[发明专利]一种含氮磷废水的处理及合成磷酸铵镁的方法

说明书

本发明提供了一种含氮磷废水的处理及合成磷酸铵镁的方法，向流化床内添加晶种，控制废水流量使晶种处于流态化，调节流化床内pH至碱性条件，加入镁液并开启回流水，升高水温，连续通入废水，使废水和镁液在流化床中连续反应，降低水温，将超声震动棒插入流化床内，打开超声震动棒进行超声反应，同时将回流水流量调大，关掉超声震动棒继续反应，反应结束后排出处理后的废水和磷酸铵镁晶体沉淀即可。生成的晶体形状更为规则，反应时间短，氮磷去除率高，生成的磷酸铵镁晶体粒径均匀规则。

技术领域

本发明涉及一种含氮磷废水的处理及合成磷酸铵镁的方法，属于废水处理领域。

背景技术

氮磷元素是生物体最基本元素组成，也是水体富营养化问题的主要诱因，而磷更是一种不可再生、难以替代的有限资源。近几年，世界人口高速增加，不少国家对磷肥和粮食的需求也与日俱增，然而随着人类对磷矿石肆无忌惮的开采和加工，地球正面临着磷矿石紧缺的危机。

如何解决水体富营养化问题一直是全球科学家的研究热点，水体富营养化的主要原因是由于氮磷废水的超标排放和生态系统中氮、磷元素循环的严重失衡所导致。现阶段，几乎所有的生活污水和工业废水都含有这两种元素，其中农村畜禽养殖业产生的氮磷废水具有性质复杂，处理难度大，难以回收等特点。

目前处理氮磷废水的方法有很多，如：吸附法，离子交换法，反渗透法，沉淀法以及生物法等，但主流除氮磷的方法依旧为沉淀法即采用外加金属盐的形式生成难溶的化合物，其中一种难溶的化合物，磷酸铵镁(简称：MAP)不仅可以作为缓释肥应用于农业生产之中，也可以进一步加工制成动物饲料，但传统的化学沉淀法存在成本高，反应时间长等问题。我国是一个资源消耗大国，对氮磷元素的回收利用显得尤为迫切。近年来，不少学者在综合各中反应技术提出一种新的化学沉淀技术，即流化床结晶法，已有技术中一般使用鸟粪石结晶法，鸟粪石结晶法的工艺过于复杂，设备占地面积较大，磷元素的去除率也有待进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种含氮磷废水的处理及合成磷酸铵镁的方法，以解决上述背景技术中出现的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含氮磷废水的处理及合成磷酸铵镁的方法，包括以下步骤：

S1开启流化床，向流化床内添加晶种，控制废水流量使晶种处于流态化；

S2调节流化床内pH至碱性条件；

S3加入镁液并开启回流水，升高水温，连续通入废水，使废水和镁液在流化床中连续反应；

S4降低水温，将超声震动棒插入流化床内，打开超声震动棒进行超声反应，同时将回流水流量调大；

S5关掉超声震动棒继续反应0.5-5h，反应结束后排出处理后的废水和磷酸铵镁晶体沉淀即可。在固液流化床反应器底部填充合适的颗粒作为晶种，配合适当的水力条件使晶种流态化，再加入沉淀剂使离子在晶种上发生诱导结晶反应，使晶体处于介稳区而有序结晶沉积在晶种上。与传统的化学沉淀过程相比，流化床具有操作简单，操作性能稳定等优点，最大的特点就是床层流态化效果，同时超声有助于加速磷酸铵镁结晶，并缩短起反应时间，且不会影响晶体形貌，利用流化床结晶法处理氮磷废水有利于将“脱氮除磷”和“资源回收”有机结合起来，进而有效解决水体富营养化等难题，同时也可以回收氮磷资源使其资源化。

进一步，所述步骤S1中添加的晶种为磷酸铵镁晶种，添加晶种的量为5-30g。添加适量晶种有助于加速磷酸铵镁结晶，缩短起反应时间，且不会浪费大量晶种，降低成本。

进一步，所述步骤S2调节PH的值为8-10。利于磷酸铵镁结晶，缩短起反应时间。

进一步，所述回流水的速度为0.1-0.15m³/h，升高温度至55-65℃，废水的通入速度为0.1-0.3m³/h。加速磷酸铵镁结晶，缩短起反应时间。