[发明专利]利用海水淡化浓缩海水沉淀回收污水中氮磷的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水的资源化处理领域，具体是一种利用海水淡化所产生的浓缩海水作为沉淀剂，沉淀处理并回收污水中氮磷的方法。

背景技术

随着工农业生产的增长和人们生活水平的提高，含氮磷污水所导致的水体富营养化等问题日益突出。并且自然界中的磷主要以磷酸盐矿石的形式存在，是一种不可更新的宝贵资源。随着社会发展和人们环保意识的增强，废水除氮磷以及如何实现废水中氮磷资源的回收利用受到了人们的广泛关注。

化学沉淀法是目前广泛采用的废水氮磷资源回收利用的方法，主要途径有磷酸钙和磷酸铵镁(MAP)沉淀法等，磷酸铵镁沉淀法由于可以同时实现对氮磷的高效去除和有效回收，且沉淀得到的磷酸铵镁(MgNH₄PO₄·6H₂O)俗称鸟粪石，是一种能在土壤中缓慢释放出氮磷植物营养元素的缓释肥，可有效改善土壤肥力，因此，磷酸铵镁沉淀法受到了广泛的关注，被认为是最具前景的氮磷回收途径之一。

采用磷酸铵镁沉淀法回收污水中氮磷的操作成本主要来自于作为沉淀剂镁盐，目前普遍采用MgO、MgCl₂等含镁药剂作为沉淀剂，价格较高，显然不利于该技术的推广和发展。而海水中恰恰含有丰富的Mg离子资源，近年来蓬勃发展的海水淡化产业在生产大量淡水的同时，也产生了大量的副产物浓缩海水，其水质纯净，Mg²⁺离子浓度得到浓缩，具有较理想的作为化学沉淀剂的开发利用价值。这同时对于解决海水淡化产业副产浓缩海水的处理问题也是极为有利的，避免了周围海域由于浓缩海水直接排放所造成的生态问题的发生。

目前人们对采用MgCl₂、MgO等镁盐作为沉淀剂以磷酸铵镁形式回收污水中的氮磷资源进行了较多研究，但是将浓缩海水作为沉淀剂以磷酸铵镁形式回收污水中的氮磷资源还有一些关键技术需要解决。首先，海水淡化所产生的浓缩海水的成分较为复杂，浓缩海水中的各种离子和污水中的PO₄^3-、NH₄⁺之间存在多种反应途径，pH值、配比等反应条件的变化将影响到处理效果及最终形成的沉淀物晶体的种类，进而影响到沉淀物中磷酸铵镁的含量，从而影响到其肥效。其次，磷酸铵镁晶体中Mg²⁺∶NH₄⁺∶PO₄^3-的摩尔比为1∶1∶1，可见当污水中NH₄⁺∶PO₄^3-的摩尔比和上述比例偏离较大时，不利于磷酸铵镁晶体的形成。而且浓缩海水中除了含有Mg²⁺离子意外，还含有大量的其它离子，更会加剧反应的复杂性，不利于磷酸铵镁晶体的形成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用海水淡化浓缩海水沉淀回收污水中氮磷的方法，利用了海水淡化所产生的副产物浓缩海水作为沉淀剂，以化学沉淀的形式沉淀回收污水中氮磷资源，并控制反应过程以保证沉淀物中较高的磷酸铵镁含量，具有操作费用低，回收效果好的特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种利用海水淡化浓缩海水沉淀回收污水中氮磷的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在富含氮磷的污水中加入适量铵盐或磷酸盐，并调整污水中NH₄⁺∶PO₄^3-的摩尔浓度比为1～1.2∶1，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀；

2)取少量上述已调整氮磷比的污水加入带搅拌装置的反应器中，加入一定量的海水淡化厂的副产物浓缩海水，使混合液中Mg²⁺∶NH₄⁺的摩尔浓度比为1.2～1.5∶1，然后加入碱液调整混合液的pH为8.5～10.5，调整搅拌机的转速为60～150r/min，搅拌至出现白色沉淀物，停止搅拌；

3)继续按比例加入已调整氮磷比的污水和浓缩海水至反应器的最大工作容量处，使混合液中Mg²⁺∶NH₄⁺的摩尔浓度比为1.2～1.4∶1；

4)最后加入碱液调整混合液的pH为8.5～10.5，在60～200r/min的转速下搅拌10～30min，静置沉淀后回收含氮磷的白色沉淀物。

作为优选，所述铵盐为氯化铵或氨水。