[发明专利]应用聚丙烯酰胺强化回收富磷污水中磷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其是涉及一种应用聚丙烯酰胺强化回收富磷污水中磷的方法。

背景技术

磷是地球上一种不可自然再生的有限资源，磷的这一属性近年来已诱使国际磷矿石价格一路飙升。与此同时，全球范围内普遍存在着陆地磷矿产资源日益匮乏与水环境中磷含量过高而导致水体富营养化这一矛盾。这样的资源与环境现状目前正推动着以回收磷代替去除磷之理念的快速传播与研发技术的实际应用，从污水以及动物粪便中发掘第二磷矿的设想目前正被国际社会所日益青睐。

我国磷矿储量居世界第3位，探明磷矿资源储量约131亿吨，但真正可进行开采利用的仅为40亿吨，再扣除设计损失量和采矿损失量后的工业储量则仅为21亿吨。如果仅以富磷矿磷储量(P₂O₅≥30%)计算，我国富磷矿储量仅能维持使用10~15年。磷矿己被国土资源部列为我国2010年后不能满足国民经济发展需要的20种矿产之一，为我国的战略性矿产资源。

氮磷进入污水厂处理后，特别是生物脱氮除磷工艺处理后，使得进水中高达90%以上的磷和一部分氮负荷转移到污泥中；同时，由于厌氧环境的存在，使得污泥处理中的厌氧消化上清液和脱水滤液，都成为溶解性磷的富集处，将此部分磷加以回收利用，既可以解决废水排放所产生的环境问题，又可变废为宝。

磷回收或以纯粹的化学方法或以生物与化学相结合的方法来实现。磷回收最有可能在设有生物除磷脱氮的污水处理厂内实现，因为这些处理厂内的某些环节( 如厌氧池或污泥消化池) 能产生高浓度溶解性磷酸盐的液流，特别适合于可再生的鸟粪石、磷酸钙、磷酸铝等以沉淀形式分离。

鸟粪石法不仅可以有效地去除水中的氮、磷，生成的鸟粪石沉淀还可以作为缓释肥料用于农业生产和花卉种植，甚至可以制成清洁剂、化妆品, 是一种集环境效益和经济效益为一体的水处理方法。

但鸟粪石法的缺陷在于生成的晶体非常细小，不易与水分离，工业化应用中会导致二沉池出水水质下降，并且细小的晶体很容易在管路中淤积，造成管道堵塞。如何强化磷回收过程中晶体的成粒效果并增加回收率、简化操作是工业化生产中需要解决的关键问题。

发明内容

为了解决富磷污水中磷资源的回收过程中产生晶体细小并且操作复杂的问题，强化磷回收过程中晶体的成粒效果并增加回收率、简化操作，本发明提供了应用聚丙烯酰胺强化回收富磷污水中磷的方法，通过磷固定化、强化成粒以及沉淀物后处理三个步骤，采用PAM强化成粒乳液，实现污水中磷的高效回收，此方法操作方便，回收效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

应用聚丙烯酰胺强化回收富磷污水中磷的方法，包括以下步骤：

(1)磷固定化：往待回收的富磷污水中加入适当比例的MgCl₂·6H₂O和NH₄Cl溶液，调节溶液的pH值至9.5~10.0之间，搅拌5~10min；

(2)强化成粒：往经过步骤(1)处理过污水中加入PAM强化成粒乳液，搅拌反应5~10min，然后停止搅拌，沉淀30~60min，排出上清液；

所用的PAM强化成粒乳液中各组分的质量百分浓度如下：

阴离子聚丙烯酰胺              0.01~0.1wt%

酸碱缓冲剂                        0.1~1wt%

硅藻土                              0.5~2wt%

(3)沉淀物的后处理。将经过步骤(2)处理后所得到的沉淀物进行脱水、干燥，即可收集利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过磷固定化、强化成粒以及沉淀物后处理三个步骤实现了污水中磷的高效回收，操作简便可行，回收效果好；

2.本发明用于污水中磷回收所用的PAM强化成粒乳液配方简单，浓度设计合理。PAM和硅藻土联合作用能够有效强化磷固定化过程中晶体的生成，解决了磷回收过程中絮体细小而无法回收或使回收效果降低的问题。缓冲剂的加入使溶液的pH值能够维持在PAM强化乳液最佳作用范围内，保证处理效果。三种成分按特定比例配制而成的强化成粒乳液对磷固定化步骤所产生的晶体具有很好的强化回收效果。操作简便，成本低，易于实现工业化应用；

3.采用本发明所提供的PAM强化成粒乳液强化成粒，产生的颗粒物紧密粗实，沉降速度快，沉降效果好，利于回收利用。

具体实施方式