一种处理双甘磷母液废水并回收其中氮磷的方法技术

一种处理双甘磷母液废水并回收其中氮磷的方法，在提供充足的氧气和合适的氧气压力的条件下，通过加热使含双甘磷和／或亚磷酸根的双甘磷母液废水升高至一定的温度，来进行双甘磷母液废水的氧化过程，达到去除ＣＯＤ、将有机磷和亚磷酸根转化为磷酸根以及将有机氮转化为氨氮的目的。将经过以上氧化处理后的双甘磷母液废水过滤或者离心去除沉淀，加入碱性物质将其ｐＨ调节到ｐＨ７－ｐＨ１０的范围并向其中投加适量的镁盐，生成磷酸镁铵沉淀（ＭｇＮＨ↓［４］ＰＯ↓［４］.６Ｈ↓［２］Ｏ），从而达到去除废水氮磷并实现氮磷的资源化回收的目的。双甘磷母液废水经过以上工艺处理后，ＣＯＤ去除率可以达到７０％以上，氮磷去除率可以达到９０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，涉及双甘磷母液废水的资源化处理方法。 背景介绍双甘磷(N-phosphonomethyl iminodiacetic acid，縮写为PMIDA， CAS登录号5994-61-6)是一种用于生产除草剂草甘磷的中间体。草甘磷(glyphosate， C3H8N05P, CAS登录号 1071-83-6)是由美国孟山都公司在二十世纪七十年代研发的一种高效、低毒、广谱灭生性的 内吸传导性除草剂，已连续多年占据世界农药销售额的首位。20世纪90年代以来，转基因抗 草甘膦作物如大豆、玉米等的大面积种植，使全球对草甘膦的需求持续增加。双甘磷制造过程中会产生大量的含高浓度双甘磷和高浓度亚磷酸的废液(称为"双甘磷 母液")。双甘磷母液废水具有成分异常复杂、低pH、高盐度、高COD、高氮含量和高磷含量 的特点，如不经过合适处理，会构成严重环境污染。例如某双甘磷生成厂家所产生的双甘磷 母液废水pH为0.85， COD为42000mg/L，双甘磷含量为1.65% (重量)，磷酸根为1800mg/L， 亚磷酸根为5200mg/L，总磷为9300mg/L，氨氮为550mg/L，甲醛为5200ppm，氯离子为114g/L。 双甘磷是一种非常难生物降解的有机磷螯合剂，其难生物降解性來源于其分子结构的两 个特性1)双甘磷是一种强有机螯合剂，与金属离子能形成高度稳定的络合物，未与金属离 子络合的双甘磷分子会与微生物细胞膜中的金属离子反应，导致微生物死亡；2)双甘磷分子 中C-P键稳定，打断C-P键的活化能非常高，通常情况下化学水解、热解和光解均不起作用。 包括双甘磷和草甘磷等在内的有机磷酸化合物的可生化性取决于微生物体内的磷水平。只有 当微生物处于磷不足的情况下(COD和磷的比值大于200: l时)，即微生物通常只有在没有 其它无机磷源时，才会利用有机磷酸化合物中的磷元素，实现有机磷酸化合物的生物降解。 在双甘磷废水中，无机磷浓度较高，微生物会优先利用这些无机磷，这对双甘磷的生物降解 会起到强烈的抑制作用。即使采用化学沉淀法将无机磷源去除后溶液中双甘磷成为唯一的微 生物磷源，由于双甘磷分子中磷元素的比例为13.6%，微生物降解双甘磷会释放出来大量的 无机磷，而微生物只能利用其中的相当小的一部分磷元素用来合成新的微生物，剩下的无机 磷会逐渐积累在系统中，对微生物降解双甘磷产生抑制作用，干扰生物处理工艺的正常运行。 氨基甲基膦酸(aminomethylphosphonic acid (AMPA)， CH6N03P， CAS登录号1066-51-9) 是双甘磷生物降解过程中的最重要降解中间产物，它的可生化性更差，非常容易在废水中大 量积累。氨基甲基膦酸分子含有高含量的氮(13%)和磷(28%)，在双甘磷废水生物处 理过程中的大量产生和积累会导致出水COD、氮和磷等指标达不到排放标准。双甘磷母液废水中含的高浓度亚磷酸根，由于其中的磷是+ 3价而不是磷酸根的+5价(稳 定的价态)，排放入水体后会造成COD和磷污染，而常规的生物处理工艺无法实现对其有效 处理。如果采用化学药剂氧化法，成本很高且容易造成二次污染。常见的磷回收技术往往只 能够回收磷酸根，不能够回收亚磷酸根和有机磷。双甘磷母液废水的处理是一个相当困难和复杂的问题，由于其水质的复杂和难降解性， 目前世界上还没有合适的工艺和设备来对该类废水进行有效处理。本技术专利技术针对双甘磷母液废水水质的特点，在特定的反应条件下，利用氧气作为氧化 剂实现对双甘磷和亚磷酸的氧化处理，快速将双甘磷分子中的有机态的磷酸基团转化为无机 态的磷酸根，有机态的氮转化为无机态的氨氮，有机态的碳转化为无机态的碳如C02,并在 同时将亚磷酸根转化为磷酸根这一个更为稳定的形态，达到大幅度去除废水COD的目的。经 过氧气氧化处理后双甘磷母液废水中所含的高浓度的氨氮和磷酸根，可以通过将废水pH调节 到pH7-pH10的范围内后，向其中投加适量的镁盐来生成磷酸镁铵沉淀(MgNH4P(V6H20，俗 称鸟粪石，是一种高效缓释氮、磷和镁肥，具有较高的经济价值)，从而达到高效去除和资 源化回收双甘磷母液废水中的氮和磷元素的目的。1. Carson, D. B.; Heitkamp， M. A.; Hallas, L. E., Biodegradation of N-phosphonomethyliminodiacetic acid by microorganisms from industrial activated sludge. G2"a^/朋Jowr朋/o/M'cra6/o/ogy 1997, 43， (1)， 97-101.2. Hallas, L. E.; Adams, W. J.; Heitkamp, M. A., Glyphosate Degradation by Immobilized Bacteria - Field Studies with Industrial Waste-Water Effluent, y4/7/ 〃ec 朋d 5"Wra腦ewto/ MfcraWo/ogy 1992， 58, (4), 1215-1219.3. Heitkamp, M. A.; Adams, J.; Hallas, L. E., Glyphosate Degradation by Immobilized Bacteria - Laboratory Studies Showing Feasibility for Glyphosate Removal from Waste-Water. Ca"fli//" Jbwwa/ o/M/craZ /o/ogy 1992， 38, (9)， 921-928.
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理含双甘磷和/或亚磷酸根的废水的方法，包括能高效去除 双甘磷母液废水中的COD、氮和磷等污染物，并实现对双甘磷母液废水中的氮和磷元素的资 源化回收的方法。本专利技术中所指的双甘磷母液废水，其特征是含有双甘磷和/或亚磷酸根。本 专利技术不仅适用于双甘磷母液废水的处理，也适用于处理仅含有双甘磷或者仅含亚磷酸根的废 水。本专利技术可以分为两个主要的技术步骤，构成一个完整的处理工艺。第一步是针对双甘磷母液废水中含高浓度双甘磷和亚磷酸根分子的特点，在合适的氧气 (或氧气与其它惰性气体的混合气体如空气)压力下，通过加热使双甘磷母液废水升高至一 定的温度，快速将双甘磷分子中的有机态的磷酸基团转化为无机态的磷酸根，有机态的氮转 化为无机态的氨氮，将废水中的有机态的碳(包括双甘磷分子和甲醛)转化为C02，并在同 时将亚磷酸根转化为磷酸根这一个更为稳定的形态，达到大幅度去除废水COD的目的。将有 机态的磷和亚磷酸根氧化为磷酸根的形态是后续实现资源化回收氮和磷元素的关键。在合适 的反应条件下，双甘磷和亚磷酸根的转化率均可以达到90%以上。氧气氧化双甘磷和亚磷酸根的反应速率与反应温度和氧气分压均成正比。温度越高，氧 气分压越高，该反应就越快，转化就越彻底。但从经济的角度考虑，过高的温度和氧气分压 所需要的能量和动力就会很高，必然带来处理成本的大幅上升。本反应在100摄氏度一400 摄氏度之间均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理含双甘磷和／或亚磷酸根的废水的方法，其特征在于：在合适的反应条件下以含氧气体来氧化处理该废水以去除其中的ＣＯＤ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志文，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]