CN101439897A - 一种污水磷回收复合絮凝剂的制备和磷回收工艺 - Google Patents

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唐世娟
袁鹏
彭剑峰
邱光磊
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Abstract

本发明为一种无机高分子类污水磷回收复合絮凝剂制备和磷回收工艺。该絮凝剂的制备方法为：称取一定量的硅酸钠溶于去离子水中，配成SiO2％浓度为1－2％的溶液，用盐酸调节其pH值到2.0－3.0，酸化聚合一定时间，向其中加入镁盐、钙盐与铁盐的混合溶液，使其中钙镁离子与铁离子摩尔比介于1∶3到1∶1之间，放置熟化2h即可得到液态的污水磷回收复合絮凝剂产品。磷回收工艺为絮凝、过滤、干燥系列过程，絮凝剂产品投加量0.2－0.5％(v/v)，适用pH范围6－9。本发明可实现厌氧养殖废水、污泥厌氧消化上清液等富磷污水中磷的去除和回收，回收产品可作为缓释性植物肥料。

Description

一种污水磷回收复合絮凝剂的制备和磷回收工艺
技术领域
本发明属于污水处理及其资源化技术领域，具体为一种能有效去除和回收富磷污水中磷元素的复合絮凝剂，以及利用这种絮凝剂进行磷的资源化回收的工艺。
背景技术
絮凝法作为一种简便、高效、投资小的污水处理方法，广泛用于去除水的浊度和色度、磷、有机物和重金属离子。传统无机絮凝剂为低分子铝盐和铁盐。絮凝剂正在由低分子向高分子、由无机向有机、由单一组分向复合组分发展。
聚合硅酸盐类絮凝剂属于无机高分子絮凝剂，这类絮凝剂把聚合硅酸、聚合铝和聚合铁的优点结合起来，同时具有电中和作用和吸附架桥作用，与传统无机盐絮凝剂(如硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁)相比，具有适应性强、絮凝沉淀速度快、对色度去除率高等优点；与有机高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺)相比，则具有价格便宜、原料易得、沉淀速度快等优点。关于聚合硅酸类絮凝剂的制备和应用研究是水处理化学品研究的热点。
磷是一种不可再生的重要资源，但磷在现代社会循环中大部分是单向流动的，其最终归宿是深海的沉积层，而沉入深海的磷仅有很少一部分可通过浅海鱼类或海鸟返回陆地，从而导致磷作为一种不可再生的宝贵资源正在逐渐减少。按照目前的开采速度，全球磷富磷矿石今后50年左右将趋于枯竭，而我国现有的富磷矿资源预计也只能用到2015年。近年来，国外对磷资源的回收和循环成为热点问题，在我国开展磷回收工作也势在必行。
污水处理厂污泥厌氧消化上清液以及畜禽养殖废水等富磷污水中含有丰富的磷元素，浓度可以达到几十甚至上百mg/L，可以在污水中添加铝盐和铁盐化学絮凝剂，在适宜pH值下产生磷酸盐沉淀加以去除。但磷酸铁盐、铝盐沉淀难以被植物利用或作为替代磷矿石使用。钙盐和镁盐单独使用时也可以结合磷生成沉淀或晶体，且产物可以作为肥料使用，但是往往形成的沉淀较小，不易从污水中分离回收。
本发明基于铁盐高效絮凝除磷和钙镁磷酸盐弱酸溶出性好的特点，研制聚合硅酸、铁盐、钙镁盐复合絮凝剂，利用该絮凝剂从富磷污水中有效去除磷，其沉淀产物可作为肥料使用，实现污水中磷的回收。本发明目标通过以下技术方案实现。
发明内容
本发明污水磷回收复合絮凝剂的制备方法是：称取一定量的硅酸钠溶于去离子水中，配成SiO2浓度为1-2％的溶液，用一定浓度的盐酸调节溶液的pH值到2.0-3.0，在25℃聚合一定时间后，向溶液中加入镁盐或钙盐与和铁盐的混合溶液，使其中钙镁离子与铁离子摩尔比介于1:3到1:1之间，在20℃下放置熟化2h即可得到复合絮凝剂产品，该絮凝剂产品为液体，其中钙镁离子与铁离子浓度之和与SiO2浓度摩尔比为1.0。
本发明的污水磷回收复合絮凝剂的磷回收工艺如下：以酸或碱调节废水pH值到6-9之间(碱可选择氢氧化钠、氢氧化钙或氧化钙，酸可选择盐酸、硫酸或乙酸)，按投加量0.2-0.5％(v/v)投加复合型聚合硅酸铁絮凝剂，先快速搅拌0.5-2min，然后慢速搅拌5-10min，静置沉淀10min。过滤获取絮体沉淀，沉淀在103-105℃下干燥24h，研碎，即可用作缓释性磷肥。
本发明适用于污水处理厂浓缩池和消化池厌氧上清液、畜禽养殖废水等富磷污水。在实现水中悬浮物良好去除的同时，实现磷的回收。絮凝剂产品合成工艺简单，价格便宜，原料易得，稳定性好；絮体紧密，沉降迅速；除磷效率高，对色度去除率高；对原水水质适应性强，投加量和适用pH值范围宽，对出水pH值影响小。
污水磷回收复合絮凝剂处理富磷污水后生成的含磷絮体可作为无机磷肥应用。根据溶解度的大小和作物吸收的难易，通常将磷肥划分为水溶性磷肥、弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥3大类。凡能溶于水(指其中含磷成分)的磷肥，称为水溶性磷肥，如过磷酸钙、重过磷酸钙；能溶于2％柠檬酸或中性柠檬酸铵或微碱性柠檬酸铵的磷肥，称为弱酸溶性磷肥或枸溶性磷肥，如钙镁磷肥、钢渣磷肥、偏磷酸钙等；既不溶于水，也不溶于弱酸而只能溶于强酸的磷肥，称为难溶性磷肥，如磷矿粉、骨粉等。日本将磷肥中的磷分成全磷、水溶性磷、可溶性磷、枸溶性磷4类。水溶性磷、可溶性磷、枸溶性磷属于对植物有效的磷。其中水溶性磷、可溶性磷易被植物利用；枸溶性磷一般适用于酸性土壤，宜作基肥，能被土壤和植物根系分泌的有机酸溶解，而逐渐被作物吸收利用。
对总磷为50mg/L左右的富磷污水进行处理，得到的絮体成分总磷含量达到15-25％，其中有效磷(水溶性磷、可溶性磷、枸溶性磷)含量可占到总磷的25-50％。枸溶性磷肥不溶于水，溶于弱酸，适宜在酸性土壤和喜钙的豆科作物上作底肥；与堆肥、厩肥混合施用于桑树、果树及其他多年生的作物上肥效较好，且其作为肥料具有缓释性，溶出的无机磷能被植物根系吸收，提供磷素营养。
具体实施方式
实施例1
称取硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)94.67g溶入800ml去离子水中，用0.25mol/L的盐酸调节pH到3.0，25℃酸化30min制成聚合硅酸溶液。称取27.08g氯化铁(FeCl3)和15.83g氯化镁(MgCl2)各溶于100ml去离子水中配成混合溶液，将镁铁混合溶液加入聚合硅酸溶液，20℃下放置熟化2h即可得到1000ml液态污水磷回收复合絮凝剂(其镁:铁摩尔比为1:3)。
取pH为7.42、总磷浓度52.0mg/L的厌氧养猪废水800ml，向废水投加5ml污水磷回收复合絮凝剂，先快速搅拌40s，然后慢速搅拌6min，静置沉淀10min，浊度去除率99.6％，总磷去除率93.6％。絮体经滤纸过滤，然后在鼓风干燥箱内在103-105℃下干燥24h，研碎，分析发现其中总磷含量226.09mg/g，水溶性磷、可溶性、枸溶性磷分别占总磷的9.9％、12.8％、23.8％，总有效磷占46.5％。
实施例2
称取硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)47.33g溶入400ml去离子水中，用0.20mol/L的盐酸调节pH到2.5，25℃酸化30min制成聚合硅酸溶液。称取19.00g硫酸铁(FeSO4)和5.00g硫酸镁(MgSO4.7H2O)各溶于50ml去离子水中配成混合溶液，将镁铁混合溶液加入聚合硅酸溶液，20℃下放置熟化2h即可得到500ml液态污水磷回收复合絮凝剂(其镁:铁摩尔比为1:3)。
取总磷浓度50.0mg/L的厌氧养猪废水800ml，用4mol/L的氢氧化钠调节pH到8.0之间，向废水投加8ml污水磷回收复合絮凝剂，先快速搅拌40s，然后慢速搅拌6min，静置沉淀10min，浊度去除率99.4％，总磷去除率99.5％。絮体经滤纸过滤，然后在鼓风干燥箱内在103-105℃下干燥24h，研碎，分析发现其中总磷含量229.14mg/g，水溶性磷、可溶性、枸溶性磷分别占总磷的4.8％、8.5％、30.7％，总有效磷占44％。
实施例3
称取硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)47.33g溶入400ml去离子水中，用0.25mol/L的盐酸调节pH到2.5，25℃酸化30min制成聚合硅酸溶液。称取13.54g氯化铁(FeCl3)和9.25g氯化钙(CaCl2)各溶于50ml去离子水中配成混合溶液，将钙铁混合溶液加入聚合硅酸溶液，20℃下放置熟化2h即可得到500ml污水磷回收复合絮凝剂(其钙:铁摩尔比为1:1)。
取pH为7.33、总磷浓度51.6mg/L的厌氧养猪废水800ml，向废水投加12ml污水磷回收复合絮凝剂，先快速搅拌40s，然后慢速搅拌6min，静置沉淀10min，浊度去除率97.6％，总磷去除率99.5％。絮体经滤纸过滤，然后在鼓风干燥箱内在103-105℃下干燥24h，研碎，分析发现其中总磷含量166.1mg/g，水溶性磷、可溶性、枸溶性磷分别占总磷的0.0％、1.9％、26.8％，总有效磷占28.7％。
实施例4
称取硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)94.67g溶入800ml去离子水中，用0.20mol/L的盐酸调节pH到2.0，25℃酸化30min制成聚合硅酸溶液。称取38.00g硫酸铁(FeSO4)和9.25g氯化钙(CaCl2)各溶于100ml去离子水中配成混合溶液，将钙铁混合溶液加入聚合硅酸溶液，20℃下放置熟化2h即可得到1000ml液态污水磷回收复合絮凝剂(其钙:铁摩尔比为1:3)。
取总磷浓度45.0mg/L的厌氧养猪废水800ml，用4mol/L的盐酸调节pH到6.0，向废水投加10ml污水磷回收复合絮凝剂，先快速搅拌40s，然后慢速搅拌6min，静置沉淀10min，浊度去除率98.4％，总磷去除率99.3％。絮体经滤纸过滤，然后在鼓风干燥箱内在103-105℃下干燥24h，研碎，分析发现其中总磷含量171.9mg/g，水溶性磷、可溶性、枸溶性磷分别占总磷的0.0％、0.0％、46.7％，总有效磷占46.7％。

Claims (5)

1、一种从富磷污水中去除磷，实现磷回收的污水磷回收复合絮凝剂的制备方法，其特征在于：以硅酸钠、铁盐、镁盐或钙盐为主要原料进行制备，方法是：称取一定量的硅酸钠溶于去离子水中，配成SiO2％浓度为1-2％的溶液，用一定浓度的HCl调节溶液的pH值到2.0-3.0，在25℃酸化聚合一定时间后，向溶液中加入镁盐、钙盐与铁盐的混合溶液，使其中钙镁离子与铁离子摩尔比介于1:3到1:1之间，在20℃下放置熟化2h即可得到污水磷回收复合絮凝剂产品，该絮凝剂产品为液体，其中钙镁离子与铁离子浓度之和与SiO2浓度摩尔比为1.0。
2、根据权利要求1所述的污水磷回收复合絮凝剂的制备方法，其特征在于：所用镁盐包括氯化镁、硫酸镁、硝酸镁；铁盐包括硫酸铁、氯化铁、硝酸铁；钙盐包括氯化钙、硝酸钙。
3、根据权利要求1所述的污水磷回收复合絮凝剂的制备方法，其特征在于：该絮凝剂产品为液体。
4、运用污水磷回收复合絮凝剂从富磷污水中回收磷元素的工艺，其特征在于：以酸或碱调节pH值为6-9之间(碱可选择氢氧化钠、氢氧化钙或氧化钙，酸可选择盐酸、硫酸或乙酸)，按投加量0.2-0.5％(v/v)投加污水磷回收复合絮凝剂，先快速搅拌0.5-2min，然后慢速搅拌5-10min，静置沉淀10min。对絮体沉淀进行过滤、干燥，即可得到回收磷的产品。
5、根据权利要求1和4所述的污水磷回收复合絮凝剂及其应用工艺条件，从富磷污水中所得磷回收产品可用作缓释性磷肥。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101948197A (zh) * 2010-09-27 2011-01-19 中国环境科学研究院 一种高浓度磷霉素制药废水的处理和磷回收方法
CN101585522B (zh) * 2009-06-18 2011-02-16 南京林业大学 一种从城市污泥厌氧消化液中回收磷的方法
CN102161525A (zh) * 2011-03-02 2011-08-24 大连民族学院 一种废水水解酸化除磷方法
CN102757119A (zh) * 2012-07-15 2012-10-31 山东新时代药业有限公司 一种复合型无机高分子絮凝剂的制备方法及其应用
CN102942237A (zh) * 2012-11-15 2013-02-27 天津市鑫昌科技有限公司 一种可同步去除废水中氨氮、磷的净水剂制备方法
CN103232103A (zh) * 2013-04-09 2013-08-07 北京建筑工程学院 一种利用铁盐混凝剂原位水解生成羟基氧化铁用于去除再生水中磷的方法
CN104098207A (zh) * 2014-07-29 2014-10-15 梅卫东 钛白粉生产废酸环保处理方法及处理渣的再利用
CN104310555A (zh) * 2014-11-06 2015-01-28 苏州嘉净环保科技股份有限公司 一种用于污水处理设备的除磷方法
CN105692964A (zh) * 2016-03-25 2016-06-22 福建禹环境科技有限公司 一种畜禽养殖废水除磷新工艺
CN106698745A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 同济大学 一种回收污水中磷的方法
CN107324463A (zh) * 2017-06-15 2017-11-07 神州华美（北京）科技有限公司 多核复合除磷剂及其制备方法
CN108383175A (zh) * 2018-02-07 2018-08-10 优德太湖水务（苏州）有限公司 用于分散式污水深度处理的缓释药片及其制备方法
CN110902803A (zh) * 2019-12-10 2020-03-24 佛山科学技术学院 一种污水处理用氧化剂及其制备方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101585522B (zh) * 2009-06-18 2011-02-16 南京林业大学 一种从城市污泥厌氧消化液中回收磷的方法
CN101948197A (zh) * 2010-09-27 2011-01-19 中国环境科学研究院 一种高浓度磷霉素制药废水的处理和磷回收方法
CN102161525A (zh) * 2011-03-02 2011-08-24 大连民族学院 一种废水水解酸化除磷方法
CN102757119B (zh) * 2012-07-15 2014-04-09 山东新时代药业有限公司 一种复合型无机高分子絮凝剂的制备方法及其应用
CN102757119A (zh) * 2012-07-15 2012-10-31 山东新时代药业有限公司 一种复合型无机高分子絮凝剂的制备方法及其应用
CN102942237A (zh) * 2012-11-15 2013-02-27 天津市鑫昌科技有限公司 一种可同步去除废水中氨氮、磷的净水剂制备方法
CN103232103A (zh) * 2013-04-09 2013-08-07 北京建筑工程学院 一种利用铁盐混凝剂原位水解生成羟基氧化铁用于去除再生水中磷的方法
CN104098207A (zh) * 2014-07-29 2014-10-15 梅卫东 钛白粉生产废酸环保处理方法及处理渣的再利用
CN104310555A (zh) * 2014-11-06 2015-01-28 苏州嘉净环保科技股份有限公司 一种用于污水处理设备的除磷方法
CN105692964A (zh) * 2016-03-25 2016-06-22 福建禹环境科技有限公司 一种畜禽养殖废水除磷新工艺
CN106698745A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 同济大学 一种回收污水中磷的方法
CN106698745B (zh) * 2016-12-19 2020-11-06 同济大学 一种回收污水中磷的方法
CN107324463A (zh) * 2017-06-15 2017-11-07 神州华美（北京）科技有限公司 多核复合除磷剂及其制备方法
CN108383175A (zh) * 2018-02-07 2018-08-10 优德太湖水务（苏州）有限公司 用于分散式污水深度处理的缓释药片及其制备方法
CN110902803A (zh) * 2019-12-10 2020-03-24 佛山科学技术学院 一种污水处理用氧化剂及其制备方法

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