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技术领域，具体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、磷作为不可再生资源，在人类活动中发挥着重要作用。目前全球磷资源十分有限，过量的磷排放造成生态系统的富营养化。因此高效回收废水中的磷资源对可持续发展具有重要意义。回收含磷废水的方法通常有生物处理法、化学法、吸附法等。其中吸附法具有设计简单、操作方便等优点，被认为是一种有效可行的除磷技术。
2、较好的吸附材料是生物炭，生物炭是一种已被证实能去除和回收废水中磷的低成本、环境友好的材料。制备生物炭的生物质原料很多，包括农业废弃物、污泥等。城镇污水处理厂产生的剩余污泥量大，若处理不当，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。如何有效解决剩余污泥和含磷废水中磷的回收问题，具有十分重要的环保意义。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是同时解决剩余污泥和含磷废水中磷的低成本回收问题，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，包括以下步骤：
3、步骤s1、以剩余污泥为原料，经过粉碎后电解，制备出剩余污泥复合材料；
4、步骤s2，将剩余污泥复合材料进行干燥、炭化，得到生物炭；
5、步骤s3：生物炭与含磷废水发生反应，得到种植肥料。
6、在其中一个实施例中，在步骤S1中，电解采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、在一个实施例中，步骤s1中电解过程中对剩余污泥进行搅拌，粉碎过程包括粉碎、干燥。
8.在一个实施例中，步骤s1中的电解液在反应结束后回收。
9、在其中一个实施例中，步骤s2中碳化处理采用氮气流进行，碳化处理温度为700～900℃。
10、在一个实施例中，步骤s3中，生物炭与含磷废水进行两级反应，反应后的生物炭混合均匀后作为植物肥料使用，一级反应器加入的生物炭的量为0.5-1.5mg/l，二级反应器加入的生物炭的量为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。剩余污泥复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、水管和电解质溶液收集罐。含磷废水处理及磷回收系统包括收集输送装置、干燥装置、碳化装置、储罐、一级反应器、二级反应器、混合装置和收集器。
12、在其中一个实施例中，所述干燥粉碎装置从上至下包括粉碎、干燥、出料三部分。
13.在其中一个实施例中，碳化装置连接于气瓶，气瓶内充满氮气。
14、在一个实施例中，储罐在主反应器和副反应器内分别设有定量加药装置。
15、上述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，可同时解决剩余污泥和含磷废水中的磷回收问题，整体工艺基本无废弃物，剩余污泥经处理后可作为植物肥料回用；
17.(2)本发明处理方法提供的含磷废水的磷回收率高达98％以上。
技术特点：
1.一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于：在步骤S1中，电解采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所述的一种利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于：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、干燥。
4.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于，步骤s1中电解液在反应后回收。
5.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于，步骤s2中碳化处理采用氮气流进行，温度为700～900℃。
6.根据权利要求1所述的利用剩余污泥制备除磷复合材料的方法，其特征在于：在步骤s3中，生物炭与含磷废水进行两级反应，反应后的生物炭混合均匀后作为植物肥料，一级反应器加入的生物炭的量为0.5-1.5mg/l，二级反应器加入的生物炭的量为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，所述剩余污泥复合材料制备系统包括连接的电源电极、干燥破碎装置、搅拌装置、电极、收集装置、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、碳化装置、储罐、一级反应器、二级反应器、混合装置和收集器。
8.根据权利要求7所述的利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，其特征在于：所述干燥破碎装置从上至下包括破碎、干燥、出料三部分。
9.根据权利要求7所述的利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，其特征在于：所述碳化装置连接有充满氮气的气瓶。
10.根据权利要求7所述的利用剩余污泥制备除磷复合材料的装置，其特征在于：储罐中的一级反应器和二级反应器内分别设有定量加药装置。
技术摘要
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。以城市建材剩余污泥为原料，经过电极反应、碳化反应得到剩余污泥复合材料生物炭，对含磷废水进行除垢，除垢效果达到98%。操作简单，处理成本低，可同时解决剩余污泥和含磷废水的磷回收问题，整体工艺基本无废弃物，处理后剩余污泥可作为植物肥料回用。
技术研发人员：孙彩瑞、欧阳竹、黄海明
受保护技术用户：东莞理工学院
技术开发日：
技术发布日期：2024/1/12