一種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便 中除去磷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)廢物處理是人類面臨的一個大問題，畜牧產(chǎn) 生的糞便超過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)回收利用的糞便量的需要。尤其是在在高濃度畜牧業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，影 響可持續(xù)發(fā)展的主要問題是氮、磷不平衡，以動物糞便作為肥料時，其所含有的營養(yǎng)物質(zhì)與 作物所需營養(yǎng)物質(zhì)的比例差異很大，所以當(dāng)基于作物的氮要求量來施加糞便時，磷就會過 量，過量磷施加導(dǎo)致磷累積在土壤中，磷隨著徑流導(dǎo)致地表水的富營養(yǎng)化等，富營養(yǎng)化限制 漁業(yè)、休閑等產(chǎn)業(yè)用水。因此，采取有效措施控制以動物糞便為肥料的磷的含量，可以在很 大程度上避免水體的富營養(yǎng)化。
[0003]目前，對于城市污水、化工生產(chǎn)污水等的除磷技術(shù)比較多，但還沒有一種比較好的 能夠有效除去動物糞便中的磷的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種用于從含 有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法。
[0005] 本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] -種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法，包括以下步驟：
[0007] (1)將動物糞便過篩并用水稀釋，攪拌均勻，用酸調(diào)節(jié)至pH值為3. 2~4. 0進(jìn)行水 解反應(yīng)，水解反應(yīng)完全后，靜置，進(jìn)行固液分離，得到水解反應(yīng)的液體部分和固體部分；
[0008] (2)將步驟⑴得到的液體部分用堿調(diào)節(jié)至pH為8.0~11.0,然后加入絮凝劑將 磷進(jìn)行沉淀，得到去除磷的液體部分和沉淀的含磷固體；
[0009] (3)將步驟（2)沉淀的含磷固體進(jìn)行過濾，回收過濾產(chǎn)生的液體部分。
[0010] 上述步驟（1)、步驟（2)和步驟（3)可以是一個連續(xù)的循環(huán)過程：即步驟（3)過濾 產(chǎn)生的液體部分與步驟（1)連續(xù)生產(chǎn)得到的水解反應(yīng)的液體部分一起重復(fù)進(jìn)行步驟（2)和 步驟（3)的處理過程。
[0011] 所述酸可以實現(xiàn)對磷的選擇性水解反應(yīng)，這個過程可以快速地水解有機(jī)含磷化合 物，以便于后續(xù)對磷的去除；優(yōu)選地，所述酸是那些不含磷或氮的酸，如檸檬酸、草酸、蘋果 酸、鹽酸和硫酸中的一種或幾種的混合；更優(yōu)選檸檬酸。
[0012] 所述的過篩優(yōu)選經(jīng)5~5. 6_的篩子過篩；所述的用水稀釋是指用2~4倍量的 水稀釋；所述的調(diào)節(jié)PH是指調(diào)節(jié)pH值至3. 6 ;所述的靜置是指靜置5h以上。
[0013] 步驟（1)中所述的液體部分包含的可溶性磷不小于3. 6g/L;所述的固體部分含有 的N:P大于4,固體部分含有的磷不超過動物糞便總磷的30%。
[0014] 步驟（2)中所述的堿的作用是與磷形成含堿土金屬的磷化合物，優(yōu)選地，所述堿 為氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣和氧化鎂中的一種或幾種的混合。
[0015] 所述絮凝劑可以提高沉淀的產(chǎn)物的沉淀量，優(yōu)選地，所述絮凝劑為聚合氯化鋁、 聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺混合物；更優(yōu)選聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺的質(zhì)量比 9:4:1的混合物。
[0016] 所述沉淀的時間不少于40分鐘。
[0017] 本發(fā)明的方法具有如下優(yōu)點及有益效果：
[0018] ⑴本發(fā)明的一種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法，整個過程采 用連續(xù)沉降操作，除磷效率高，成本低；
[0019] (2)本發(fā)明的一種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法，在除去磷的 同時，對其他元素的含量，如氮含量無明顯的影響。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0021] 實施例1
[0022] -種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法，具體操作步驟如下：
[0023] (1)將20g動物糞便研細(xì)，經(jīng)5mm的篩子過篩，加入1. 5倍量的水稀釋后，攪拌均 勻，在10°C的溫度下，用質(zhì)量濃度為37%的乙酸、檸檬酸和鹽酸將上述稀釋后的糞便pH值 調(diào)節(jié)至為3. 2,在往復(fù)式搖床中震蕩1小時，震蕩頻率約130次/分鐘，進(jìn)行水解反應(yīng)，待水 解反應(yīng)完全后，靜置5h以上，用離心機(jī)1200r/min離心6分鐘，進(jìn)行固液分離，得到水解反 應(yīng)的液體部分和固體部分，其中所述液體部分包含的可溶性磷不小于3. 6g/L，所述固體部 分含有的N:P大于4,且固體部分含有的磷不超過所述動物糞便的總磷的30%;用酸可以實 現(xiàn)對磷的選擇性水解反應(yīng)，這個過程可以快速地水解有機(jī)含磷化合物，以便于后續(xù)對磷的 去除；
[0024] (2)將步驟（1)中水解反應(yīng)的液體部分用氫氧化鈣、氫氧化鎂和氧化鈣調(diào)節(jié)至pH 為8.0,再用質(zhì)量比9:4:1的聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺的混合物作為絮凝劑， 在絮凝反應(yīng)池中將磷進(jìn)行沉淀，沉淀時間不少于40分鐘，得到去除磷的液體部分和沉淀的 含磷固體。
[0025] (3)上述步驟（1)與步驟（2)是一個連續(xù)的過程，將步驟（2)得到的沉淀的含磷固 體進(jìn)入過濾器過濾，過濾產(chǎn)生的液體部分再次循環(huán)返回到步驟（2)的絮凝反應(yīng)池中，與上 述步驟（1)連續(xù)生產(chǎn)得到的水解反應(yīng)的液體部分一起再次用堿調(diào)節(jié)至pH為8.0,然后再用 絮凝劑進(jìn)行沉淀，如此反復(fù)。
[0026] 實施例2
[0027] -種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法，具體操作步驟如下：
[0028] (1)將20g動物糞便研細(xì)，經(jīng)5. 3mm的篩子過篩，加入2. 5倍量的水稀釋后，攪拌均 勻，在27°C的溫度下，用質(zhì)量濃度為55%的檸檬酸將上述稀釋后的糞便pH值調(diào)節(jié)至為3. 6， 在往復(fù)式搖床中震蕩1小時，震蕩頻率約130次/分鐘，進(jìn)行水解反應(yīng)，待水解反應(yīng)完全后， 靜置5h以上，用離心機(jī)1350r/min離心8分鐘，進(jìn)行固液分離，得到水解反應(yīng)的液體部分和 固體部分，其中所述液體部分包含的可溶性磷不小于3. 6g/L，所述固體部分含有的N:P大 于4,且固體部分含有的磷不超過所述動物糞便的總磷的30%;用酸可以實現(xiàn)對磷的選擇性 水解反應(yīng)，這個過程可以快速地水解有機(jī)含磷化合物，以便于后續(xù)對磷的去除；
[0029] (2)將步驟（1)中水解反應(yīng)的液體部分用氫氧化鈣、氫氧化鎂和氧化鈣調(diào)節(jié)至pH 為9. 5,再用質(zhì)量比9:4:1的聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺的混合物作為絮凝劑， 在絮凝反應(yīng)池中將磷進(jìn)行沉淀，沉淀時間不少于40分鐘，得到去除磷的液體部分和沉淀的 含磷固體。
[0030] (3)上述步驟（1)與步驟（2)是一個連續(xù)的過程，將步驟（2)得到的沉淀的含磷固 體進(jìn)入過濾器過濾，過濾產(chǎn)生的液體部分再次循環(huán)返回到步驟（2)的絮凝反應(yīng)池中，與上 述步驟（1)連續(xù)生產(chǎn)得到的水解反應(yīng)的液體部分一起再次用堿調(diào)節(jié)至pH為9.5,然后再用 絮凝劑進(jìn)行沉淀，如此反復(fù)。
[0031] 實施例3
[0032] -種用于從含有磷、氮和碳的動物糞便中除去磷的方法，具體操作步驟如下：
[0033] (1)將20g動物糞便研細(xì)，經(jīng)5. 6mm的篩子過篩，加入3. 5倍量的水稀釋后，攪拌均 勻，在45°C的溫度下，用質(zhì)量濃度為37%的乙酸、檸檬酸和鹽酸將上述稀釋后的糞便p