本发明涉及在化学和生物废水处理工厂(wwtp)中以简单且有效的方式从废水中回收磷。
背景技术：
城市废水含有大量不同物质。最常用的参数包括生物化学需氧量(bod)、悬浮固体(ss)、磷(p)和氮(n)。这些参数典型地由政府机构调节。城市废水处理方法典型地包括若干步骤，所有这些步骤均被设计为提供足够干净的水以用于返回到水流中。这些方法步骤可以包括-机械步骤，任选地使用添加的有机化学物，被设计为例如在沉降池中从原污水分离悬浮固体和可能的磷，-生物步骤，被设计为使用微生物消耗有机物质，优选地紧接着另一个沉降步骤，该沉降步骤被设计为进一步分离悬浮固体，以及-营养物去除，这可能是生物方法的一部分或通过化学处理进行。在机械处理中，典型地去除约30％的bod和50％-60％的ss以及极少的p和n。在许多情况下，这是不够的并且引入化学物以改进分离。所添加的化学物是铁或铝盐。这些盐通常称为凝结剂或无机凝结剂并且将支持颗粒、bod和磷去除。如果将凝结剂添加到同时使用机械处理进行的方法中，则可以减少多达95％的ss和75％的bod。由于铁和铝也使磷沉淀，所以当使用无机凝结剂时也废水中分离溶解磷。可以减少多至98％p。在一些情况下，化学物增强的初级处理(cept)足以满足废水流出物标准。在该情况下，此方法描述为cept工厂或直接沉淀工厂。在生物处理中，去除其余ss和bod。在此步骤中，天然细菌将有机物质降解成生物质、二氧化碳和水。这通常在有氧条件下进行，其中氧被添加到水中以增加例如在活性污泥方法中的效率。生物处理可以通过同时磷还原方法来完成，其中化学磷沉淀与活性污泥方法中的生物处理同时发生。生物阶段也充当凝结池，并且生物污泥和化学污泥在后续阶段中去除。通常用于同时沉淀的凝结剂是铝盐或铁盐。以上所述的组合的化学和生物废水处理工厂有效于减少悬浮固体、生物可降解有机物、以及营养物(包括氮和磷)的量。然而，特别是在营养物的情况下，仍需要一种将有效回收这些营养物同时还减少悬浮固体和有机物的量从而可以分离、再循环和再使用所述营养物的方法。废水可能含有正磷酸盐、有机结合磷和多磷酸盐形式的磷。城市废水中的磷浓度可以典型地是3-20mg/l，但是更高浓度是可能的。一些工业废水可含有100mg/l或甚至更高量的磷。由于磷在富营养化中具有作用，所以从废水中去除磷是废水处理的必需步骤。磷去除因此典型地由管理机构调节。废水中的磷以微粒和溶解物质存在。溶解物质主要由磷酸盐组成。在wwtp中，因此必须去除微粒和溶解的p并且这可以不同的方式通过化学或生物手段进行。用于磷酸去除的化学物诸如无机凝结剂可以应用于wwtp的不同部分中。磷可以在直接沉淀工厂中从废水中分离而无需进一步处理。磷还可以在活性污泥池中沉淀。此方法称为同时沉淀或共沉淀。所沉淀的磷保持与污泥混合。生物磷去除可通过两种不同方式即同化和增强的生物磷去除来进行。同化是生物质中的磷吸收。这在所有活生物体中进行，但是吸收的磷的量不太高。仅约1％的生物质是磷。因此在生物处理中产生更多生物质的情况下，可以吸收更多磷。在化学预处理的情况下，可以控制生物处理的bod负荷。在高bod负荷的情况下，可以同化更多磷并且反之亦然。增强的生物磷去除(ebpr)是一种活性污泥方法，其中具有更高吸收磷的可能性的细菌被鼓励生长。在此方法中，细菌释放和吸收磷。在厌氧条件下，磷释放并且在有氧条件下吸收。这意味着如果生物污泥被厌氧消化以产生生物气体，则释放一些磷酸盐。此磷酸盐释放可能在消化器和消化器之后的脱水系统中引起结垢问题，但是也可以打开以回收一些磷。ebpr方法不像化学磷去除方法那样有效和稳定并且通常使用化学方法备用以确保满足流出物要求。化学磷去除具有从废水中去除磷并使其沉淀到污泥中的高效率。然后可以将它再循环到具有污泥的农业用地中并用作营养物。在另一方面，生物磷去除方法较低效并且废水典型地含有更高量的磷。然而，磷可以在可释放磷的厌氧消化之后在侧流中回收。然而，这是具有低磷去除效率的工厂的内部再循环流并且仅回收少部分磷，即流入磷的5％-30％。仍需要有效浓缩并分离磷化合物以使得它们可以得到有效回收以用于进一步使用的改进程序。技术实现要素：本发明的一个目标是提供一种用于从废水中有效回收磷的方法。特别是，本发明的一个目标是提供一种方法，其中该磷可以浓缩形式从废水和污泥中分离并且然后用作原材料或按原样使用。这些和其他目标连同其相对于已知方法的优点通过本发明来实现，如下文所述和要求保护的。因此，本发明涉及一种用于从废水中回收磷酸盐的方法。更确切地说，本发明的方法的特征在于所附权利要求书中要求保护的内容。在本发明方法中，通过废水处理方法将最大量的磷保持为水相中溶解的磷，直到后处理步骤。溶解磷可包括磷酸盐，并且优选地主要是磷酸盐。在后处理时，溶解的磷酸盐沉淀成固体磷酸盐。因此，溶解磷可以从废水中沉淀并且所得固体磷酸盐在处理后步骤中以浓缩形式以高纯度从废水中分离，因为大部分其他杂质已在先前步骤中从水中去除。也可以使用其他磷去除技术，诸如吸附或离子交换。此回收可以有效进行，因为干扰的生物质已经去除并且因为磷从主要流中回收而非从循环中回收。根据本发明从废水中沉淀和分离的固体磷酸盐形成具有低有机含量的产物并且可以按原样使用，或者可以任选地在分离之后进一步处理，例如在集中精选工厂中处理成肥料原材料。因此通过本发明的方式获得相当多的优点。在本发明方法中估计的磷回收率是流入磷的30％-70％，例如50％-70％。此回收的磷以足够纯的形式获得以用于进一步利用，甚至无需额外纯化步骤，并且该回收的磷含有比常规脱水污水污泥更少的重金属和持久性有机污染物。由于磷从水中分离并且未沉淀到污泥中，所以可以获得另一个优点，因为可以减小该程序的污泥体积。这进而也使得磷化合物更有效的回收。污泥体积较低也使得污泥处理或处置的需要减小。另外，与从污泥分离磷或甚至在污泥处理方法诸如同化和使用高化学消耗从灰烬中分离诸如提取之后相比，从水中分离磷更容易且耗能更少。接着，本发明将参考附图和详细说明更详尽地描述。附图简要说明图1是用于本发明的一个实施例中的方法方案的示意图。图2是用于本发明的另一个实施例中的方法方案的示意图。图3是用于本发明的第三实施例中的方法方案的示意图。图4是用于本发明的一个实施例中的详细方法方案的示意图。具体实施方式应理解，所披露的本发明的实施例不限于本文所披露的特定结构、方法步骤或材料，但是延伸至其等效物，如由相关领域普通技术人员所认知的。还应该理解的是，本文所用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并不旨在是限制性的。贯穿本说明书对一个实施例(oneembodiment/anembodiment)的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在贯穿本说明书的不同位置中的短语“在一个实施例中(inoneembodiment/inanembodiment)”的出现不一定全部是指同一个实施例。在使用术语例如像约或基本上来引用数值时，还披露了精确值。因此，本发明的实施例结合城市wwtp来描述。在本发明的其他实施例中，可以处理工业废水或其他含有磷的废水。工业wwtp具有与城市wwtp类似的设计并且结合城市wwtp描述的实施例也适用于工业wwtp。在本发明的实施例中，典型地再使用流入废水中的大部分磷，而不会影响组合的化学和生物wwtp的潜在优点并且不会增加能量消耗、降低生物气体产生或需要高投资。本发明的实施例提供一种容易在大部分wwtp中可实施的简单方法。城市废水可以在如以下示例性实施例中所述的逐步方法中处理，该逐步方法包括初始处理步骤、机械处理步骤、生物处理步骤和后处理步骤(参见图1)。根据此实施例，筛选和/或过滤废水，从而分离大颗粒(特别是具有大小>3mm的颗粒)、碎片和其他固体材料。水然后穿过分沙器，其中有些较小的颗粒样沙和研磨的咖啡在通气槽中分离。由这些初始步骤分离的废物可以处置或焚烧，因为它典型地具有非常低的再循环价值。在根据此实施例的废水处理的下一个步骤中，较小颗粒从在沉降池中由初始步骤获得的废水中分离。在此机械处理步骤中去除的颗粒在机械污泥中结束。典型地，去除约30％的bod和50％-60％)的ss以及极少的p和n。在本发明的实施例中，目标是在水中保持尽可能多的磷。废水在机械处理步骤中用极少量的凝结剂处理或优选地完全不用无机凝结剂处理。目标是利用机械处理的积极影响并且实现减小的生物处理的bod负荷，并且因此降低能量消耗，以及更高的机械污泥产生，以使得生物气体产生尽可能高。这可通过利用生物凝结剂或聚合物来进行，适合的凝结剂或聚合物可以选自聚丙烯酰胺、三聚氰胺甲醛、聚胺、polydadmac、天然聚合物如丹宁酸和木质素、天然多糖如淀粉、纤维素、半纤维素海藻盐、瓜尔胶、甲壳质和脱乙酰壳多糖、以及其阳离子或阴离子衍生物、以及其任何组合，优选地是聚丙烯酰胺、聚胺和polydadmac。在此实施例中，颗粒去除至少与常规机械处理的情况处于相同水平，优选地较之更好，但是溶解磷保持在废水中。然后根据一个实施例在生物处理步骤中处理具有高于正常溶解磷酸盐含量的机械处理的废水。活性污泥方法是优选的，但是也可以使用其他生物处理方法。一些磷在生物处理步骤中同化。根据本发明的实施例，可以控制进入生物处理的bod的量并且因此还可以控制磷同化的量。目标是将磷保持在废水中，直到后处理步骤，因此优选的是在机械和化学处理步骤中去除尽可能多的bod并且同时在这些步骤中避免不需要的磷去除。在此生物处理步骤中，细菌将废水中的有机物质降解成生物质、二氧化碳和水。然后可以将生物质作为生物污泥从处理的废水中分离，从而减少bod。这可以在有氧、富氧条件下进行，其中氧被添加到废水中以增加效率。由于细菌缓慢生长，所以它们必须在处理方法中保持比所处理的废水更长的时间。这可以若干种方式进行，例如使用活性污泥方法，其中细菌以高浓度生活在生物反应器中。在生物反应器之后，连同所处理的废水一起排放到沉降池中的细菌得到分离并且又可以再循环到生物反应器中。沉降池可以被膜过滤器替代。在该情况下，活性污泥池称为膜生物反应器。可替代地，细菌在过滤器诸如滴漏过滤器中的载体材料上或在生物反应器诸如流化床生物反应器中生长。在该情况下，细菌在处理之后未再循环到生物反应器中。在生物处理中，可以很大程度地去除bod。通常去除超过90％。在本发明的一个实施例中，营养物的缺乏不限制生物处理步骤的性能，因为磷在生物步骤之前未回收和分离。将存在对于bod和氮去除而言可用的足够磷，而不会降低其去除功效。而且当在生物步骤之前去除大部分有机物时，细菌需要较少的磷，因为存在较少有机物，因此消耗并结合最少量的磷并且大部分溶解的磷酸盐仍保持在水相中，直到在后处理中进行磷分离步骤。另外，污泥年龄，即生物质在此步骤中花费的时间可以容易控制并延长，这进一步增加溶解的磷酸盐在水相中的量并且提供甚至更多的有待在磷分离步骤中回收的磷。与在无直接沉淀或预沉淀的情况下运行的wwtp相比，本发明的实施例可以提供由于较低的通气需要而引起的节能和低得多的处理体积需求。因此，生物处理步骤中的生物方法可以更紧密并且能量需求更少。这还提供比大部分现存的生物处理工厂低的资金和运行成本。作为替代方案，处理能力可在现有生物处理中有所增加。在生物处理步骤之后，其余处理的废水的bod和ss较低。在此阶段，废水可以进一步纯化，只要磷保持在废水中。根据工厂的配置，氮水平可能较低。然而，氮水平典型地在磷分离中不具有影响。在本发明的实施例中，磷在后处理步骤中从处理的废水中分离。在一个优选的实施例中，溶解的磷通过化学手段沉淀，因为几乎大部分溶解的磷将以磷酸盐形式存在。本发明方法能够影响废水中无机磷，诸如磷酸盐。以磷酸盐形式存在的溶解磷使用至少一种化学沉淀剂来沉淀。固体磷酸盐由此化学处理获得。适合的化学沉淀剂的实例是可以用于分离溶解磷的铁(铁或亚铁)、铝、钙或镁的盐。适合的盐包括例如氢氧化钙、氧化钙、氯化钙、硫酸钙、氯化镁、硫酸镁、氧化镁、氢氧化镁、硫酸铝、氯化铝、聚氯化铝、聚硫酸铝、聚硝酸铝、水合氯化铝、氢氧化铝、铝酸钠、氯化铁、硫酸铁、氯化硫酸铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化硫酸铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁或氢氧化钠。这些沉淀物然后通过物理分离从处理的废水中分离，即该物理分离使用物理手段，例如通过沉降、浮选、离心或过滤。物理分离可以使用倾析式离心机、圆盘过滤机、箱式压滤机和/或旋液分离器来进行。而且，其他磷去除技术也可以用于后处理中，像可以使用化学-物理分离方法，诸如离子交换或吸附以将溶解磷从处理的废水中分离。应注意，沉淀物分离可以使用多重分离步骤来进行。这些分离步骤可以包括任何组合的一个或多个分离装置，例如，如以上所提及的。在后处理步骤之后获得的磷沉淀物典型地具有低含量的其他污染物和比常规废水污泥高得多的浓度的磷。使用本发明的实施例获得的磷沉淀物适用于用作磷源以用于直接或间接再使用磷，诸如直接用作肥料或用于进一步处理或精炼。为了实现尽可能高的磷回收产率，优选的是进一步处理机械和/或生物污泥(参见图2)。在一个优选的实施例中，污泥是厌氧消化的。消化的污泥可以脱水并且被弃之物可以转发回到机械处理之前的方法中。然后污泥体积减小并且一些微粒结合磷释放并且可再循环到废水处理方法的步骤中，该步骤在其中分离磷的后处理之前。释放的磷在水中结束并且可以在生物处理之后分离。在一个实施例中，磷酸盐沉淀物可以再循环回到前一个处理步骤，诸如厌氧消化。当铁或亚铁化合物用于沉淀时，来自后处理的少部分磷沉淀物(含有磷酸盐的沉淀物)可以返回至厌氧消化。当返回的铁量用典型地在厌氧消化中形成的硫化氢含量优化时，可以用从磷酸盐沉淀物释放的再循环铁结合并沉淀该硫化物。用铁结合硫化物将在厌氧消化中具有双重优点，因为由于去除硫化氢它将进一步增加生物气体产率，并且同时它会将磷酸盐再次释放到液相中，该液相然后可以再循环回到机械分离或生物处理步骤或后处理中以在后处理步骤中再次回收和分离。因此，磷酸盐未损失，但铁也用于厌氧消化中。为了进一步增加磷从生物处理步骤中释放，可以处理来自生物沉降的返回的污泥或返回的污泥的侧流，并且在其返回至生物反应器或转发到脱水步骤之前单独地处理它。此类额外处理步骤作为黑色圆圈示出在图2中。通过进行这些步骤，生物污泥体积降低并且较少磷可以结合到生物质中。这可以通过生物、化学或物理手段或这些手段的组合来进行。适合手段的实例是厌氧、缺氧、微需氧或需氧处理中的生物处理，使用臭氧、过氧化氢、过甲酸或其他强化学氧化剂或反应物进行的化学处理，以及使用例如超声波、微筛选和其他物理方法进行的物理手段。污泥的厌氧消化可以产生甲烷气体。在另一个实施例中，甲烷气体用于产生能量，从而可以减少该方法的碳足迹。在本发明的一个实施例中，污泥体积被最小化并且通过需氧处理或化学物理手段将一部分磷从污泥中释放。然而，这将不会生成甲烷产量，像厌氧污泥处理一样。此释放的磷然后可以返回至生物处理的水中。在以上所述的实施例中，可以实现高达流入磷的70％的磷回收率。这比使用wwtp或使用增强的生物磷去除方法可能得到的高很多。在本发明的一个实施例中，以上所述的相同概念应用于直接沉淀(参见图3)，这使用有机凝结剂或聚合物诸如聚丙烯酰胺、三聚氰胺甲醛、丹宁、聚胺和polydadmac、优选地polydadmac、聚胺或聚丙烯酰胺进行，以使得尽可能多的磷保持在废水中。磷酸盐分离步骤作为最终处理添加，其中磷以与以上对于后处理步骤所述的相同的方式沉淀和分离。磷的回收率接近于与以上所述实施例的方法相同的水平。在此后一实施例中获得的磷沉淀物可以含有一些溶解物质残余物，但是可以用作磷原材料以用于进一步处理。而且在此实施例中，污泥的处理可以增加回收率，因为减少的污泥体积可能意味着一些微粒磷的释放。在本发明的另一个实施例中，全部处理以上所述的污泥以将额外量的磷再循环回到该方法中(参见图4)。机械污泥经受厌氧消化。然后，污泥体积减小并且一些微粒结合磷被释放并再循环到该方法中。主要由生物质组成的一部分生物污泥可以返回至生物处理步骤以用于再利用，由此也可以从中提取生物质中保留的任何磷。即使磷回收是本发明的重要部分，但是需要指出的是，与常规废水处理方法相比，使用该方法存在其他优点。在机械处理步骤中的改进的颗粒分离的情况下，厌氧消化器中的生物气体产生得到显著提高。在极端情况下，它与其他废水处理方法像生物增强的磷去除方法相比是双倍的。此外，颗粒的有效减小也卸下了生物处理步骤并且在该单元运行中节约能源。包含磷酸盐的肥料或肥料原材料可以通过本发明方法获得。通过本发明方法获得的磷酸盐可以用作肥料或肥料原材料或者可以用于产生肥料或肥料原材料。以下非限制性实例仅旨在说明使用本发明的实例获得的优点。实例实例1.使用聚丙烯酰胺(pam)、聚胺(pa)和poly-dadmac凝结剂(p-d)、以及常规的无机氯化铁(pix)和聚氯化铝(pax)分离机械污泥a)从该方法中获取废水处理工厂的进入废水。干燥固体含量为0.05％。制备将干燥聚合物(100％活性剂)溶解至0.1％活性剂溶液并将聚合物溶液溶解至5％活性剂浓度的絮凝剂溶液。将900g该进入的废水取出到烧杯中。将电动混合器放置在该烧杯中并且以200rpm的速度打开。在此速度下的混合继续30秒，在此期间，使用移液管将絮凝剂溶液添加到良好混合的溶液中。然后将搅拌减慢至40rpm并在此速度下继续搅拌5min。在此之后，停止搅拌并使所形成的絮凝体沉降10min，在此之后在3cm深度下进行取样。表1.使用pam分离机械污泥。*未沉降。表2.使用poly-dadmac分离机械污泥。*未沉降。b)从该方法中获取废水处理工厂的进入废水。干燥固体含量为0.07％。制备将干燥聚合物(100％活性剂)溶解至0.1％活性剂溶液并将聚合物溶液溶解至5％活性剂浓度的絮凝剂溶液。将1000g该进入的废水取出到烧杯中。将电动混合器放置在该烧杯中并且以200rpm的速度打开。在此速度下的混合继续30秒，在此开始时，使用移液管将絮凝剂溶液添加到良好混合的溶液中。然后将搅拌减慢至40rpm并在此速度下继续搅拌5min。在此之后，停止搅拌并使所形成的絮凝体沉降10min，在此之后在3cm深度下进行取样。表3.使用pam、聚胺和poly-dadmac分离机械污泥。*未沉降。c)从该方法中获取废水处理工厂的进入废水。悬浮的固体含量为0.05％。将1000g该进入的废水取出到烧杯中。将电动混合器放置在该烧杯中并且以400rpm的速度打开。在此速度下的混合继续10秒，在此期间，使用移液管将无机凝结剂添加到良好混合的溶液中。所使用的无机凝结剂是pix-111(fe13.8％，密度为1.42g/ml)、pax-xl9(al4.5％，密度为1.2g/ml)和pax-xl-19(al12.5％，密度为1.35g/ml)。然后将搅拌减慢至40rpm并且在此速度下继续搅拌5min。在此之后，停止搅拌并使所形成的絮凝体沉降10min，在此之后在3cm深度下进行取样。表4.使用铁和铝凝结剂分离机械污泥。*未沉降。实例2.后处理中的磷回收在实验室规模中使用来自具有生物处理工艺的废水处理工厂的废水模拟后处理中的磷回收。由于废水处理实践如今需要去除磷，所以废水中的总磷得到减少以满足工厂的这些要求。磷水平使用na3po4升高至所需水平，以模拟根据本发明的磷回收。a)使用铁凝结剂沉淀从该方法获取具有0.33mg/l的磷的20升废水。添加529.0mg的na3po4以将磷水平升高至5mgp/l。将1000ml如此制备的富磷废水取出到烧杯中。将电动混合器以400rpm的速度打开。紧接着在开始混合之后，添加所需剂量的fe-凝结剂pix-111(fe13.7％，密度为1.44g/ml)以用于使用移液管沉淀磷。将剧烈的400rpm搅拌继续30秒，并且然后将其减慢至40rpm持续10分钟。停止搅拌并使样品沉降10min。磷沉淀物分离到烧杯底部。从液体表面顶部的3cm深度处获取样品。通过分析液相来鉴定磷沉淀物形成，这相反地告知了磷从液体中去除和磷沉淀物的形成。表5b)使用cacl2和naoh沉淀从该方法获取具有0.43mg/l总磷和0.20mg/l溶解的邻磷的4999.87克废水。添加132.3mg的na3po4以将磷水平升高至5mgp/l。将900g如此制备的富磷废水取出到烧杯中。将电动混合器以400rpm的速度打开。将ph使用20％naoh调节至所需水平。使用移液管添加所需剂量的具有9.77％ca的cacl2-溶液，以用于使磷沉淀。从cacl2-溶液添加开始计数，将剧烈的400rpm搅拌继续10秒，在此之后将其减慢至99rpm持续15分钟。停止搅拌并获取用于分析的样品。使用0.45μm过滤器过滤样品。通过分析其余液相来鉴定磷沉淀物形成，这相反地告知了磷从液体中去除和磷沉淀物的形成。表6c)使用cacl2和naoh沉淀从该方法获取具有0.43mg/l总磷和0.20mg/l溶解的邻磷的4999.74克废水。添加264.6mg的na3po4以将磷水平升高至10mgp/l。将900g如此制备的富磷废水取出到烧杯中。将电动混合器以400rpm的速度打开。将ph使用20％naoh调节至所需水平。使用移液管添加所需剂量的具有9.77％ca的cacl2-溶液，以用于使磷沉淀。从cacl2-溶液添加开始计数，将剧烈的400rpm搅拌继续10秒，并且然后将其减慢至99rpm持续15分钟。停止搅拌并获取用于分析的样品。使用0.45μm过滤器过滤样品。通过分析其余液相来鉴定磷沉淀物形成，这相反地告知了磷从液体中去除和磷沉淀物的形成。表7d)使用ca(oh)2沉淀从该方法获取具有0.56mg/l总磷和0.27mg/l溶解的邻磷的4999.87克废水。添加132.3mg的na3po4以将磷水平升高至5mgp/l。将900g如此制备的富磷废水取出到烧杯中。将电动混合器以400rpm的速度打开。逐个结晶地小心添加所需剂量的具有55.00％ca的固体ca(oh)2，以用于使磷沉淀。在添加ca(oh)2之后，将剧烈的400rpm搅拌继续10秒，在此之后将其减慢至99rpm持续15分钟。停止搅拌并获取用于分析的样品。使用0.45μm过滤器过滤样品。通过分析其余液体来鉴定磷沉淀物形成，这相反地告知了磷从液体中去除和磷沉淀物的形成。表8e)使用cao沉淀通过含有69.33％ca的cao置换来自实验d)的ca(oh)2。在获取样品时在99rpm的搅拌速度下在15min反应时间之后未停止搅拌，而是继续60min并且获取第二个样品。表9f)使用mgcl2沉淀从该方法中获取5升废水。添加7939.3mg的na3po4以将磷水平升高至288mgp/l。将900ml如此制备的富磷废水取出到烧杯中并将ph用10％hcl调节至9.4或11。将电动混合器以400rpm的速度打开。紧接着在开始混合之后，添加7897pi的mgcl2溶液(mg3.6％，密度为1.116g/ml)和3331μlnh4cl溶液(n5.2％，1.048g/ml)以用于使磷沉淀。将剧烈的400rpm搅拌继续15秒，并且然后将其减慢至40rpm持续20分钟。在20分钟反应时间期间，使用20％naoh将ph保持在恒定水平下。通过分析液相中的其余邻磷和nh4-n来鉴定磷沉淀物形成。表10g)使用铁或铝凝结剂沉淀从该方法中获取9.99974克废水。添加264.6mg的na3po4以将磷水平升高至5mgp/l。将1000g如此制备的富磷废水取出到烧杯中。将电动混合器以350rpm的速度打开。紧接着在开始混合之后，使用移液管添加所需剂量的凝结剂(具有fe13.61％和密度1.42g/ml的pix-111或具有al3.94％和密度1.29g/ml的硫酸铝(als))以用于使磷沉淀。将剧烈的350rpm搅拌继续10秒，并且然后将其减慢至40rpm持续10分钟。停止搅拌并使样品沉降10min。磷沉淀物分离到烧杯底部。从液体表面顶部的3cm深度处获取样品。使用0.45μm过滤器过滤样品。通过分析其余液相来鉴定磷沉淀物形成，这相反地告知了磷从液体中去除和磷沉淀物的形成。表11表12h)使用铁或铝凝结剂沉淀从该方法中获取9.99947克废水。添加529.3mg的na3po4以将磷水平升高至5mgp/l。将1000g如此制备的富磷废水取出到烧杯中。将电动混合器以350rpm的速度打开。紧接着在开始混合之后，使用移液管添加所需剂量的凝结剂(具有fe13.61％和密度1.42g/ml的pix-111或具有al3.94％和密度1.29g/ml的als)以用于使磷沉淀。将剧烈的350rpm搅拌继续10秒，并且然后将其减慢至40rpm持续10分钟。停止搅拌并使样品沉降10min。磷沉淀物分离到烧杯底部。从液体表面顶部的3cm深度处获取样品。使用0.45μm过滤器过滤样品。通过分析其余液相来鉴定磷沉淀物形成，这相反地告知了磷从液体中去除和磷沉淀物的形成。表13表14i)大规模地使用铁凝结剂沉淀将52.93克na3po4溶解到一升水中。将1000千克废水从方法中获取并放置在装备有电动搅拌器的1m3ibc-容器中。打开搅拌并将所制备的na3po4-溶液添加到混合废水中以将磷水平升高至10mgp/l。快速添加241.7gpix-111(fe13.8％，密度1.42g/ml)，从瓶中倒入到良好混合的容器中。在pix-111添加之后继续混合10秒，之后停止混合。使沉淀物在1小时内沉降。一旦它沉降，就使用泵从容器表面小心去除约600升的澄清水。单独收集所沉降的沉淀物并且将其放置到锥形反应器中，在该反应器中它再次沉降。一旦沉淀物沉降到锥形反应器底部中，就通过底部阀小心收集该沉淀物并且在实验室规模下在布氏漏斗中通过真空过滤进一步脱水。在实验室中过滤之后，湿滤饼含有85％水。在50℃的炉内将脱水滤饼干燥过夜，并且分析干燥的滤饼。表15滤饼组成，元素通过icp-oes定量分析fe33.0％p9.3％na0.04％实例3.机械泥浆的分离对生物处理步骤的影响从废水处理工厂获取机械分离的进入废水，并且以三种不同方式处理：批次1在没有添加任何化学物到400升进入废水中的情况下进行(称为no化学物)。批次2通过将36ml氯化铁(pix-111)添加到200升进入废水中来进行(称为pix-111)。批次3通过将1500ml聚合物溶液(c492，pam)(0,1％w/w)添加到总体积为300升的进入废水(200升和100升批次)中来进行(称为c492)。首先用进入废水填充容器。打开剧烈搅拌。所使用的混合器是具有混凝土混合器叶片的钻床，其通常用于建筑工地。所披露的化学剂快速添加到批次2和3中。当通过目视评价所形成的絮凝物数量最高时，在化学物添加之后将混合关闭5-10秒。使所有三个批次沉降1h45min。随后，从容器中排出上清液水。在pix-111和c492容器中，通过用作滤布的薄尼龙紧身衣排出上清液，从而得到约1-2升所收集的污泥。与c492不同，pix-111堵塞过滤器并且通过挤压进一步脱水。在批次1中，通过金属筛排出约40升沉降的部分。收集所有流出物并进行分析，并且将所计算的去除率与未处理的进入废水相比较(参见表16)。表16.所分析的结果和所计算的去除率。由芬兰(finland)的埃斯波(espoo)、赫尔辛基(helsinki)、坦佩雷(tampere)和土尔库(turku)(占芬兰人口的约30％)的废水处理工厂的年报(称为芬兰平均值)，可以计算表17中呈现的平均数字。表17.在所选的芬兰废水处理工厂处的不同流的平均能量含量。(a＝年，p＝人口当量)对于批次1-3可以计算二次通气中所需的电力。使用机械污泥分离即初次污泥分离的结果(参见表16)。在机械污泥分离之后，可以应用生物处理步骤，第二步骤。由芬兰平均值的生物处理损失和生物处理通气电力，可以计算系数0,41(28/68)。此系数用于计算批次1-3的需要的生物处理通气电力。对于批次1-3，流入物和流出物的能量含量保持与芬兰平均值相同。估计生物处理步骤中的二次流出物的能量共享损失为稍微小于芬兰平均值。表18.对于三个不同机械处理步骤(无化学物、pix-111和c492)所消耗的计算的生物处理通气电力因此可以推断，当机械处理步骤根据本发明进行时在生物处理通气中消耗最少量的电力。由以上表，应注意，与在机械处理步骤中使用无机凝结剂(pix-111)相比，使用c942处理使用少44％的生物处理通气电力，并且与无任何化合物的情况相比少58％。在后处理步骤中可用于回收和分离的磷的量可以使用来自表16的磷去除率和芬兰平均值来计算。芬兰平均值呈现在以下表19中。假设在所有情况下流入物与芬兰平均值相同，并且批次2(pix-111)和批次3(c492)的流出物与芬兰平均值相同。对于批次1(无化学物)，据估计磷水平保持稍微较高。据估计批次2c492的生物污泥中的磷含量为1,5％。表19.在所选的芬兰废水处理工厂处的不同流的平均磷含量。表20.三个不同机械处理步骤(无化学物、pix-111和c492)的不同流中的磷因此，在本发明的处理批次3c492中，将存在68％可用于在后处理步骤中作为磷酸盐回收和分离的进入磷。实例4.使用离子交换树脂从废水中去除磷在实验室规模下模拟在后处理中通过离子离子交换进行的磷去除。通过将实验室级别的磷酸钠(na3po4)与来自废水处理工厂的流出废水混合来制成磷浓度为5mg/kg的含磷废水。商用树脂已用于从废水中去除磷。实例1使用含有交联聚苯乙烯的强碱性树脂。实例2使用含有具有叔胺基团的大孔树脂的弱碱性树脂。实例3使用含有螯合双吡啶甲基胺官能团的弱碱性树脂。在环境温度下在实验室烧杯中将10ml树脂添加到100g废水(p＝5mg/kg)中并且将溶液极其缓慢地搅拌1小时。在1小时后获取样品并且通过icp-ms分析磷的浓度。这些结果在表21中呈现。表21.使用离子交换进行的磷去除的结果。实例5：所获得的磷酸盐产物的含量在实验室规模中使用来自具有生物处理工艺的废水处理工厂的废水模拟后处理中的磷回收。由于废水处理实践如今需要去除磷，所以废水中的总磷得到减少以满足工厂处的这些要求，即低于0.3mgp/l。因此，首先使用na3po4将磷水平升高至所需水平。将52.93克na3po4溶解到一升水中。将1000升废水从方法中获取并放置在装备有电动搅拌器的1m3ibc-容器中。打开搅拌并将所制备的na3po4-溶液添加到混合废水中以将磷水平升高至10mgp/l。快速添加241.7gpix-111(fe13.8％，密度1.42g/ml)，从瓶中倒入到良好混合的容器中。在pix-111添加之后继续混合10秒，之后停止混合。使沉淀物在1小时内沉降。一旦它沉降，就使用泵从容器表面小心去除约600升的澄清水。单独收集所沉降的沉淀物并且将其放置到锥形反应器中，在该反应器中它再次沉降。一旦沉淀物沉降到锥形反应器底部中，就通过底部阀小心收集该沉淀物并且在实验室规模下在布氏漏斗中通过真空过滤进一步脱水。在实验室中过滤之后，湿滤饼含有85％水。在50℃的炉内将脱水滤饼干燥过夜，并且分析干燥的滤饼。获得富含fepo4的沉淀物。在以下表22中，显示所获得的沉淀物的磷、铁、碳和金属杂质的测量值、来自与沉淀物相同的工厂的常规污泥的测量磷和碳、可接受的芬兰肥料中的金属杂质极限值、标准污泥的测量值、以及在农业用地上使用污泥时根据指示的污水污泥的金属杂质的极限值。在表22中，可以看出，fepo4沉淀物富含磷并且含有比来自同一工厂的常规污泥更高量的磷。表22清楚地显示获得含有非常纯的fepo4的沉淀物。测量极低量的金属杂质并且所有这些杂质低于芬兰可接受的肥料的极限值。沉淀物还含有比标准污泥低的量的杂质。另外，可以看出，fepo4沉淀物含有比标准污泥低的量的金属杂质，并且是在与按原样用于农业用地上或用于肥料生产方法中的标准污泥相比时更纯的肥料材料。可以看出，fepo4沉淀物的有机碳含量远低于来自同一工厂的常规污泥。因此，与常规污泥相比，在fepo4沉淀物中有机杂质也有所减少。表22.测量的fepo4沉淀物和常规污泥特性。芬兰的肥料的极限值。在芬兰、瑞典和德国的农业用地上使用的标准污水污泥的值。根据指示86/278/eec在农业用地上使用的污水污泥的极限值。ds＝干燥固体表22显示，通过在废水处理结束时回收磷，提供了含有磷的沉淀物/浆液/材料以用作肥料，该肥料不仅具有增加的磷含量而且与在废水方法的早期阶段可具有磷输出的污泥相比含有相对更低量的不希望的金属。对于富含磷的浆液，获得比其他浆液多约3倍的磷。而且，富含磷浆液含有标准方法污泥中可见的至多十一分之一的量的镉、十七分之一的量的铬、九分之一的量的铅、三分之一的锌以及小于一半的量的汞。由此，可清楚地显示，在一个优选的实施例中，肥料由其中磷在废水处理方法结束之前未沉淀的浆液制成。来自本文提及的工厂1的fepo4沉淀物是可以直接作为肥料在无需任何进一步处理的情况下分布到需要施肥的土壤中的类型的沉淀物。自然，这种类型的沉淀物也可以进一步处理以包含氮、钾和/或额外含磷化合物。而且，材料可以通过蒸发任何存在的水进行进一步干燥，并且制粒并任选地涂覆。而且材料可以仅干燥而无需任何制粒并且然后获得微粒产品。当前第1页12