[发明专利]一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的方法

说明书

本发明提出一种利用释镁‑碱功能矿物材料回收废液中氮磷的方法，属于环境技术领域。所述方法，包括如下步骤：1)对含镁离子和氢氧根离子的矿物原料进行机械活化，得释镁‑碱功能矿物材料；2)将上述释镁‑碱功能矿物材料加入待处理废液中，采用沉淀结晶法，回收废液中的氮磷。本发明主要用于回收废液中氮磷，一步反应即可形成鸟粪石沉淀，实现氮磷的有效回收。该方法工艺简单，经济价值高，且氮磷回收率高。

技术领域

本发明属于环境技术领域，尤其涉及一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的方法。

背景技术

针对高氮磷废液，以源头减量化资源化为目标，开展废液中氮磷高效回收与去除研究，一方面，可实现生活污水典型污染物源头减排，降低对后续生化处理系统的负荷，另一方面，回收的氮磷化合物可以作为缓释性肥料，可实现污水中磷的回收再利用，具有重要的意义。

鸟粪石(MgNH₄PO₄·6H₂O，MAP)沉淀结晶法回收废液中的氮、磷是最有前景的磷回收途径之一。目前，国际上采用MAP法回收磷的工艺已经在美国、荷兰、英国、日本、澳大利亚等国实现工程化应用。我国最早在2008年采用荷兰DHV公司的Crytalactor流化床结晶工艺建成了第一套Crytalactor粒丸反应器，处理含磷、含氮废液，回收的高纯度鸟粪石粒丸可用于农业。

近年来，我国在MAP沉淀结晶法磷回收方面做了很多工作，主要包括回收养猪场厌氧消化废液中的磷、尿液、垃圾渗滤液和污泥中的磷以及处理氨氮废液等。这些研究主要考察鸟粪石结晶的操作参数及反应条件，如pH、过饱和度、Mg/N/P摩尔比等。但仍存在回收成本过高等问题，如回收成本(约$3500/吨P)远高于鸟粪石经济价值(约$765/吨P)，制约了其大面积推广应用。

在典型工艺MAP沉淀结晶法中，需将溶液pH控制在9.0～10.0范围内，而处理实际废液时，由于生成MAP沉淀的同时会释放H⁺，导致溶液pH下降，故实际操作中，需不断向溶液中添加碱剂(如NaOH)，以维持鸟粪石生成的最佳pH范围，因此，MAP沉淀结晶法回收磷过程中耗碱费用占总化学品费用的97％。此外，由于废液中Mg²⁺浓度通常都很低甚至为0，故需补充大量镁盐，如MgSO₄、MgCl₂、MgO等，使得镁盐大约占总生产成本的75％。而碱性环境和镁离子是进行鸟粪石结晶沉淀的至关重要的因素，但耗碱费用和镁源费大大提高了MAP生产成本。

目前，已有研究者采用电化学作用产碱、CO₂吹脱装置提高pH，以及利用海水、含MgO的副产物、卤水等作为廉价镁源等，以降低鸟粪石生产过程中耗碱费用及镁源费用高等问题，虽取得一定效果，但仍存在应用地域受限、工业化困难等问题。

发明内容

本发明提出一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的方法。基于鸟粪石技术现状，结合发酵液滤液氮磷污染物特性，研发了具备同时提供镁和碱的新型功能矿物材料，直接加入含氮磷废液即可实现鸟粪石结晶，从而回收磷和氮，同时多余的碱可使部分氨氮以氨气的形式回收，最终达到滤液中氮磷低成本、绿色、高效的回收和去除。

本发明提出一种利用释镁-碱功能矿物材料回收废液中氮磷的方法，包括如下步骤：

1)对含镁离子和氢氧根离子的矿物原料进行机械活化，得释镁-碱功能矿物材料；

2)将上述释镁-碱功能矿物材料加入待处理废液中，采用沉淀结晶法，回收废液中的氮磷。

进一步地，步骤1)具体为，将矿物原料放入反应罐，采用研磨球作为研磨介质，进行球磨活化，得释镁-碱功能矿物材料。

进一步地，步骤1)中，所述含镁离子和氢氧根离子的矿物原料为天然矿物原料；优选的，所述矿物原料包括纯蛇纹石。