一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置及方法

本发明涉及含磷废水处理领域技术，更具体的，涉及一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置及方法。

背景技术：

1、磷作为一种不可再生资源在人类活动中发挥着重要的作用。目前全球磷资源十分有限，而且由于磷的过量排放，造成了生态系统富营养化。因此，高效回收废水中磷资源具有可持续发展的重要意义。含磷废水回收的方法通常有生物处理、化学法、吸附法，其中吸附法具有设计简单且易于操作的优点，被认为是一种有效可行的磷去除技术。

2、较优的吸附材料为生物炭，生物炭是一种具有成本效益和环保的材料，已被证实能从废水中去除和回收磷。制备生物炭的生物质原料有很多，包括农业废弃物、污泥等。城镇污水处理厂产生的剩余污泥的产量大，如果不妥善处理容易造成二次污染，必须对污泥进行减量化、稳定化、无害化处理。如何有效同时解决剩余污泥和含磷废水磷回收的问题，具有重要的环保意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于同时低成本的解决剩余污泥和含磷废水磷回收的问题，提供一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置及方法。具体技术方案如下：

2、一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，包括如下步骤：

3、步骤s1、将剩余污泥作为原料进行粉碎处理后电解，制备剩余污泥复合材料；

4、步骤s2、剩余污泥复合材料进行干燥和炭化处理，得到生物炭；

5、步骤s3、生物炭与含磷废水反应，得到种植肥料。

6、在其中一个实施例中，所述步骤s1中电解使用铁或铝活性电极作为阳极，石墨作为阴极，电解质溶液为nacl、mgcl2、alcl3中的一种，电解质溶液的浓度为1-3mol/l。

7、在其中一个实施例中，所述步骤s1中电解过程中对剩余污泥进行搅拌，粉碎处理包括粉碎和干燥。

8、在其中一个实施例中，所述步骤s1中电解质溶液反应后进行回收。

9、在其中一个实施例中，所述步骤s2中炭化处理为使用温度为700-900℃的氮气气流进行处理。

10、在其中一个实施例中，所述步骤s3中生物炭与含磷废水进行两级反应，反应完的生物炭混合均匀，作为植物肥料使用，所述生物炭在初级反应器中的投放量为0.5-1.5mg/l，所述生物炭在次级反应器中的投放量为0.5-1.5mg/l。

11、一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，包括剩余污泥复合材料制备系统和含磷废水处理及磷回收系统，所述剩余污泥符合材料制备系统包括连接的电源电极、干燥粉碎装置、搅拌装置、电极、收集装置、输水管和电解质溶液收集罐，所述含磷废水处理及磷回收系统包括收集输送装置、干燥装置、炭化装置、储存罐、初级反应器、次级反应器、混匀装置和收集器。

12、在其中一个实施例中，所述干燥粉碎装置从上至下分别包括粉碎、干燥、排料三部分。

13、在其中一个实施例中，所述炭化装置连接有气瓶，所述气瓶装有氮气。

14、在其中一个实施例中，所述储存罐于所述初级反应器、次级反应器分别设置有定量投放装置。

15、使用以上技术方案，具有以下优点：

16、(1)本发明提供的处理方法操作简单，处理成本低。能同时解决剩余污泥和含磷废水磷回收的问题，整体过程基本无废料剩余污泥经处理后能作为植物肥料进行再利用；

17、(2)本发明提供的处理方法含磷废水的磷回收率高达98％。

技术特征：

1.一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于，所述步骤s1中电解使用铁或铝活性电极作为阳极，石墨作为阴极，电解质溶液为nacl、mgcl2、alcl3中的一种，电解质溶液的浓度为1-3mol/l。

3.根据权利要求2所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于，所述步骤s1中电解过程中对剩余污泥进行搅拌，粉碎处理包括粉碎和干燥。

4.根据权利要求1所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于，所述步骤s1中电解质溶液反应后进行回收。

5.根据权利要求1所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于，所述步骤s2中炭化处理为使用温度为700-900℃的氮气气流进行处理。

6.根据权利要求1所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于，所述步骤s3中生物炭与含磷废水进行两级反应，反应完的生物炭混合均匀，作为植物肥料使用，所述生物炭在初级反应器中的投放量为0.5-1.5mg/l，所述生物炭在次级反应器中的投放量为0.5-1.5mg/l。

7.一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，其特征在于：包括剩余污泥复合材料制备系统和含磷废水处理及磷回收系统，所述剩余污泥符合材料制备系统包括连接的电源电极、干燥粉碎装置、搅拌装置、电极、收集装置、输水管和电解质溶液收集罐，所述含磷废水处理及磷回收系统包括收集输送装置、干燥装置、炭化装置、储存罐、初级反应器、次级反应器、混匀装置和收集器。

8.根据权利要求7所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，其特征在于：所述干燥粉碎装置从上至下分别包括粉碎、干燥、排料三部分。

9.根据权利要求7所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，其特征在于：所述炭化装置连接有气瓶，所述气瓶装有氮气。

10.根据权利要求7所述一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，其特征在于：所述储存罐于所述初级反应器、次级反应器分别设置有定量投放装置。

技术总结
本发明公开了一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置及方法，包括剩余污泥复合材料制备系统和含磷废水处理及磷回收系统，使用城市建筑材料的剩余污泥作为原料，经过电极反应和炭化反应后，得到剩余污泥符合材料生物炭，进行含磷废水去鳞，去鳞效果达到98％，操作简单，处理成本低，能同时解决剩余污泥和含磷废水磷回收的问题，整体过程基本无废料剩余污泥经处理后能作为植物肥料进行再利用。

技术研发人员：孙采蕊,欧阳铸,黄海明
受保护的技术使用者：东莞理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12