科创中国

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种同步回收污水中氮磷的一体化反应装置和方法。本发明提出了将活化蛇纹石作为镁源和碱源，建立了鸟粪石结晶法耦合膜吸收法的一体化反应装置。该装置包括反应器，疏水透气膜，疏水透气膜设在反应器内，将反应器分隔为结晶室和膜吸收室，实现了高效回收污水中的氮磷。氮磷回收的效率和速率可通过改变蛇纹石投量和溶 液的初始pH来实现灵活调控。本发明提出的一体 化反应装置主要用于富含氮磷污水领域，氨氮回收率可到85％以上，正磷酸盐回收率可达95％以 上。该装置回收效果好，设计合理，操作方便，高效节能。

发明所解决的技术问题是针对污水中氮磷回收的技术需求，克服现有脱氮除磷技 术在氮磷回收中存在的不足，从而提供了一种同步回收污水中的氮和磷营养物质的一体化 反应装置和方法，以实现水中氮和磷营养物质的高效回收。

氮磷污染物的过量排放会导致富营养化，使溶解氧含量急剧下降，水生生物灭绝，破坏水生生态系统平衡，从而危害人体健康。氨氮被视为下一代能源载体，在氮肥生产中不可或缺。磷是所有已知生命形式必不可少的元素，是ATP和遗传物质的重要组成部分。磷资源是一种不可再生且不可替代的资源，以目前的开采和使用速度，几百年后就会枯竭。生活污水富含氮和磷资源，从污水中回收氨氮和磷酸盐不仅可以补充氮和磷源，还可进一步减轻水体的富营养化，具有环境和经济双重效益。

天然矿物因其价格便宜、储量丰富而引起人们的关注，蛇纹石是一种富含镁的羟 基硅酸盐1:1八面体层状矿物，具有丰富的‑OH官能团和Mg2+。且蛇纹石的表面晶体结构在机械球磨活化后被破坏，在水溶液中可以释放出氢氧根和镁离子。基于此，我们采用机械活化的蛇纹石作为镁源和碱源，以回收污水中的氮磷资源，且结合膜吸收法回收污水中剩余的氨氮资源，研发了以氮磷回收为导向的鸟粪石结晶耦合膜吸收的水处理技术，构建了有效回收氮磷的反应装置。

研究组现有成员59人，包括院士1人，研究员2人，副研/助研6人，科研支撑人员、博后及研究生50人，拥有科研实验室、工程专用模拟实验室及检测分析实验室，成员研究基础扎实。

污水中氨氮的回收率达到85％以上，正磷酸盐的回收率达到95％以上。本发明方法可以通过可以机械化学活化蛇纹石释放氢氧根和镁离子，蛇纹石储量丰富，廉价易得，可高效回收污水中的氮和磷；本发明通过控制活化蛇纹石投量和水溶液的pH来控制氮磷的回收效率和速率，形成的鸟粪石易于回收并可以用作农作物的化肥。

本科技成果支持技术转让，服务等多种方式，有针对性进行指导转化