本发明专利技术提供了一种用天然矿物在富磷水体或污水中除磷及回收磷的定量工艺方法。其分别称取方解石和硬石膏粉末，粒径在３００～５００目，按４∶１～１０∶１的质量比混合，在初始磷浓度为２０ｍｇ／Ｌ～２ｍｇ／Ｌ的溶液中，在温度为３０℃，反应时间为１０小时的条件下，混合矿物中每１ｇ石膏对应的有效除磷量的经验公式为：Ｐｔ＝（０．５＊ＣＰ－０．３±０．４５）ｍｇ（其中，Ｐｔ是１ｇ石膏对应的有效除磷量，ＣＰ为溶液的初始磷浓度）。在混合矿物去除磷效果较低后，只需加入硬石膏矿物粉末，这时，每１ｇ石膏对应的有效除磷量在（０．５＊ＣＰ－０．５）～１．９（０．５＊ＣＰ－０．５）之间。该工艺能够应用于城市污水处理末端的上清液、农村分散式生活污水，富营养化湖泊水体及大、中、小型的富营养化景观水体的除磷及回收磷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水污染治理领域，特指两种天然矿物的特定比例混合物在富磷水体或污水除 磷及回收磷的过程中，反复使用的定量应用方法。
技术介绍
磷是水体富营养化的主要诱导因子，所以在应对日益严重的全球富营养化问题的过程中， 首先注重对磷的控制。在发达国家,对污水中磷的处理非常重视，尤其注重在工业废水和城市生活污水的处理过 程中对磷的回收利用；并研制了相应的回收工艺-以磷的无机矿物磷酸铵镁(MgNH4P046H20, 俗称鸟粪石或MAP)和磷酸钙技术为主。例如，意大利的Treviso污水处理厂,在污泥脱水上清 液线路上安装了 MAP结晶回收装置,回收率为54%,该工艺已于2001年投入生产性运行；英 国Slough污水处理厂,用MAP沉淀装置处理污泥脱水上清液，并于2002年投产,对可溶性磷 酸盐的回收率为80%;荷兰Gees加erambacht污水厂采用Crystalactor技术回收磷酸钙。 目前，发达国家采用的除磷(回收磷)方法存在以下问题① 采用的磷酸铵镁和磷酸钙矿物回收方法主要应用于对工业废水和城市生活污水除磷过 程中磷的回收，但无法对富营养化水体(如富营养化湖泊水体、农村分散式生活污水、景区 富磷水体)中的磷进行去除和循环利用。② 以磷酸铵镁的形式除磷(回收磷)是通过投加MgCl等化学试剂来完成的，其缺点是 运行成本很高，而且要求在较高的pH值(pH>9)背景下运行(这在自然界水体中是不可能 的)。所以，应用前景有待进一步研究。③ 以磷酸钙的形式除磷(回收磷)是通过投加Ca(OH)2，NaOH等化学试剂来完成的，不 仅成本较高,同时也存在运行条件要求苛刻的问题，难以进行自然界富磷水体的规模化生产运 行。④ 上述方法还没有实现真正的定量化处理，其工艺的成熟性有待于进一步开发。 在我国，许多学者从不同的角度对除磷和磷的循环利用进行了研究,但多数仍停留在实验室的研究阶段，并缺少系统的有推广前景的实验方案和措施。 主要参考文献① 汪慧贞,王绍贵.以磷酸钙盐形式从污水厂回收磷研究.中国给水排水,2006,122(9):93 96;② 孙博雅，陈洪斌，2007.污水处理磷回收的研究进展.四川环境，26(1):90 94。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用定量的天然矿物粉末在富磷水体或污水中去除磷(回收磷) 的新方法，并且除磷(回收磷)效率高，运行条件的要求低、成木低，不仅能够用于城市污 水的除磷、回收磷，还可以应用于富营养化湖泊水体，农村分散式生活污水以及大、中、小 型的富营养化景观水体的除磷、回收磷。实现上述目的的技术方案是 步骤一分别称取方解石矿物晶体(CaC03)和硬石膏矿物晶体(CaS04)粉末，粒径在300-500目， 按4:1 10:1的质量比混合,分别置入容量为250mL的锥形瓶中，然后，分别加入初始磷浓度 为20mg/L 2mg/L的溶液100mL;放入恒温振荡器中，设定转速为150转/分钟，温度为30°C， 待反应10小时后，取其上清液，用钼酸铵分光光度法测定该上清液的磷浓度。然后，将锥形 瓶中的上清液去除，把锥形瓶中的残余混合矿物粉末烘干，再分别加入初始磷浓度是 20mg/L 2mg/L的溶液100mL，放入恒温振荡器中，在上述条件下重复实验，直至其去除磷 (回收磷)的效果较低时为止(效果较低的标准是在初始磷浓度为20mg/L-10mg/L溶液中的 除磷率10%,在初始磷浓度为10mg/L-2mg/L溶液中的除磷率^75%，在初始磷浓度^2mg/L 溶液中的除磷率570%)。步骤二将去除磷(回收磷)效果较低后的残余混合矿物粉末烘干，分别加入初始磷浓度是 20mg/L 2mg/L的溶液100mL,再分别加入400-500目的硬石膏矿物晶体粉末(石膏第一次 加入)；放入恒温振荡器中，在上述条件下重复实验，直至其去除磷(回收磷)的效果较低时, 再第二次，第三次……第n次加入硬石膏矿物晶体粉末。实验结果表明混合矿物中每lg石膏对应的有效除磷量的经验公式为Pt= (0.5*CP— 0.3±0.45) mg (其中，Pt是lg石膏对应的有效除磷量，Cp为溶液的初始磷浓度)。在混合矿 物去除磷效果较低后，只需加入硬石膏矿物粉末，这时，每lg石膏对应的有效除磷量在 (0.5*CP—0.5) 1.9(0.5*CP —0.5)之间。有益效果(1)该工艺除磷(回收磷)的效果可以达到89 95%或更高；处理后水体的磷平衡浓度4在0.2 —0.4mg/L左右。(2) 确定了混合矿物的投放量与有效除磷总量的关系，使得对富磷水体(不同磷浓度)的除磷(回收磷)实现定量化控制。(3) 该工艺可使得相应水体趋向中性化(pH值趋近7.5左右)发展，使水体优化，又不会形成二次污染，使用方便。(4) 本专利技术与国外现有工艺相比的优点是以廉价的天然矿物进行混合配比，不需要添加任何化学药剂。它不仅能够用于城市污水的除磷、回收磷，还可以应用于富营养化湖泊水体，农村分散式生活污水以及大、中、小型的富营养化景观水体的除磷、回收磷。(5) 成本仅相当于国外现有磷回收工艺的1/25 — 1/40。以10mg/L的初始磷溶液为例，加入石膏2 kg,可对0.9-1.2吨的10mg/L的磷溶液中的磷进行去除(回收)。如果按每吨石膏120元计算，加入石膏时每吨初始磷浓度为10mg/L富营养化水体的运行成本为0.16-0.24元;而国外Crystalactor技术回收磷酸f丐的成本则是76000-80000元/吨(RMB)。具体实施方式(由以下两个步骤完成)步骤一实施例1.取比例为4:1 (方解石/硬石膏的质量比)的混合矿物粉末6g(方解石的粒径为325目，石膏的粒径为500目)，置入容量为250mL的锥形瓶中，加入初始磷浓度是20mg/L的溶液，pH调节至7.5;放入恒温振荡器中，设定转速为150转/min，温度为30。C，反应10小时后，取其上清液测试。然后，将锥形瓶中的上清液去除(缓慢倒出)，把锥形瓶中的残余混合矿物粉末烘干，再加入初始磷浓度是20mg/L的溶液100mL，在上述条件下重复实验，直至其除磷(回收磷)的效果较低时为止。最后的有效除磷总量为11.374mg，有效除磷总量与石膏的相关性为lg石膏对应9.48mg (表l,No.l).实施例2.取比例为4:1 (方解石/硬石膏的质量比)的混合矿物粉末5g(方解石的粒径为325目，石膏的粒径为500目)，置入容量为250mL的锥形瓶中，加入初始磷浓度是15mg/L的溶液，pH调节至7.5;放入恒温振荡器中，设定转速为150转/min，温度为30°C，反应10小时后，取其上清液测试。然后，将锥形瓶中的上清液去除(缓慢倒出)，把锥形瓶中的残余混合矿物粉末烘干，再加入初始磷浓度是15mg/L的溶液100mL，在上述条件下重复实验，直至其除磷(回收磷)的效果较低时为止。最后的有效除磷总量为7.089mg，有效除磷总量与石膏的相关性为lg石膏对应7.09mg (表l,No.2).实施例3.取比例为4:1 (方解石/硬石膏的质量比)的混合矿物粉末4g(方解石的粒径为325目，石膏的粒径为500目)，置入容量为250mL的锥形瓶中，加入初始磷浓度是10mg/L的溶液，pH调节至7.5;放本文档来自技高网...
【技术保护点】
天然矿物对富磷水体或污水的除磷及回收磷的定量工艺，其特征是其分别称取方解石和硬石膏粉末，粒径在３００－５００目之间，按４∶１～１０∶１的质量比配制成混合矿物，分别置于２５０ｍＬ的锥形瓶中，再分别加入初始磷浓度为２０ｍｇ／Ｌ～２ｍｇ／Ｌ的溶液１００ｍＬ，ｐＨ调节到７．５；然后，放入恒温振荡器中，转速为１５０转／ｍｉｎ，温度为３０℃，反应时间为１０小时。在混合矿物去除磷效果较低后，只加入硬石膏矿物粉末。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宏，
申请(专利权)人：张宏，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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