一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111591968A(43)申请公布日2020.08.28(21)申请号202010334962.6(22)申请日2020.04.24(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人吴德礼田时雨毛云峰(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人吴文滨(51)Int.Cl.C01B25/32(2006.01)C01C1/242(2006.01)C01F11/46(2006.01)C05B7/00(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法(57)摘要本发明涉及一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，该方法以充分水解后的源分离尿液为资源化对象，使用经济易得的硫酸和氢氧化钙/氧化钙为原料，通过分步投加，精确调节钙磷摩尔比至特定值，从源分离尿液中去除碳酸根并依次回收羟基磷酸钙、硫酸铵、硫酸钙等多种产品。与现有技术相比，本发明适合于不同浓度梯度的氮磷资源分步提取，工艺流程简单，原材料价格低，且能实现氮回收率大于90％和磷回收率大于96％的高效氮磷回收，并且可将原材料以硫酸钙的形式回收，回收率大于91％，最终尾水盐度低，能大幅降低尾水的处理成本，在源分离尿液资源化和含高浓度氮磷废水资源化领域具有广阔的应用前景。CN111591968ACN111591968A权利要求书1/1页1.一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)去除碳酸根：向源分离尿液中加入硫酸溶液，并持续曝气吹脱30-60分钟，得到硫酸酸化后的尿液；2)回收磷元素：向硫酸酸化后的尿液中按照钙磷摩尔比(2.8-4):1投加碱性钙物质，之后持续拌6-10小时，经过滤得到羟基磷酸钙沉淀；3)回收氮元素：向回收磷元素后的尿液中继续加入碱性钙物质，得到碱化后的尿液，之后向碱化后的尿液中持续曝气吹脱8-10小时，吹脱尾气使用稀硫酸吸收，吹脱结束后蒸干稀硫酸，得到硫酸铵结晶；4)回收硫酸钙：将回收氮元素后的尿液进行过滤、烘干沉淀，得到硫酸钙。2.根据权利要求1所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的源分离尿液为经过充分水解后的源分离尿液。3.根据权利要求1所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的硫酸溶液中，硫酸的质量分数为10-50％。4.根据权利要求1所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤1)中，曝气吹脱过程中，曝气流量为3.5-4.5L/(min·L)。5.根据权利要求1所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤1)中，曝气吹脱过程中，通过加入硫酸溶液控制源分离尿液的pH值为3.8-4.2。6.根据权利要求5所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤1)中，曝气吹脱过程中，通过加入硫酸溶液控制源分离尿液的pH值为4。7.根据权利要求1所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤2)及步骤3)中，所述的碱性钙物质包括氢氧化钙或氧化钙中的一种或两种。8.根据权利要求1所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的碱化后的尿液的pH值为11-13。9.根据权利要求8所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的碱化后的尿液的pH值为12。10.根据权利要求1所述的一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法，其特征在于，步骤3)中，曝气过程中，曝气流量为11-13L/(min·L)。2CN111591968A说明书1/8页一种源分离尿液中氮磷元素分步高效回收的方法技术领域[0001]本发明属于源分离尿液资源化和含高浓度氮磷废水处理与资源化技术领域，涉及一种源分离尿液中高浓度氮磷分步高效提取回收的方法。背景技术[0002]氮磷是生物生长的必需营养元素，一个人每年排泄约550升尿液，其中含有约4千克氮(N)、0.4千克磷(P)。我国每年纯粪尿将近6亿吨，经过冲厕系统后产生了高达500亿吨的生活污水，并且生活污水中大约75-80％的氮和多达50％的磷来自尿液，使得每年流失氮磷肥近2000万吨。因此，亟需一种低成本、高效率的尿液氮磷回收技术，直接从尿液中回收氮磷营养元素，在降低污水处理厂处理负荷的同时，还能实现尿液资源化利用，避免了资源的浪费。[0003]尽管人们开发了多种方案回收尿液中的氮磷养分，包括离子交换法、生物法、膜分离法、电化学法等，但是这些技术均因不同原因难以普及。其中，离子交换法通常受到尿液中干扰离子的作用和吸附能力