申请日2007.08.09
公开(公告)日2009.02.11
IPC分类号C01B25/02; C02F3/28; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种从污水生物处理过程中进行化学磷回收的方法，其主要处理步骤为：a.从生物营养物去除(BNR)工艺厌氧池中引出上清液，经水量调节池进入磷回收化学反应池，达到预设容积后，执行步骤b;b.在搅拌过程中向化学反应池中投加NaOH，调节pH值至8.5以上，静置至固液分离后执行步骤c;c.收集化学反应池底泥，经脱水、烘干，得到回收到的磷。采用本发明能降低被回收磷的成本，同时强化污水BNR工艺中生物除磷效果。
权利要求书
1.一种从污水生物处理过程中进行化学磷回收的方法，其特征在于， 处理步骤如下：
a.从厌氧池中引出上清液，经水量调节池进入磷回收化学反应池，达 到预设容积后，执行步骤b;
b.在搅拌过程中向化学反应池中投加NaOH，调节pH值至8.5以上， 静置至固液分离后执行步骤c;
c.收集化学反应池底泥，经脱水、烘干，得到回收到的磷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述从 厌氧池中引出的上清液的流量为进水流量的15～30%;预设容积为磷回收化 学反应池总容积的95%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a之前，还进 一步包括步骤：
a1.判断预进行磷回收的污水处理厂采用的是否是生物营养去除BNR 工艺，如果是，则继续执行步骤b1;
b1.取厌氧上清液分析Ca2+、Mg2+、NH4 +、PO4 3-含量，当Ca2+/PO4 3- 的摩尔比大于5/3或Mg2+/PO4 3-的摩尔比大于1时，则执行所述步骤a;其 中，所述PO4 3-以P计。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤a1中，所述 BNR工艺是包含厌氧、缺氧、好氧处理构筑物的任意采用生物方法处理污 水的工艺。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤b1中，判断 Ca2+/PO4 3-的摩尔比是否大于5/3或Mg2+/PO4 3-的摩尔比是否大于1，如果是， 则执行步骤a;否则，采用投加钙、镁化合物回收磷的方法。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，调节pH 值至8.5以上，使磷酸钙或磷酸胺镁自然结晶、沉淀。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述回 收得到的磷为能够直接用作缓释肥或能被磷肥工业用作原料的化合态磷。
说明书
一种从污水生物处理过程中进行化学磷回收的方法
技术领域
本发明涉及污水生物处理优化及化学磷回收技术，特别涉及一种从污水 生物处理过程中进行化学磷回收的方法。
背景技术
(1)磷回收的必要性与可能性
磷是一种十分有限、不可再生的自然矿产资源，同时也是工农业生产的 重要原料。就全球而言，现有技术已探明并有能力开采的磷矿仅够维持人类 不足100年的使用期限;而中国目前磷矿贮量还不足以使用70年。更有数 字显示，美国的富磷矿(P2O5≥30%)供给将在未来30年内耗尽;中国的富 磷矿将很快在15年内消失。磷是万物生长营养之源，没有磷便意味着人类 乃至整个生物圈将逐渐消失。因此，磷是一种比水和石油更加珍贵的自然资 源!磷在人类生产、生活使用之后大部分进入污/废水，不加妥善处理可能 会导致地表水体富营养化现象。在实践中，为控制水体富营养化现象，污水 处理不仅要求脱氮，而且也必须除磷。从磷的可持续利用和水体富营养化控 制双重目的出发，以回收为目的磷去除应该是污水除磷技术的最佳选择。
(2)磷回收对生物除磷强化作用的理论依据
污水生物处理厂中最佳磷回收点应是厌氧池上清液或厌氧消化液。在采 用BNR工艺的污水处理厂中，从厌氧池分流出部分富磷上清液进行化学沉 淀、回收磷，可以有效提高后续生物除磷效果。将化学除磷宏量效果好、生 物除磷微量效果佳的特点结合在一起，不仅可以回收磷，而且能够强化生物 除磷过程。由于在厌氧池外侧流方式回收磷的作用使进入后续缺氧/好氧池 的磷负荷降低，当进水有机物浓度(COD/BOD)不变时，生物除磷中的COD/P 比得以相对提高。理论计算和数学模拟表明，在生物除磷过程中，采用生物 除磷方法所需的COD/P比值大约为22g COD/g P。如果生物方法被用以在 厌氧池中“浓缩”磷并以化学方式予以侧流回收，则生物除磷所需最小COD/P 比值可降至2～10g COD/g P。
(3)磷回收的方法
化学磷回收方法通常有三种：磷酸铝(AlPO4)、磷酸钙[Ca3(PO4)2]和 磷酸胺镁(MgNH4PO4·6H2O，即MAP：鸟粪石)。当钙/镁离子摩尔比大于 1.6(Ca2+/Mg2+>1.6)时，磷酸钙便和鸟粪石共同沉淀析出;而当 Ca2+/Mg2+<0.25时，鸟粪石才作为主要沉淀物析出，同时结晶中不可避免地 含有部分磷酸钙。从回收磷并再利用角度而言，该类磷回收产物能够直接充 当缓释磷肥或用作磷肥工业生产原料。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种从污水生物处理过程中进行化 学磷回收的方法，该方法可以尽可能地降低被回收磷的成本，同时强化污水 BNR工艺中生物除磷之效果。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种从污水中进行化学磷回收的新方法，其主要处理步骤 如下：
a.从厌氧池中引出上清液，经水量调节池进入磷回收化学反应池，达 到预设容积后，执行步骤b;
b.在搅拌过程中向化学反应池中投加NaOH，调节pH值至8.5以上， 静置至固液分离后执行步骤c;
c.收集化学反应池底泥，经脱水、烘干，得到回收到的磷。
上述方案中，步骤a中，所述根据试验结果，从厌氧池中引出的上清液 的流量可取为进水流量的15～30%;预设容积可为磷回收化学反应池总容积 的95%。
上述方案中，在所述步骤a之前，还可进一步包括步骤：
a1.判断预进行磷回收的污水处理厂采用的是否为BNR工艺，如果是， 则继续执行步骤b1;
b1.取厌氧上清液分析Ca2+、Mg2+、NH4 +、PO4 3-含量，当Ca2+/PO4 3- 的摩尔比大于5/3或Mg2+/PO4 3-的摩尔比大于1时，则执行所述步骤a;其 中，所述PO4 3-以P计。
上述方案中，所述步骤a1中，所指述BNR工艺是包含厌氧、缺氧、好 氧处理构筑物的任意采用生物方法处理污水的工艺。
上述方案中，所述步骤b1中，判断Ca2+/PO4 3-的摩尔比是否大于5/3或 Mg2+/PO4 3-的摩尔比是否大于1，如果是，则执行步骤a;否则，采用投加钙、 镁化合物回收磷的方法。
上述方案中，所述步骤b中，可调节pH值至8.5以上，使磷酸钙[Ca3(PO4)2] 或磷酸胺镁(MgNH4PO4·6H2O，即MAP：鸟粪石)自然结晶、沉淀。
上述方案中，所述步骤c中，所述回收得到的操作所回收的磷可直接用 作缓释肥的化合态磷或用作磷肥工业生产原料。
由上述方案可以看出，污水处理厂所采用的处理工艺是包括厌氧、缺氧、 好氧阶段的BNR工艺;其所接受的污水主要是以地下水为饮用水源地区的 生活污水，即Ca2+/PO4 3-摩尔比大于5/3或Mg2+/PO4 3-摩尔比大于1;符合以 上要求的污水处理厂均可采用本法进行化学磷回收。
因此，本发明方法能够在污水处理厂接受地下水为饮用水水源地区的生 活污水时，根据污水中所含钙、镁离子的量，选择最为合适、经济的方法从 污水中回收磷，并直接或间接地使磷资源有效循环利用。
本发明所提供的污水生物处理过程中进行化学磷回收的方法，能够以较 低的成本实现磷的回收再利用，并且能够强化生物除磷的作用，降低污水处 理厂出水中磷的含量，从而在提高出水水质的同时实现磷回收。