一种畜禽粪污中磷素高效回收的调控方法
【专利摘要】本发明公开了一种畜禽粪污中磷素高效回收的调控方法。该调控方法包括如下步骤：将畜禽粪污引入微波诱导氧化控制反应槽，加入氧化剂溶液和氧气，微波调控器脉冲式微波作用；将处理后的畜禽粪污上清液引入微波结晶过程控制反应槽，加入镁剂溶液、pH值调控剂，机械搅拌混合液，微波调控器脉冲式微波作用；将反应后的上清液引入沉淀池，采用滗水器溢流出水；将鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，晶泥采用袋式过滤器回收。本发明方法可提高畜禽粪污磷素回收效能，磷素回收率大于99%；本发明可以实现畜禽粪污中有机形态磷高效快速转化为无机形态磷，有机磷转化率大于99%，转化时间小于60分钟；本发明可以调控鸟粪石结晶介稳区宽度和位置，实现鸟粪石高效结晶造粒。
【专利说明】一种畜禽粪污中磷素高效回收的调控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种畜禽粪污中磷素回收的调控方法，属于农业资源环境【技术领域】。【背景技术】
[0002]磷是生命过程中的必需元素，但是，磷素在世界范围内面临资源匮乏的矛盾。与此同时，大量磷素从环境过程中流失，不仅导致水体富营养化污染，也使磷素不可再生。近年，畜禽粪污污染问题日益凸显，特别是畜禽粪污中磷的过量排放，迫切需要进行合理的处理和利用。因此，回收畜禽粪污中的磷素资源，将磷的养分人工循环与环境污染治理相结合，具有重要的研究价值。
[0003]磷回收的主要方法有结晶法、化学沉淀法、生物摄磷法和吸附法等。化学沉淀法存在成本过高、沉淀不完全、化学污泥量大等问题；生物摄磷法利用聚磷菌过量吸收磷并贮存于细胞体内，产生高磷污泥回收磷，但会面临碳源不足和菌群纯培养等难题；吸附法存在吸附材料价格高、吸附效能低的问题。结晶法是通过投加镁盐结晶剂，与养分磷、氮发生结晶反应，生成鸟粪石。基于鸟粪石可作为缓释肥农业利用的特点，鸟粪石结晶法回收磷素被认为是一种可持续发展新技术。
[0004]国内外学者在鸟粪石法回收畜禽粪污中磷素的技术参数、工艺条件、回收产物资源化等方面开展深入的研究工作。但是，鸟粪石结晶法回收磷效能较低，制约该法的实际推广，原因主要有两方面:其一，畜禽粪污中磷素以有机磷和无机磷两种形态存在，而有机形态磷难以直接与结晶剂反应，仅有无机形态磷可生成鸟粪石晶体；其二，畜禽粪污中大量有机杂质，会造成鸟粪石结晶过程中形成大量微晶，易随上清液出水流失而无法有效回收。
[0005]为解决有机形态磷向无机形态磷转化的难题，国内外学者开发微生物菌剂促使磷形态的转化，专利CN102010840A和CN102010841A公开了微生物功能菌剂，可将难溶性有机磷分解为可溶性无机磷，但由于`微生物菌剂转化磷素形态的速率较慢、转化不完全、且对环境条件要求严格，无法满足鸟粪石结晶回收畜禽粪污中磷素的实际需要，对提高磷素回收效能作用不明显。
[0006]为解决大量鸟粪石微晶流失的难题，国内外学者开发加晶种技术以实现结晶造粒而避免形成微晶，专利CN202297252U公开了一种低能耗一体化氮磷回收装置，利用晶种颗粒促进鸟粪石晶体生长，提高磷回收效果，但由于畜禽粪污有机杂质组分和浓度变化波动较大，晶种颗粒无法动态调控鸟粪石结晶介稳区位置和宽度，难以避免鸟粪石微晶形成，实际应用时提高磷素回收效果不明显。
[0007]近年，微波化学技术受到广泛关注，在微波诱导氧化控制、微波结晶过程控制等方面的应用逐渐受到重视。因此，开发一种畜禽粪污磷素高效回收的调控方法，利用微波化学技术，实现有机形态磷向无机形态磷的快速高效转化和鸟粪石高效结晶造粒，成为研究与实践的重点内容，且现有技术没有公开上述内容。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种畜禽粪污中磷素回收的调控方法，本发明利用微波化学原理，实现微波诱导氧化控制和微波结晶过程控制，克服了有机形态磷向无机形态磷转化能力有限、鸟粪石结晶造粒过程动态控制困难的难点，避免了畜禽粪污磷素回收效能低的问题。
[0009]本发明所提供的一种畜禽粪污中磷素高效回收的调控方法，包括如下步骤:
[0010]( I)将畜禽粪污和氧化剂溶液加入至微波诱导氧化控制反应槽中，并通入氧气得到反应体系；用脉冲式微波作用所述反应体系；
[0011](2)将步骤(1)处理后的上清液、镁剂溶液和pH值调控剂加入至微波结晶过程控制反应槽中得到混合液；用脉冲式微波作用所述混合液；
[0012](3)将步骤(2)处理后的上清液引入沉淀池中，经静置沉淀得到上清液。
[0013]上述的调控方法中，步骤(1)中，所述畜禽粪污的质量含水率可为30%~70%，具体可为 30% ~50%、30%、40%、50%、60% 或 70% ；
[0014]所述氧化剂溶液可为H2O2水溶液，所述H2O2水溶液的摩尔浓度可为0.5mol/L~2mol/L,具体可为 0.5mol/L ~1.5mol/L、0.5mol/L、lmol/L、1.5mol/L 或 2mol/L,可米用质量浓度为30%的H2O2进行配制。
[0015]上述的调控方法中，步骤(1)中，所述氧气的通入量与所述畜禽粪污的体积比可为
0.5 ~2:1，具体可为 0.5 ~1.5:1、0.5:1、1:1、1.5:1 或 2:1 ;
[0016]所述氧化剂溶液的加入量与所述畜禽粪污的体积比可为I~5:100，具体可为
`I~3:100U:100,2:100,3:100、4:100 或 5:100 ；
[0017]可利用插入式文丘里管加入所述氧化剂溶液，该加料方式可达到快速、高效、完全混合的效果。
[0018]上述的调控方法中，步骤(1)中，所述脉冲式微波的条件如下:功率可为100W~500W，具体可为 1001~4001、1001、2001、3001、4001或5001，频率可为 500MHz ~1000MHz，具体可为 500MHz ~700MHz、500MHz、700MHz 或 1000MHz ；
[0019]所述脉冲式微波在温度可为30°C~50°C的条件下作用10分钟~60分钟，如在30°C的条件下作用60分钟、30°C的条件下作用30分钟、50°C的条件下作用10分钟、50°C的条件下作用20分钟、40°C的条件下作用10分钟或40°C的条件下作用60分钟，且每个脉冲周期包括运行I~2分钟和停止I~2分钟。
[0020]上述的调控方法中，步骤(2)中，所述镁剂溶液为含有镁离子的水溶液，其中所述续离子的摩尔浓度可为lmol/L~5mol/L,具体可为lmol/L~3mol/L、lmol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L或5mol/L,可米用苦齒进行配制；
[0021]所述pH值调控剂为含有氢氧根离子的水溶液，所述氢氧根离子的摩尔浓度可为lmol/L~3mol/L,具体可为lmol/L、2mol/L或3mol/L,可米用烧碱进行配制；
[0022]可利用插入式文丘里管加入所述镁剂溶液和所述pH值调控剂，该加料方式可达到快速、高效、完全混合的效果。
[0023]上述的调控方法中，步骤(2)中，所述上清液中磷素的浓度可为10~200mg/L，具体可为 10 ~100mg/L、10mg/L、50mg/L、100mg/L 或 200mg/L ；
[0024]所述镁剂溶液中所述镁离子与所述上清液中磷素的摩尔比可为I~2:1，具体可为 I ~1.5:1、1:1U.5:1 或 2:1 ;[0025]所述混合液的pH值可为8~10，具体可为8、9或10。
[0026]上述的调控方法中，步骤(2)中，所述脉冲式微波的条件如下:功率可为IOW~100W,具体可为IOW~50W、10W、50W或100W，频率可为500MHz~1000MHz，具体可为500MHz ~700MHz、500MHz、700MHz 或 1000MHz ；
[0027]所述脉冲式微波在温度可为10°C~30°C的条件下作用10分钟~30分钟，如在20°C的条件下作用30分钟、30°C的条件下作用20分钟、10°C的条件下作用30分钟、10°C的条件下作用20分钟、20°C的条件下作用30分钟或30°C的条件下作用10分钟，且每个脉冲周期包括运行I~2分钟和停止I~2分钟。
[0028]上述的调控方法中，步骤(3 )中，控制所述上清液在所述沉淀池中静置沉淀的时间可为10~30分钟，具体可为10分钟、20分钟或30分钟。
[0029]上述的调控方法中，步骤(3 )中，所述上清液可采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水，所述内外双层溢流堰的出水板锯齿采用正三角形结构，材质可为双相不锈钢；
[0030]所述静置沉淀得到鸟粪石晶泥，所述鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥5~15分钟、空载5~15分钟。
[0031]上述的调控方法中，步骤(3)中，采用袋式过滤器间歇过滤所述鸟粪石晶泥；
[0032]所述袋式过滤器的过滤压力可为0.1Mpa~0.4Mpa,具体可为0.1Mpa~0.3Mpa、
0.lMpa、0.2Mpa、0.3Mpa 或 0.4Mpa ；
[0033]每个间歇过滤周期包括过滤5~15分钟和空载5~15分钟，空载期间可进行更换过滤袋收集鸟粪石产品。
[0034]本发明具有如下有益效果:
[0035](I)本发明提供的畜禽粪污磷素高效回收的调控方法，可以提高畜禽粪污磷素回收效能，磷素回收率大于99%。
[0036](2)本发明调控方法采用微波诱导氧化控制，可以实现畜禽粪污中有机形态磷高效快速转化为无机形态磷，有机磷转化率大于99%，转化时间小于60分钟。
[0037](3)本发明调控方法采用微波结晶过程控制，可以调控鸟粪石结晶介稳区宽度和位置，实现鸟粪石高效结晶造粒，鸟粪石产品的平均粒度大于2_。
【具体实施方式】
[0038]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0039]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0040]下述实施例1-6中，磷素回收效率=(畜禽粪污中磷素含量-出水中磷素含量)/畜禽粪污中磷素含量X 100%。
[0041]有机磷转化率=(微波诱导氧化前畜禽粪污中有机磷含量-微波诱导氧化后畜禽粪污中有机磷含量)/微波诱导氧化前畜禽粪污中有机磷含量X100%。
[0042]实施例1、畜禽粪污中磷素高效回收
[0043]采用30wt%H202溶液配制H2O2含量为0.5mol/L的氧化剂溶液，采用苦卤配制镁离子含量为5mol/L的镁剂溶液，采用烧碱配制氢氧根离子含量为2mol/L的pH值调控剂，然后按照下述步骤调控回收畜禽粪 污中的磷素。
[0044](I)调控畜禽粪污(磷素含量为200mg/L，其中有机磷含量80mg/L)的质量含水率为30%后，引入微波诱导氧化控制反应槽中，采用鼓风机按氧气与畜禽粪污的体积比为
0.5:1鼓入氧气，采用插入式文丘里管按氧化剂溶液与畜禽粪污的体积比为5:100喷入氧化剂溶液；采用微波调控器在功率100W、频率500MHz、温度为30°C的条件下进行脉冲式微波作用60分钟，每个脉冲周期包括运行I分钟和停止I分钟。经微波诱导氧化控制后畜禽粪污中有机磷含量Omg/L，有机磷转化率为100%。
[0045](2)将上述处理后的畜禽粪污上清液中磷素浓度调控为100mg/L后，引入微波结晶过程控制反应槽中，采用插入式文丘里管按镁剂溶液中镁离子与上清液中磷素的摩尔比为1.5:1喷入镁剂溶液，采用插入式文丘里管喷入pH值调控剂以控制混合液pH值为9，以转速50转/分钟机械搅拌混合液，采用微波调控器在功率100W、频率1000MHz、温度为20°C的条件下脉冲式微波作用30分钟，每个脉冲周期包括运行2分钟和停止2分钟。 [0046](3)将上述反应后的上清液引入沉淀池，控制停留时间为10分钟，采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水，溢流堰出水板锯齿采用正三角形结构，材质为双相不锈钢。沉淀鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥5分钟和空载5分钟，晶泥采用上进下出式袋式过滤器回收，安装玻璃丝过滤袋5个，过滤压力为0.4Mpa，采用间歇式控制，每个周期包括过滤5分钟和空载5分钟，空载期间更换过滤袋收集鸟粪石产品，平均粒度为2mm。
[0047]经上述处理后，收集得到的上层流出水中磷素含量为lmg/L，则本发明调控方法的磷素回收效率为99.5%。
[0048]实施例2、畜禽粪污中磷素高效回收
[0049]采用30wt%H202溶液配制H2O2含量为2mol/L的氧化剂溶液，采用苦卤配制镁离子含量为3mol/L的镁剂溶液，采用烧碱配制氢氧根离子含量为lmol/L的pH值调控剂，然后按照下述步骤调控回收畜禽粪污中的磷素。
[0050](I)调控畜禽粪污(磷素含量为300mg/L，其中有机磷含量100mg/L)的质量含水率为70%后，引入微波诱导氧化控制反应槽中，采用鼓风机按氧气与畜禽粪污的体积比为2:1鼓入氧气，采用插入式文丘里管按氧化剂溶液与畜禽粪污的体积比为4:100喷入氧化剂溶液，采用微波调控器在功率为500W、频率为1000MHz、温度为30°C的条件下脉冲式微波作用30分钟，每个脉冲周期包括运行2分钟和停止2分钟。经微波诱导氧化控制后畜禽粪污中有机磷含量0.5mg/L，有机磷转化率为99.5%。
[0051](2)将上述处理后的畜禽粪污上清液中磷素浓度调控为200mg/L后，引入微波结晶过程控制反应槽中，采用插入式文丘里管按镁剂溶液中镁离子与上清液中磷素的摩尔比
2:1喷入镁剂溶液，采用插入式文丘里管喷入pH值调控剂以控制混合液pH值为8，以转速10转/分钟机械搅拌混合液，采用微波调控器在功率为10W、频率为500MHz、温度为30°C的条件下脉冲式微波作用20分钟，每个脉冲周期包括运行I分钟和停止I分钟。
[0052](3)将上述反应后的上清液引入沉淀池，控制停留时间为20分钟，采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水，溢流堰出水板锯齿采用正三角形结构，材质为双相不锈钢。沉淀鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥10分钟和空载10分钟，晶泥采用上进下出式袋式过滤器回收，安装玻璃丝过滤袋7个，过滤压力为0.3Mpa，采用间歇式控制，每个周期包括过滤5分钟和空载15分钟，空载期间更换过滤袋收集鸟粪石产品，平均粒度为3mm ο
[0053]经上述处理后，收集得到的上层流出水中磷素含量为3mg/L，则本发明调控方法的磷素回收效率为99%。
[0054]实施例3、畜禽粪污中磷素高效回收
[0055]采用30wt%H202溶液配制H2O2含量为1.5mol/L的氧化剂溶液，采用苦卤配制镁离子含量为lmol/L的镁剂溶液，采用烧碱配制氢氧根含量为3mol/L的pH值调控剂，然后按照下述步骤调控回收畜禽粪污中的磷素。
[0056](I)调控畜禽粪污(磷素含量为100mg/L，其中有机磷含量50mg/L)的质量含水率为50%后，引入微波诱导氧化控制反应槽中，采用鼓风机按氧气与畜禽粪污的体积比为1:1鼓入氧气，采用插入式文丘里管按氧化剂溶液与畜禽粪污的体积比为2:100喷入氧化剂溶液，采用微波调控器在功率为300W、频率为500MHz、温度为50°C的条件下脉冲式微波作用10分钟，每个脉冲周期包括运行I分钟和停止I分钟。经微波诱导氧化控制后畜禽粪污中有机磷含量0.5mg/L，有机磷转化率为99%。
[0057](2)将上述处理后的畜禽粪污上清液中磷素浓度调控为10mg/L后，引入微波结晶过程控制反应槽中，采用插入式文丘里管按镁剂溶液中镁离子与上清液中磷素的摩尔比为1:1喷入镁剂溶液，采用插入式文丘里管喷入PH值调控剂以控制混合液pH值为10，以转速10转/分钟机械搅拌混合液，采用微波调控器在功率为50W、频率为700MHz、温度为10°C的条件下脉冲式微波作用30分钟，每个脉冲周期包括运行I分钟和停止2分钟。
[0058](3)将反应后的上清液引入沉淀池，控制停留时间为30分钟，采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水，溢流堰出水板锯齿采用正三角形结构，材质为双相不锈钢。沉淀鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥15分钟和空载15分钟，晶泥采用上进下出式袋式过滤器回收，安装玻璃丝过滤袋10个，过滤压力为0.2Mpa，采用间歇式控制，每个周期包括过滤15分钟和空载15分钟，空载期间更换过滤袋收集鸟粪石产品，平均粒度为5mm。
[0059]经上述处理后，收集得到的上层流出水中磷素含量为lmg/L，则本发明调控方法的磷素回收效率为99%。
[0060]实施例4、畜禽粪污中磷素高效回收
[0061]采用30wt%H202溶液配制H2O2含量为lmol/L的氧化剂溶液，采用苦卤配制镁离子含量为2mol/L的镁剂溶液，采用烧碱配制氢氧根含量为3mol/L的pH值调控剂，然后按照下述步骤调控回收畜禽粪污中的磷素。
[0062](I)调控畜禽粪污(磷素含量为200mg/L，其中有机磷含量100mg/L)的质量含水率为60%后，引入微波诱导氧化控制反应槽中，采用鼓风机按氧气与畜禽粪污的体积比为1:1鼓入氧气，采用插入式文丘里管按氧化剂溶液与畜禽粪污的体积比为1:100喷入氧化剂溶液，采用微波调控器在功率为300W、频率为700MHz、温度为50°C的条件下脉冲式微波作用20分钟，每个脉冲周期包括运行2分钟和停止I分钟。经微波诱导氧化控制后畜禽粪污中有机磷含量0mg/L，有机磷转化率为100%。
[0063](2)将上述处理后的畜禽粪污上清液中磷素浓度调控为50mg/L后，引入微波结晶过程控制反应槽中，采用插入式文丘里管按镁剂溶液中镁离子与上清液中磷素的摩尔比为1:1喷入镁剂溶液，采用插入式文丘里管喷入PH值调控剂以控制混合液pH值为10，以转速100转/分钟机械搅拌混合液，采用微波调控器在功率为50W、频率为1000MHz、温度为10°C的条件下脉冲式微波作用20分钟，每个脉冲周期包括运行2分钟和停止2分钟。
[0064](3)将上述反应后的上清液引入沉淀池，控制停留时间为30分钟，采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水，溢流堰出水板锯齿采用正三角形结构，材质为双相不锈钢。沉淀鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥15分钟和空载15分钟，晶泥采用上进下出式袋式过滤器回收，安装玻璃丝过滤袋10个，过滤压力为0.1Mpa,采用间歇式控制，每个周期包括过滤15分钟和空载15分钟，空载期间更换过滤袋收集鸟粪石产品，平均粒度为IOmm0
[0065]经上述处理后，收集得到的上层流出水中磷素含量为lmg/L，则本发明调控方法的磷素回收效率为99.5%。
[0066]实施例5、畜禽粪污中磷素高效回收
[0067]采用30wt%H202溶液配制H2O2含量为0.5mol/L的氧化剂溶液，采用苦卤配制镁离子含量为4mol/L的镁剂溶液，采用烧碱配制氢氧根含量为2mol/L的pH值调控剂，然后按照下述步骤调控回收畜禽粪污中的磷素。
[0068](I)调控畜禽粪污(磷素含量为500mg/L，其中有机磷含量400mg/L)的质量含水率为40%后，引入微波诱导氧化控制反应槽中，采用鼓风机按氧气与畜禽粪污的体积比为
1.5:1鼓入氧气，采用插入式文丘里管按氧化剂溶液与畜禽粪污的体积比为3:100喷入氧化剂溶液，采用微波调控器在功率为200W、频率为1000MHz、温度为40°C的条件下脉冲式微波作用10分钟，每个脉冲周期包括运行I分钟和停止I分钟。经微波诱导氧化控制后畜禽粪污中有机磷含量2mg/L， 有机磷转化率为99.5%。
[0069](2)将上述处理后的畜禽粪污上清液中磷素浓度调控为100mg/L后，引入微波结晶过程控制反应槽中，采用插入式文丘里管按镁剂溶液中镁离子与上清液中磷素的摩尔比为1.5:1喷入镁剂溶液，采用插入式文丘里管喷入pH值调控剂以控制混合液pH值为9，以转速10转/分钟机械搅拌混合液，采用微波调控器在功率为100W、频率为1000MHz、温度为20°C的条件下脉冲式微波作用30分钟，每个脉冲周期包括运行2分钟，停止I分钟。
[0070](3)将上述反应后的上清液引入沉淀池，控制停留时间为20分钟，采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水，溢流堰出水板锯齿采用正三角形结构，材质为双相不锈钢。沉淀鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥15分钟、空载5分钟，晶泥采用上进下出式袋式过滤器回收，安装玻璃丝过滤袋8个，过滤压力为0.4Mpa，采用间歇式控制，每个周期包括过滤10分钟、空载10分钟，空载期间更换过滤袋收集鸟粪石产品，平均粒度为2mm ο
[0071]经上述处理后，收集得到的上层流出水中磷素含量为5mg/L，则本发明调控方法的磷素回收效率为99%。
[0072]实施例6、畜禽粪污中磷素高效回收
[0073]采用30wt%H202溶液配制H2O2含量为2mol/L的氧化剂溶液，采用苦卤配制镁离子含量为5mol/L的镁剂溶液，采用烧碱配制氢氧根含量为lmol/L的pH值调控剂，然后按照下述步骤调控回收畜禽粪污中的磷素。
[0074](I)调控畜禽粪污(磷素含量为400mg/L，其中有机磷含量200mg/L)的质量含水率为50%后，引入微波诱导氧化控制反应槽中，采用鼓风机按氧气与畜禽粪污的体积比为
0.5:1鼓入氧气，采用插入式文丘里管按氧化剂溶液与畜禽粪污的体积比为3:100喷入氧化剂溶液，采用微波调控器在功率为400W、频率为700MHz、温度为40°C的条件下脉冲式微波作用60分钟，每个脉冲周期包括运行2分钟，停止2分钟。经微波诱导氧化控制后畜禽粪污中有机磷含量Omg/L，有机磷转化率为100%。
[0075](2)将上述处理后的畜禽粪污上清液中磷素浓度调控为200mg/L后，引入微波结晶过程控制反应槽中，采用插入式文丘里管按镁剂溶液中镁离子与上清液中磷素的摩尔比为2:1喷入镁剂溶液，采用插入式文丘里管喷入pH值调控剂以控制混合液pH值为8，以转速50转/分钟机械搅拌混合液，采用微波调控器在功率为10W、频率为700MHz、温度为30°C的条件下脉冲式微波作用10分钟，每个脉冲周期包括运行I分钟，停止I分钟。
[0076](3)将上述反应后的上清液引入沉淀池，控制停留时间为10分钟，采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水，溢流堰出水板锯齿采用正三角形结构，材质为双相不锈钢。沉淀鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥5分钟、空载5分钟，晶泥采用上进下出式袋式过滤器回收，安装玻璃丝过滤袋5个，过滤压力为0.1Mpa,采用间歇式控制，每个周期包括过滤5分钟、空载5分钟，空载期间更换过滤袋收集鸟粪石产品，平均粒度为5mm。
[0077]经上述处理后，收集得到的上层流出水中磷素含量为2mg/L，则本发明调控方法的磷素回收效率为99.5%。`
【权利要求】
1.一种畜禽粪污中磷素高效回收的调控方法，包括如下步骤: (1)将畜禽粪污和氧化剂溶液加入至微波诱导氧化控制反应槽中，并通入氧气得到反应体系；用脉冲式微波作用所述反应体系； (2)将步骤(1)处理后的上清液、镁剂溶液和pH值调控剂加入至微波结晶过程控制反应槽中得到混合液；用脉冲式微波作用所述混合液； (3)将步骤(2)处理后的上清液引入沉淀池中，经静置沉淀得到上清液。
2.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于:步骤(1)中，所述畜禽粪污的质量含水率为30%~70% ； 所述氧化剂溶液为H2O2水溶液，所述H2O2水溶液的摩尔浓度为0.5mol/L~2mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的调控方法，其特征在于:步骤(1)中，所述氧气的通入量与所述畜禽粪污的体积比为0.5~2:1 ; 所述氧化剂溶液的加入量与所述畜禽粪污的体积比为I~5:100 ； 利用插入式文丘里管加入所述氧化剂溶液。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的调控方法，其特征在于:步骤(1)中，所述脉冲式微波的条件如下:功率为100W~500W，频率为500MHz~1000MHz ； 所述脉冲式微波在温度为30°C~50°C的条件下作用10分钟~60分钟,且每个脉冲周期包括运行I~2分钟和停止I~2分钟。
5.根据权利要求1-4中 任一项所述的调控方法，其特征在于:步骤(2)中，所述镁剂溶液为含有镁离子的水溶液，其中所述镁离子的摩尔浓度为lmol/L~5mol/L ； 所述pH值调控剂为含有氢氧根离子的水溶液，所述氢氧根离子的摩尔浓度为Imol/L ~3mol/L ； 利用插入式文丘里管加入所述镁剂溶液和所述PH值调控剂。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的调控方法，其特征在于:步骤(2)中，所述上清液中磷素的浓度为10~200mg/L ； 所述镁剂溶液中所述镁离子与所述上清液中磷素的摩尔比为I~2:1 ; 所述混合液的pH值为8~10。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的调控方法，其特征在于:步骤(2)中，所述脉冲式微波的条件如下:功率为low~100W，频率为500MHz~1000MHz ； 所述脉冲式微波在温度为10°C~30°C的条件下作用10分钟~30分钟，且每个脉冲周期包括运行I~2分钟和停止I~2分钟。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的调控方法，其特征在于:步骤(3)中，控制所述上清液在所述沉淀池中静置沉淀的时间为10~30分钟。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的调控方法，其特征在于:步骤(3)中，所述上清液采用内外双层溢流堰的滗水器溢流出水； 所述静置沉淀得到鸟粪石晶泥，所述鸟粪石晶泥采用间歇式排泥控制，每个周期包括排泥5~15分钟、空载5~15分钟。
10.根据权利要求9所述的调控方法，其特征在于:采用袋式过滤器间歇过滤所述鸟粪石晶泥； 所述袋式过滤器的过滤压力为0.1Mpa~0.4Mpa ；每个间歇过滤 周期包括过滤5~15分钟和空载5~15分钟。
【文档编号】C01B25/45GK103755111SQ201410009174
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】张涛, 江荣风, 方慈, 李平 申请人:中国农业大学