水处理

磷离子的吸附与解吸

需求

磷是一种罕见的资源,但另一方面,也是水污染的因素之一。 排放是受管制的

虽然磷是一种罕见的资源…

化肥的主要原料之一(NPK肥料)

在世界上分布不均匀

  • 前三名的生产国(中国,摩洛哥和美国)占71%
  • 全球储备的74%在一个国家(摩洛哥)
  • 日本分别从中国和约旦进口了39%和26%

由于粮食需求增加和耕地面积减少,预计肥料消费量将增加

…其排放被规定为水污染的因素之一

  • 河流湖泊富营养化因素
  • 鱼塘水污染的因素
  • 排放调节(16mg / L(平均8mg / L,24h)*)

*磷的标准排放量仅适用于废水的排放,环境部指出磷可能造成湖泊,海洋或公共水域明显的浮游植物繁殖。

2007年~2008年粮食危机期间磷矿价格飙升的国际价格现在已趋于稳定,是危机前水平的两倍多

磷的吸附和回收减少环境负担以及利用稀有资源

公司需要处理含磷酸盐的废水使用多孔α来
降低成本是可以实现的
我们开发了一种利用玻璃发泡剂制造磷酸根离子吸附剂的方法,
关于磷酸盐离子回收方法,磷肥制造方法,磷酸盐离子吸附剂,
与鸟取大学和鸟取县一起取得了专利http://www.t-rrl.jp/core-tech/#content_02

机制

通过水热处理增加Porous Alpha的比表面积实现磷离子吸附

在水热处理之前

比表面积:83m2 g-1

在水热处理之后

比表面积 : 278m2 g-1)

磷离子的吸附和沉淀

钠钙玻璃具有吸附或沉淀磷离子的元素

无论初始浓度如何,磷离子在1小时内都会吸附在Porous Alpha上

已经吸附磷的Porous Alpha可用作缓释肥

施用不同类型磷肥的收获番茄的干重*

吸附的磷可以用硝酸和柠檬酸以高纯度形式回收

竞争

Porus Alpha对磷的吸附能力远远高于其他材料

a) Etsuro Kobayashi etc., Nikka, 1981,1319. b) Shinya Tange, Patent2007-38203. c) Shinobu Inenaga etc., 「Ninngen to kannkyo」, 31(2005)11.

磷作为肥料回收的现有技术存在磷回收形式有限,运行成本高等问题

资料来源:2010年日本国土,基础设施,交通与旅游部的废水中磷资源回收利用方法

由于工厂本身也很简单,所以可以用比以前更小的初
始投资来实现

案例分析

现在我们正在对流入公共污水处理厂的水进行磷的应用测试

试点项目地点:公共污水处理厂

试点项目的内容
・流入污水处理厂水中的磷吸附
・磷的解吸
・用磷作肥料评估Porous Alpha

规格

作为肥料的磷吸附,回收和使用的规范和应用条件

磷吸附

・吸附能力是最高的,近似 pH 7.0

・必要的接触时间约1小时

・适用初始浓度高于0.8 ppm

・处理液中的磷酸盐浓度低于0.2 ppm

・需要防止悬浮物吸附在 Porous Alpha

– SS应该在预处理中去除;或者

– 放置过滤器,有SS存在以保护Porous Alpha

磷的回收

・使用硝酸浓度高于0.5mol/L

・磷回收率:超过80%

・硝酸(大于0.1mol / L)或柠檬酸(大于0.05mol / L)