[发明专利]一种低成本废水磷肥生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成本废水磷肥回收工艺方法，属于废水处理及其资源化技术领域。

背景技术

生活污水和养殖废水排放的磷是水体富营养化的主要原因之一，对水环境质量造成严重的负面影响，已成为当前重大的环境问题之一。另一方面，磷是所有生命形式不可缺少的营养元素，也是重要的化工原料，特别是自然界中磷矿石资源的有限性，使得实现磷资源的循环利用十分必要。废水的磷回收是缓解水体污染和磷资源短缺的重要方式。目前，从养殖废水沼液、城市污泥厌氧上清液等废水磷回收的主要工艺是磷酸铵镁（MgNH₄PO₄·6H₂O，俗称鸟粪石）结晶沉淀工艺，回收的磷酸铵镁是很好的缓释肥料，可以直接应用于农业生产。

目前磷酸铵镁回收废水氮磷的工艺主要有流化床、结晶沉淀池、气提式反应器工艺等。这些磷酸铵镁回收工艺虽然各具优势，但是在工程实践中的推广应用还有很大的难度，药剂（耗碱量、镁源）投加成本、回收产品的品质（杂质含量高）是其主要的影响因素。对于畜禽养殖废水沼液、污泥厌氧上清液等富磷废水，虽然含有较高浓度的磷酸盐（60-300mg/L），还含有100-800mg/L的碳酸盐，在磷回收时需投加大量的碱（如NaOH）破除碳酸盐缓冲体系，将pH值提高到8.5-10.5，造成运行费用较大；并且碱投加量如若控制不好，产生的无机盐沉淀易造成水泵、管件等设施的结垢问题，影响磷回收效率和设备使用寿命。此外，沼液中悬浮性和胶体性的有机物含量高，在磷回收时易与磷酸铵镁晶体混杂，难以分离，造成产物中杂质含量较高，磷酸铵镁含量较低。鉴于此，本发明提出废水磷酸铵镁生产时的新方法，利用CO₂吹脱，降低废水中碳酸盐含量，有利于减少碱的投加量，降低药剂成本；有利于去除悬浮固体及有机颗粒物，降低沉淀物杂质，回收高品质的磷酸铵镁产品。

发明内容

针对畜禽养殖废水沼液、污泥厌氧上清液等富磷废水磷回收时，需投加大量的碱，产品杂质含量高，水泵、管配件等设施易结垢的问题，本发明提供一种低成本废水磷肥生产工艺。所述技术特征如下：

（1）工艺处理单元包括一级吹脱池、一级沉淀池、二级吹脱反应池和二级沉淀池。一级吹脱池与一级沉淀池可采用合建式，也可以采用分建式；二级吹脱反应池与二级沉淀池可采用合建式，也可以采用分建式。

（2）来自厌氧池的沼液（如畜禽养殖废水沼液、污泥厌氧上清液等）首先在一级吹脱池进行CO₂吹脱，利用在线pH控制系统监测pH值变化情况。当pH值达到7.5-8.2时，立即停止吹脱。

（3）吹脱后的废水以自流形式进入一级沉淀池，进行悬浮有机物、胶体和部分沉淀产物的分离去除。

（4）一级沉淀池的出水进入二级吹脱反应池，进行深度曝气吹脱；同时，投加镁源（氯化镁、盐卤等）和碱，进行磷酸铵镁（MgNH₄PO₄·6H₂O）结晶反应，利用在线pH控制系统监测pH值变化情况，并控制碱的投加量，使反应pH值在8.0-10.5。

（5）二级吹脱反应池的出水以自流形式进入二级沉淀池，进行重力沉降，固液分离，回收磷酸铵镁沉淀物。

本发明所提供的废水磷肥生产工艺，可极大减少废水磷回收时投加的碱量，降低回收产品中杂质的含量，同时有效解决水泵、管配件等设施结垢的问题。本发明提供的工艺可处理废水水质为无机碳或碳酸盐浓度50-2000mg/L、pH值5.0-8.0、磷酸盐（以P计）20-500mg/L、悬浮固体50-3000mg/L。

具体实施方式

实施例1：