一种利用轻烧粉处理含磷废水回收磷的方法与流程

本发明涉及一种回收磷的方法，特别是涉及一种利用轻烧粉处理含磷废水回收磷的方法。
背景技术：
：轻烧粉是以菱镁矿为原料，焙烧后细磨而成，其原料丰富，质量稳定。而我国是世界上菱镁矿资源最为丰富的国家。总保有储量矿石30亿吨，占世界总量的2/3。我国探明的菱镁矿储量的省份有9个，但主要集中分布在辽宁和山东两省，其中辽宁拥有储量68478.5万吨，占全国总量的87.33%，山东拥有储量8875.9万吨，占全国总量的11.32%。目前国有矿山大多利用优质块矿，生产镁砂、高纯镁等产品，对二、三级和级外矿以及采出的粉矿基本没有利用，菱镁矿利用率仅达到30%～40%。由于缺乏先进实用的选矿提纯技术，同时受经济因素的影响，国内菱镁矿的采矿企业在开采过程中，常常只采富矿（含mgo≥47%的特级和一级菱镁矿石，每吨价格190-130元），而低于45%的菱镁矿（二级和三级矿，菱镁矿石仅20元/吨）采出后，因价格低于运输成本，所以被大量废弃，随意占地堆放，占用大量农田，且形成白色污染。严重破坏了生态环境，造成大量低品位矿石和土地资源的严重浪费以及生态环境的不断恶化。因此，低品位菱镁矿的综合利用已成为我国矿山亟待解决的环境问题。磷是导致水体富营养化的关键因素，所以在应对日益严重的全球富营养化问题的过程中，首先注重对磷的控制。与水体中磷过量相矛盾的是日前可用的磷矿资源非常短缺。磷一方面作为引起富营养化的关键因素，一方面又是十分宝贵的矿产资源，如果能将水体中过量的磷去除并且以某种形态回收作为资源使用就可以同时解决这两个问题，并且可以大大地减少农业生产的成本。因此，废水除磷的最高目标就是实现从污水处理的不同环节回收磷资源并重新利用。在含磷废水处理技术中，人们采用了各种工艺来除磷，主要包括生物法、化学沉淀法、吸附法、离了交换法等以及这些方法的综合运用。所有的除磷技术都是利用磷的循环转化过程，使废水中的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀，或利用结晶和吸附作用，或利用细胞合成将磷吸收到污泥细胞中的过程，然后再通过沉淀、过滤等分离手段将这些固体同水体分开，从而将磷从污水中去除。此外，北京大学鲁安怀教授还曾原创性的提出继物理法、化学法和生物法之后的第四类污染治理方法—矿物法。就是利用矿物的表面效应、孔道效应、结构效应、离子交换效应、结晶效应、溶解效应、水合效应、氧化还原效应、半导体效应、纳米效应及矿物生物交互效应等作用去除污染物。如林建伟等《方解石去除水中磷酸盐的影响因素研究》（中国给水排水，2006，22(15):67-70）、朱茂旭等《水滑石及其焙烧产物对磷酸根的吸附》（矿物学报，2005,25（1）:27-32）等报道了利用矿物除磷的方法，但利用低品位菱镁矿煅烧得到的轻烧粉作为吸附沉淀剂处理含磷废水回收磷的方法尚未见报道。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种利用轻烧粉处理含磷废水回收磷的方法，该方法以低品位菱镁矿经过煅烧得到的轻烧粉为原料，将其加入到含磷废水中，在常温常压下进行搅拌反应。废水磷的去除率可以达到95%以上，所得沉淀物干燥后可作为农作物的基肥或底肥，为农作物提供磷、镁等营养元素。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种利用轻烧粉处理含磷废水回收磷的方法，所述方法包括以下过程：以低品位菱镁矿经过煅烧得到的轻烧粉为原料，将其加入到含磷废水中，在常温常压下进行搅拌反应。轻烧粉的质量（以氧化镁量计）与废水中磷的质量比为15~25：1，ph值控制在8.0~10之间,搅拌速度为150r~200r/min，搅拌时间为20min~30min，沉降30min~60min，所得沉淀物干燥后可作为农作物的基肥或底肥。所述的一种利用轻烧粉处理含磷废水回收磷的方法，所述轻烧粉为辽宁产低品位轻质氧化镁粉，其mgo含量在60%~90%之间。所述的一种利用轻烧粉处理含磷废水回收磷的方法，所述废水的初始ph值在6以下时则无需调节反应体系的ph值。该方法既可以处理低浓度的含磷废水，也可以处理高浓度的含磷废水，所得沉淀物含有磷酸氢镁等磷酸盐，是比较好的磷镁缓释肥料，可作为农作物的基肥或底肥，或用作酸性土壤的改良剂等。如果废水中同时含有氨氮可以同时脱氮除磷，形成含磷酸铵镁沉淀的优质缓释肥。本发明的优点与效果是：本发明材料来源于天然低品位菱镁矿，存量丰富，成本低廉，即解决了低品位菱镁矿的综合利用问题，为其合理的开发利用提供了出路，又能回收废水中的磷作为磷、镁肥加以综合利用，具有较高的经济效益和环境效益。本发明用于去除废水中磷的原材料来源于天然低品位菱镁矿，存量丰富，成本低廉。解决了低品位菱镁矿的综合利用问题，为其合理的开发利用提供了出路，具有较好的经济效益和环境效益。本发明的方法对低浓度和高浓度含磷废水都有较好的处理效果，在最佳处理条件下磷的去除率都可以达到95%以上，可用于生活污水、养殖废水、工业含磷废水的处理。所用轻烧粉除含有大量镁和少量的硅、钙、铁、铝等元素外，不含有其他重金属，处理含磷废水回收磷后或处理含氮含磷废水回收氮磷后，获得了含磷、镁元素或含氮、磷、镁元素的农业用肥。实现了以废治废、污染控制与废弃物资源化并行，具有“零排放”和“零废料”的环保意义。附图说明图1为65%和89%轻烧粉除磷沉淀物显微镜照片；图2为ph值对65%和89%轻烧粉除磷效果的影响图；图3为投加量对65%和89%轻烧粉除磷效果的影响图；图4为搅拌时间对65%和89%轻烧粉除磷效果的影响图。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例所用轻烧粉原料来源及成分说明：所用轻烧粉规格为氧化镁含量65%和89%两种，均取自辽宁海城某菱镁矿。其化学组成见下表：65%轻烧粉化学成分：化学组成mgosio2fe2o3caoal2o3烧失量含量%64.853.920.321.600.3628.9589%轻烧粉化学成分：化学组成mgosio2fe2o3caoal2o3烧失量含量%89.003.840.541.981.134.51实施例1取100ml浓度为300mg/l的含磷模拟废水12份分别于12个大烧杯中，调节废水ph,其中6份每份加入65%的轻烧粉1g，另6份每份加入89%的轻烧粉0.8g，以150r/min的搅拌速度搅拌25min，沉降30min；取上清液测磷含量，计算磷去除率，同时取沉淀在显微镜下观察沉淀物形态，结果见下表及附图。65%轻烧粉除磷结果序号实验前ph实验后php去除率/%12898.7222899.2734999.7244999.69561099.17661099.39均值99.3289%轻烧粉除磷结果序号实验前ph实验后php去除率/%12898.9622899.2733999.5143999.63561094.13661096.33均值97.97实施例2取100ml浓度为100mg/l的含磷模拟废水10份分别于10个大烧杯中，调节ph为2，以150r/min的搅拌速度搅拌20min，沉降30min；取上清液测磷含量，计算磷去除率，结果见下表。65%轻烧粉除磷结果投加量/g实验前ph实验后ph去除率/%0.16728.730.26860.140.36977.610.46993.100.561095.6389%轻烧粉除磷结果投加量/g实验前ph实验后ph去除率/%0.16855.630.26872.820.36881.410.46990.140.561094.93实施例3取100ml浓度为1500mg/l的含磷模拟废水10份分别于10个大烧杯中，调节ph为2，以150r/min的搅拌速度搅拌20min，沉降30min；取上清液测磷含量，计算磷去除率，结果见下表。65%轻烧粉除磷结果投加量/g实验前ph实验后php去除率/%0.12510.770.52774.6412891.571.52890.8822895.232.52995.8532994.7842997.39521099.45621099.92721099.9689%轻烧粉除磷结果投加量/g实验前ph实验后php去除率/%0.12621.170.32642.350.52756.950.72771.680.92883.661.22892.1332996.3842999.05521099.60621099.86721099.85当前第1页12