一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法与流程

1.本发明涉及环境工程水处理及资源化技术领域，具体涉及一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法。


背景技术：

2.磷是所有生物必须的营养元素，同时是一种难以再生和不可替代的非金属矿产资源。现代农业极度依赖磷肥使用，而磷的利用率不是100％，大量流失的磷会进入土壤及农业废弃物中，并随地表径流进入湖泊及海洋中。磷过量进入自然水体会造成富营养化，可导致蓝藻爆发并造成鱼类缺氧并中毒死亡。对于磷资源日益枯竭和磷过量排放导致的环境污染问题，从富集磷的系统中将磷酸盐回收再利用可成为一种有效方法。污水及污水处理过程是磷富集的重要点位，因此，实现磷资源有效回收已成为未来污水处理厂面临的主要任务之一。
3.当前污废水生物或化学除磷方法难以实现磷的回收，磷酸盐结晶技术近年来成为污水磷回收的发展趋势。蓝铁石原位结晶法是一项磷化学结晶新技术，该技术在污废水生物系统中投加亚铁盐，通过诱导和强化蓝铁石原位结晶来实现磷酸盐的去除与回收，工艺简单易行，成本较低；同时，蓝铁石结晶过程可在近中性ph条件下进行，因此具有广泛的应用前景。蓝铁石磷回收产物除了能作为磷肥使用外，亦可用于生产felipo4成为锂电池工业的主要原料。
4.随着蓝铁石原位结晶法磷回收技术研究持续取得新进展，活性污泥中蓝铁石产物的有效分离成为亟待解决的问题。目前对于污泥体系中蓝铁石细颗粒有效分离的方法主要包括水洗、重力分离、磁选分离等。由于活性污泥具有粘滞性且污泥系统中生成的蓝铁石颗粒较小，普通水洗和离心的分离效率差。同时，由于蓝铁石是弱磁性材料，利用磁力分离效率也不高，且分离产物中有较多活性污泥等有机物，影响回收纯度。


技术实现要素：

5.本发明专利是为了克服上述现有技术存在的缺点而提出的，其所解决的技术问题是提供一种通过控制离心力和重液密度实现污泥与蓝铁石在重液两侧有效分层可以将蓝铁石结晶从生物系统中分离出来的方法。
6.为此，本发明提出了一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法。本发明专利的技术方案是这样实现的，包括以下步骤：
7.s1：测定待处理污废水中p的浓度；
8.s2：根据p的浓度，向处理污废水的活性污泥生物反应系统投加fe盐，在厌氧环境条件下所生成的fe
ii
离子与污废水中的磷酸根离子反应，生成蓝铁石晶体；
9.s3：从活性污泥系统底部将含蓝铁石污泥取出，按比例与重液混合均匀后离心，在底层获得分离的蓝铁石颗粒。
10.优选地，s2中所述厌氧环境包括有污水处理系统的厌氧池、厌氧区和污废水厌氧
生物处理系统。
11.优选地，s2中所述投加的fe盐可为二价或三价fe盐。
12.优选地，s2中fe盐与污废水中p酸根离子的摩尔比为1.5∶1～2∶1；。
13.优选地，s3所述重液为多钨酸钠溶液，多钨酸钠溶液的配置浓度为2.0～2.6g/ml。
14.优选地，s3所述多钨酸钠和污泥的体积比为3∶1～8∶1。
15.优选地，s3所述的离心加速度为100～1500g，离心时间不少于1min。
16.本发明具有以下优点：
①
通过fe
ii
离子与污废水中的磷酸根离子反应结晶，可以有效实现磷的回收；
②
结晶反应过程可在中性条件下进行，由此可以实现在污水处理的活性污泥体系原位生成蓝铁石，避免了ph调节等带来的二次污染，降低了处理成本；
③
经重液处理后，蓝铁石晶体易于分离，且纯度高。
附图说明
17.图1为本发明处理工艺的流程示意图；
18.图2为本发明处理工艺中磷回收产物蓝铁石的电镜照片。
具体实施方式
19.下面结合实例对本专利做进一步详细说明。但实例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制，在不偏离本发明的范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改和替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
20.一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，包括如下步骤：
21.s1：测定待处理污废水中p的浓度；
22.s2：根据p的浓度，向处理污废水的活性污泥反应系统投加二价或三价fe盐，所述fe盐与污废水中磷酸根离子的摩尔比为1.5∶1～2∶1；在厌氧环境条件下所生成的fe
ii
离子与污废水中的磷酸根离子反应，生成蓝铁石晶体；所述厌氧环境包括有污水处理系统的厌氧池、厌氧区、污废水厌氧生物处理系统。
23.s3：从活性污泥系统底部将含蓝铁石污泥取出，按3∶1～8∶1比例与2.0～2.6g/ml多钨酸钠溶液混合均匀后，在100～1500g离心加速度条件下离心不少于1min；离心后，在底层获得分离的蓝铁石颗粒。
24.具体实施例1
25.所处理生活污水具体水质如下：cod浓度为380mg/l，po
4-p浓度为3.4mg/l，tn为浓度40mg/l。污水处理系统是由2l的厌氧池、2l的缺氧池以及6l的好氧池与2l的好氧mbr池组成。污水处理系统的总水力停留时间为12h，厌氧池的水力停留时间设置为2h。在反应系统按fe∶p摩尔比为1.5向污水处理的厌氧池投加feso4。
26.该工艺运行稳定时，出水po
4-p≤0.2mg/l，nh
4+-n≤1mg/l tn≤5mg/l，cod≤10mg/l，满足我国地表准四类水质标准。
27.在活性污泥混合液及反应系统底部可见蓝铁石晶体生成。配制密度为2.30g/ml的重液，将从反应系统底部取出的污泥按与重液体积比例为1∶5倒入配好的重液中，混合均匀，在2000rpm条件下离心5min，在下层得到分离的蓝铁石颗粒。


技术特征：
1.一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：测定待处理污废水中p的浓度；s2：根据p的浓度，向处理污废水的活性污泥生物反应系统投加fe盐，在厌氧环境条件下所生成的fe
ii
离子与污废水中的磷酸根离子反应，生成蓝铁石晶体；s3：从活性污泥系统底部将含蓝铁石污泥取出，按比例与重液混合均匀后离心，在底层获得分离的蓝铁石颗粒。2.根据权利要求1所述的一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，其特征在于，s2中所述厌氧环境包括有污水处理系统的厌氧池、厌氧区和污废水厌氧生物处理系统。3.根据权利要求1所述的一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，其特征在于，s2中所述投加的fe盐可为二价或三价fe盐。4.根据权利要求1所述的一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，其特征在于，s2中所述投加的fe盐与污废水中p酸根离子的摩尔比为1.5∶1～2∶1。5.根据权利要求1所述的一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，其特征在于，s3所述重液为多钨酸钠溶液，多钨酸钠溶液的配置浓度为2.0～2.6g/ml。6.根据权利要求1所述的一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，其特征在于，s3所述多钨酸钠和污泥的体积比为3∶1～8∶1。7.根据权利要求1所述的一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法，其特征在于，s3所述的离心加速度为100～1500g，离心时间不少于1min。

技术总结
本发明公开了一种污废水生物处理系统中磷酸盐回收及提取产物的方法。包括如下步骤：S1：测定待处理污废水中P的浓度；S2：向处理污废水的活性污泥生物反应系统投加Fe盐，在厌氧环境条件下所生成的Fe


技术研发人员：程翔 冯亚超 薛晓飞 李凌云 邓少宇 孙德智 邱斌 毕泗奇
受保护的技术使用者：北控水务（中国）投资有限公司
技术研发日：2023.01.11
技术公布日：2023/8/14