀形成的是羟基磷灰石Ca5(P04)3(OH)。投加富含钙离子的溶液作为钙源，与污泥厌氧消化液生成的磷酸钙盐主要为 羟基磷灰石，简称HAP， 25X:时其溶度积为Ks产l(T559，同时还有其他形式的磷 酸钙盐，如CaHPCV2H20(二水磷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从城市污泥厌氧消化液中回收磷的方法，其特征在于：包括以下步骤 （１）将质量比为１∶５～４０的粉煤灰和水混合，搅拌速度５０～４００ｒｐｍ，搅拌０．５～１２ｈ；静置后取上清液，过滤去除悬浮颗粒物，制得浸出液；其中，粉煤灰中的游离氧化钙 含量为１．７０～３．４０％，浸出液中钙离子浓度为６４０～１５００ｍｇ／Ｌ； （２）城市污泥经过厌氧消化后，取上清液，进行过滤去除悬浮颗粒物和加酸酸化调节溶液ｐＨ值至３．５～４．２预处理； （３）按初始反应钙磷摩尔比为０．５～３． ３∶１混合步骤（１）的浸出液和步骤（２）预处理后的消化液；加入碱溶液调节反应ｐＨ值至７．５～１１．０，搅拌反应５～１２０ｍｉｎ，获得磷酸钙盐沉淀物； （４）控温１０３～１０５℃，烘干步骤（３）的磷酸钙盐沉淀物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梅翔，王磊，孙庆瑶，陈建华，王金梅，黄河，杨旭，黄永胜，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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