申请日2011.12.27
公开(公告)日2013.07.03
IPC分类号C01B25/02; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种回收污泥中磷的方法，它包括包括如下步骤：先将一定量的污泥先进行消解，使磷从污泥中释放到溶液中，消解的方法可以是超声波法、加热法、加酸法的一种或加热法和加酸法两种联合，然后，对经过消解后污泥的上层清液中磷资源进行回收，回收的方法可以是以CaCl2溶液沉淀回收污泥上层清夜中的磷，或者以海水为镁源沉淀回收污泥上清液中的磷，采用本发明的技术方案，工艺相对简单，耗能低，具有一定的经济效益和社会意义。
权利要求书
1.一种回收污泥中磷的方法，其特征在于它包括如下步骤： 先将一定量的污泥先进行消解，使磷从污泥中释放到溶液中，消解的方法可以 是超声波法、加热法、加酸法的一种或加热法和加酸法两种联合，具体操作如 下：
①超声波法：在污泥中加入水，搅拌均匀，并用NaOH调节pH至10-11， 超声条件为：超声波每工作4秒然后间歇1秒，持续工作60分钟;
②加热法：在污泥中加入水，搅拌均匀，加热的温度保持在60-90℃，加 热的时间为30分钟到60分钟;
③加酸法：在污泥中加入10%HCl，搅拌均匀，持续反应2小时;
④热和酸联合法：在污泥中加入2-4%HCl，搅拌均匀，加热的温度保持在 60-90℃，持续反应2小时;
然后，对经过消解后污泥的上层清液中磷资源进行回收;回收的方法可以 是以CaCl2溶液沉淀回收污泥上层清夜中的磷，或者以海水为镁源沉淀回收污 泥上清液中的磷;具体操作如下：
①CaCl2溶液沉淀法：取污泥消解后的上层清液，加入适量的CaCl2溶液， 并用搅拌器进行搅拌，调节pH为10-11，反应5到10分钟后，停止搅拌，静 置;
②镁源沉淀法：取污泥消解后的上层清液，加入适量海水和铵溶液，用搅 拌器进行搅拌，调节pH为10-11，反应15-20分钟后，停止搅拌，静置。
2.如权利要求1所述的回收污泥中磷的方法，其特征在于：所述回收污 泥上清液中的磷的温度为10-35℃。
3.如权利要求1所述的回收污泥中磷的方法，其特征在于：所述搅拌器 搅拌的频率为100-120rpm。
说明书
一种回收污泥中磷的方法
技术领域
本发明涉及污水回收，尤其涉及一种回收污泥中磷的方法。
背景技术
磷不仅在农业生产上具有重要的应用价值，而且在工业、医药、生物中也 扮演着相当重要的角色，在饲料、金属处理、电镀加工、建筑材料、阻燃灭火、 石油化工、地质勘探等各方面都有广泛的应用。因此，人类对它的需求量十分 巨大。然而，当前所有的迹象表明，磷相关的产品持续供应能力会下降，生产 成本却不断上升。水体中的磷主要来源于粪便、洗涤剂和某些工业废水，主要 以、聚磷酸盐和有机磷三种形态存在。由洗涤剂排放的磷酸盐占总的磷污染负 荷的左右。目前含氮磷废水的处理方法很多，但均有不同程度的缺点，尤其对 于含高浓度氨和磷酸盐的废水，一般的生化方法处理效果不够理想，而常规的 铝、铁、钙盐除磷等化学。沉淀方法将产生大量难以处理的污泥。20世纪60年 代以来，人们开始研究应用磷酸铵镁(MAP)沉淀法去除和回收废水中的氮磷。
MAP沉淀法除磷原理是向NH4+水中投加Mg2+和PO43-或HPO43-，使之与NH4+生成 难溶复盐MgNH4PO4·6H2O(简称MAP结晶)，见下面的方程式，从而去除废 水中的氨氮。该方法也可用于处理含磷废水。主要化学反应方程如下：
Mg2++PO43-+NH4++6H2O=MgNH4PO4·6H2O↓
Mg2++HPO43-+NH4++6H2O=MgNH4PO4·6H2O↓+H+
2002年，美国专利商标局公开了一种从含有水、污物和元素磷的污泥中回 收元素磷的方法。MS.萨芬等研究者先用高温把污泥熔化，然后加入以污泥中所 含元素磷的重量计约为0.5%-3%氧化剂，以及以污泥的重量计约为75%-400%水。 连续搅拌以上混合物，直至形成元素磷的连续相，最后从该混合物中分离提纯 得到磷。
总体来说，以上的污泥磷回收工艺具有磷回收率高、污泥减量等优点，但 仍存在一些问题：如①能源消耗产生高成本;②工艺流程复杂;③产品较为单 一;④可能造成的环境污染。
发明内容
本发明的目的旨在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，运行可靠， 并且回收率较高的回收污泥中磷的方法。
实现本发明的技术方案包括如下步骤：
先将一定量的污泥先进行消解，使磷从污泥中释放到溶液中; 消解的方法可以是超声波法、加热法、加酸法的一种或加热法和加酸法两种联 合;具体操作如下：
①超声波法：在污泥中加入水，搅拌均匀，并用NaOH调节pH至10-11， 超声条件为：超声波每工作4秒然后间歇1秒，持续工作60分钟;
②加热法：在污泥中加入水，搅拌均匀，加热的温度保持在60-90℃，加 热的时间为30分钟到60分钟;
③加酸法：在污泥中加入10%HCl，搅拌均匀，持续反应2小时;
④热和酸联合法：在污泥中加入2-4%HCl，搅拌均匀，加热的温度保持在 60-90℃，持续反应2小时;
然后，对经过消解后污泥的上层清液中磷资源进行回收;回收的方法可以 是以CaCl2溶液沉淀回收污泥上层清夜中的磷，或者以海水为镁源沉淀回收污泥 上清液中的磷;具体操作如下：
①CaCl2溶液沉淀法：取污泥消解后的上层清液，加入适量的CaCl2溶液， 并用搅拌器进行搅拌，调节pH为10-11，反应5-10分钟后，停止搅拌，静置;
②镁源沉淀法：取污泥消解后的上层清液，加入适量海水和铵溶液，用搅 拌器进行搅拌，调节pH为10-11，反应15-20分钟后，停止搅拌，静置;
上述回收污泥上清液中的磷的温度为10-35℃。
上述搅拌器搅拌的频率为100-120rpm。
本发明的优点是：
(1)超声破碎、加热、加酸以及热酸联合的方法使磷从污泥中释放到溶液 中，再从溶液中进行磷的回收，工艺相对简单，耗能低。
(2)本发明采用磷酸盐沉淀法回收磷，以CaCl2为钙源生成磷酸钙，以海 水为镁源生成磷酸铵镁的方式实现溶液中的磷沉淀回收，由于海水对于沿海城 市来说是一种极其廉价而又取之不尽的资源，可以节约沉淀试剂的成本，因此 具有一定的经济效益和社会意义。
(3)磷酸盐沉淀法回收磷最终得到的产品为磷酸钙或磷酸铵镁，可作为肥 料进行利用，实现磷资源的再循环。