CN115180991A - 沼液氮磷回收方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种沼液氮磷回收方法，包括：获取待处理沼液中的氮磷浓度；向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件；使用复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理；该复合吸附剂具备阴离子交换能力和阳离子静电吸附能力；对氮磷吸附处理后的待处理沼液进行过滤处理，获得第一吸附产物和待处理滤液；该第一吸附产物上吸附有氮磷。采用上述方法回收产物中的氮磷为吸附态氮磷，吸附作用力相对较小，添加到土壤中容易被作物吸收，有利于提高沼液氮磷回收产物的利用率。

Description

沼液氮磷回收方法
技术领域
本发明涉及沼液资源化技术领域，具体涉及一种沼液氮磷回收方法。
背景技术
众所周知，厌氧消化是有机固废能源化资源化处理的主流技术之一，但厌氧消化会产生大量的沼液。沼液中含有高浓度的植物营养元素氮磷，如果直接排放会造成严重的水体富营养化污染。因此，有必要对沼液中的氮磷进行回收，以降低污染同时回用氮磷资源。
传统的沼液氮磷回收方法(鸟粪石法)，是向沼液中加入氯化镁等药剂，使得沼液中溶解的氮和磷生成不溶性的磷酸铵镁沉淀物(Mg(NH4)PO4·6H2O，也称为鸟粪石)，实现沼液氮磷回收。然而，采用鸟粪石法回收沼液氮磷，由于磷酸铵镁沉淀物中的氮磷形态稳定，在土壤中的溶解释放非常缓慢，不利于作物对氮磷的吸收。
因此，传统的沼液氮磷回收方法，存在回收产物利用率低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种沼液氮磷回收方法，提高沼液氮磷回收产物的利用率。
一种沼液氮磷回收方法，包括：
获取待处理沼液中的氮磷浓度；
向所述待处理沼液中添加磷酸盐，使得所述待处理沼液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件；
使用复合吸附剂对所述待处理沼液进行氮磷吸附处理；所述复合吸附剂具备阴离子交换能力和阳离子静电吸附能力；
对氮磷吸附处理后的所述待处理沼液进行过滤处理，获得第一吸附产物和待处理滤液；所述第一吸附产物上吸附有氮磷。
在其中一个实施例中，所述氮磷吸附条件包括：氮磷摩尔比小于100:1。
在其中一个实施例中，所述沼液氮磷回收方法还包括：
获取所述待处理滤液中的氮磷浓度；
若所述待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷回收条件，使用所述复合吸附剂对所述待处理滤液进行氮磷吸附处理，获得第二吸附产物和剩余滤液；所述第二吸附产物上吸附有氮磷。
在其中一个实施例中，所述使用所述复合吸附剂对所述待处理滤液进行氮磷吸附处理之前，还包括：
若所述待处理滤液中的氮磷浓度不满足所述氮磷吸附条件，向所述待处理滤液中添加磷酸盐，使得所述待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件。
在其中一个实施例中，所述磷酸盐包括磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸氢二钠和磷酸氢二钾中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述复合吸附剂的制备原料包括：第一金属化合物、第二金属化合物、腐殖质和碱溶液；所述第一金属化合物中的金属为二价金属；所述第二金属化合物中的金属为三价金属。
在其中一个实施例中，所述二价金属为Mg、Zn、Ca和Fe中的一种；所述三价金属为Al。
在其中一个实施例中，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物的摩尔比为2:1～5:1。
在其中一个实施例中，所述第一金属化合物和所述第二金属化合物为金属氯化物或金属硝酸盐中的任意一种。
在其中一个实施例中，所述腐殖质包括腐殖酸和富里酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液；制备所述复合吸附剂的过程，包括：
将第一金属化合物和第二金属化合物溶入水中，得到双金属离子混合溶液；
将腐殖质溶于氢氧化钠溶液中，得到腐殖质溶液；
混合所述双金属离子混合溶液和所述腐殖质溶液，使得所述双金属离子混合溶液中的双金属离子在碱性条件下生成层状双金属氢氧化物，所述层状双金属氢氧化物与所述腐殖质溶液中的腐殖质相互交织，形成复合吸附剂。
在其中一个实施例中，所述混合所述双金属离子混合溶液和所述腐殖质溶液的过程中，还包括：将所述双金属离子混合溶液和所述腐殖质溶液所构成的混合溶液的pH值调整至8～10。
在其中一个实施例中，所述腐殖质和所述层状双金属氢氧化物的质量比为1:4～1:1。
上述沼液氮磷回收方法，获取待处理沼液中的氮磷浓度，向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件，然后，再使用具备阴离子交换能力和阳离子静电吸附能力的复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理，使得待处理沼液中的氮可以通过静电吸引作用而吸附，并使得待处理沼液中的磷可以通过阴离子交换作用而吸附，得到吸附有氮磷的固体吸附产物，即第一吸附产物。由于吸附产物对氮磷的吸附作用力相对较小，施加到土壤中，吸附产物中吸附态的氮磷较易被植物吸收，有利于提高沼液氮磷回收产物的利用率。
附图说明
图1为一个实施例中沼液氮磷回收方法的流程图；
图2为另一个实施例中沼液氮磷回收方法的流程图；
图3为一个实施例中沼液氮磷回收方法的过程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
如背景技术中所述的，采用传统的鸟粪石法，由于磷酸铵镁沉淀物中的氮磷形态稳定，在土壤中的溶解释放非常缓慢，不利于后续的氮磷资源再利用，存在回收产物利用率低的缺点。除此之外，申请人研究发现，采用鸟粪石法进行沼液氮磷回收，还存在回收率低的缺点。这主要是因为鸟粪石法是通过生成鸟粪石实现氮磷回收，而鸟粪石中的氮与磷的摩尔比为1:1，远低于沼液中氮与磷的摩尔比，会导致氮的回收率低，并且反应条件也比较苛刻，整体成本高。若采用吸附方法进行氮磷吸附回收，处理成本较低。由于吸附作用力相对较弱，吸附产物在土壤中能够有效的缓慢释放氮磷，提高回收产物利用率。但是沼液中氮形态主要为带正电的氨氮NH4 +-N，磷的形态主要是带负电的正磷酸根PO4 3-，传统的吸附剂不能够同时吸附沼液中带相反电荷的氮磷，只能吸附单一组分，难以实现沼液中氮磷的同时回收。基于此，本申请提供一种沼液氮磷回收方法，使用具备阴离子交换能力和阳离子静电吸附能力的复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理，使得待处理沼液中的氮可以通过静电吸引的作用被吸附，并使得待处理沼液中的磷可以通过阴离子交换被吸附，得到吸附有氮磷的吸附产物，以提高沼液氮磷回收效果和回收产物的利用率。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种沼液氮磷回收方法，包括：
步骤S101，获取待处理沼液中的氮磷浓度。
具体地，可以使用化学法或紫外分光光度法实现待处理沼液中氮磷浓度的检测，获得待处理滤液中的氮磷浓度。
步骤S102，向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件。
其中，氮磷吸附条件可以使用氮和磷的摩尔比值表征，具体可以根据复合吸附剂的氮吸附效率和磷吸附效率确定。例如，若复合吸附剂的氮吸附效率是磷吸附效率的2倍，则对应的氮磷吸附条件可以设定为氮磷摩尔比为2:1。进一步地，可以基于复合吸附剂的氮磷吸附原理和具体构成，设定对应的氮磷吸附条件，以提高沼液氮磷回收方法的科学性。在一个实施例中，氮磷吸附条件包括：氮磷摩尔比小于100:1。该摩尔比，具体可以是100:1、90:1、80:1、70:1、60:1、50:1、40:1、30:1、20:1和10:1等。
具体地，由于待处理沼液中的磷含量远小于待处理沼液中的氮含量，可以在使用复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理之前，向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷含量满足氮磷吸附条件，以避免出现因含磷不足而吸附效果不佳的情况，进一步提高氮磷回收率。其中，该磷酸盐可以包括磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸钠和磷酸钾中的至少一种。
步骤S103，使用复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理。
其中，复合吸附剂是指同时具备阴离子交换能力和阳离子静电吸附能力的吸附剂。阴离子交换是指复合吸附剂中带正电荷的组成物所吸附的阴离子与溶液中阴离子的交换作用。静电吸附是指复合吸附剂中带负电的组成物与溶液中带相反电荷的阳离子相互吸引并吸附的现象。也即，该复合吸附剂可以包含带正电荷的第一组成物、以及带负电的第二组成物，该第一组成物能够通过阴离子交换吸附待处理沼液中带负电的磷(PO4 3-)，该第二组产物能够通过静电吸引吸附待处理沼液中带正电的氮(NH4 +-N)。该第一组成物可以是镁基、锌基和钙基等层状双金属氢氧化物中的一种，也可以是聚丙烯基阴离子交换纤维，等等，该第二组成物可以是包含腐殖酸和富里酸中至少一种的带负电的腐殖质，也可以是通过物理或化学处理后带负电的物质。以第一组成物为层状双金属氢氧化物，第二组成物为腐殖质的情况为例。层状双金属氢氧化物和腐殖质通过絮凝沉淀反应牢固的结合在一起，形成复合吸附剂。
具体地，使用复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理，即可利用复合吸附剂的阴离子交换能力吸附待处理沼液中的磷，利用复合吸附剂的阳离子静电吸附能力吸附待处理沼液中的氮，实现氮磷同步吸附。进一步地，磷的吸附能够进一步增加复合吸附剂表面的负电荷密度，从而促进对沼液中氮的静电吸附，复合吸附剂对氮磷具有协同吸附效应。
在一个实施例中，复合吸附剂的制备原料包括第一金属化合物、第二金属化合物、腐殖质和碱溶液。其中，第一金属化合物中的金属为二价金属；第二金属化合物中的金属为三价金属。该二价金属可以是Mg、Zn、Ca和Fe中的一种；该三价金属可以是Al。该第一金属化合物和该第二金属化合物可以为金属氯化物或金属硝酸盐等水溶性盐中的任意一种，且第一金属化合物和第二金属化合物的类型可以相同也可以不相同。该腐殖质包括腐殖酸和富里酸中的至少一种。该碱溶液是指富含氢氧根离子的溶液，例如氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液等等。
具体地，第一金属化合物和第二金属化合物在碱性条件下，生成层状双金属氢氧化物。由于部分三价金属离子取代了部分二价金属粒子，形成的层状双金属氢氧化物带正电，具备阴离子交换能力。该层状双金属氢氧化物形成后，又与溶液中的腐殖质通过絮凝沉淀反应相互交织，即可形成所需的复合吸附剂。在一个实施例中，第一金属化合物与第二金属化合物的摩尔比为2:1～5:1，以确保层状双金属氢氧化物具有较高的阴离子交换容量。该摩尔比具体可以是2:1、3:1、4:1或5:1。进一步地，为避免层状双金属氢氧化物与腐殖质溶液相遇时，快速产生大量沉淀物使得反应溶液粘稠，不利于各溶液的充分混合，在将各溶液加入待处理沼液的同时，搅拌混合溶液，搅拌速度具体可以根据混合溶液的粘稠情况实时调整，搅拌时间可以是0.5h～2h。此外，为确保层状双金属氢氧化物晶体的形成，在上述处理过程中调整混合溶液的pH值，该pH值的具体范围，可以是8～10，例如8、8.5、9、9.5或10。调整pH值的具体方式，可以是在混合溶液中添加氢氧根离子或氢离子。此外，为避免空气中的二氧化碳气体对复合吸附剂阴离子交换容量的影响，还可以在保护气氛下，混合该双金属离子混合溶液和该腐殖质溶液。其中，保护气氛可以是氮气保护气氛或惰性气体保护气氛。
本实施例中，基于第一金属化合物、第二金属化合物、腐殖质和碱溶液制备复合吸附剂，获得具备阴离子交换能力的层状双金属氢氧化物，该层状双金属氢氧化物在常温下即可通过共沉淀法与腐殖质交织结合，形成复合吸附剂，方法简单，工艺成本低。此外，由于反应原料不包含有机溶剂和药剂，不易对环境产生二次污染，有利于提高沼液氮磷回收方法的社会效益。
步骤S104，对氮磷吸附处理后的待处理沼液进行过滤处理，获得第一吸附产物和待处理滤液。
其中，第一吸附产物上吸附有氮磷。具体地，使用复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理后，复合吸附剂上将吸附待处理沼液中至少一部分氮磷，形成第一吸附产物。对氮磷吸附处理后的待处理沼液进行过滤处理，即可分离出待处理沼液中固态的第一吸附产物和液态的剩余滤液。
上述沼液氮磷回收方法，获取待处理沼液中的氮磷浓度，向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件，然后，再使用具备阴离子交换能力和阳离子静电吸附能力的复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理，使得待处理沼液中的氮可以通过静电吸附的作用被吸附，并使得待处理沼液中的磷可以通过阴离子交换被吸附，得到吸附有氮磷的第一吸附产物。由于吸附作用力相对较小，吸附产物中的吸附态的氮磷较易脱离复合吸附剂，被土壤吸收，有利于提高沼液氮磷回收产物的利用率，并且，不必受限于磷酸铵镁沉淀物中的氮磷比，可以确保待处理沼液中的氮磷被充分回收，可以避免出现因含磷不足而吸附效果不佳的情况，有利于提高沼液氮磷回收效果。
在一个实施例中，如图2所示，沼液氮磷回收方法还包括：
步骤S105，获取待处理滤液中的氮磷浓度；
步骤S106，若待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷回收条件，使用复合吸附剂对待处理滤液进行氮磷吸附处理，获得第二吸附产物和剩余滤液。
其中，获取待处理滤液中的氮磷浓度的具体方式参加上文中获取待处理沼液中的氮磷浓度的方式，在此不再赘述。第二吸附产物上吸附有氮磷。可以理解，第一吸附产物和第二吸附产物均为复合吸附剂吸附氮磷之后的固体产物。氮磷回收条件可以是指氮浓度大于设定氮浓度阈值，和/或，磷浓度大于设定磷浓度阈值，也可以是指氮浓度大于或等于设定氮浓度阈值，和/或，磷浓度大于或等于设定磷浓度阈值。上述设定氮浓度阈值和设定磷浓度阈值可以根据复合吸附剂的吸附能力设定。
具体地，由于氮磷吸附量受温度、复合吸附剂用量、以及氮磷吸附效率等诸多因素的影响，可能会存在吸附不完全的情况。基于此，对待处理滤液中的氮磷浓度进行检测，并根据检测得到的氮磷浓度，判断待处理滤液是否满足氮磷回收条件。若待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷回收条件，则说明待处理滤液中还存在可回收氮磷，此时，使用复合吸附剂对待处理滤液进行氮磷吸附处理，可以获得吸附有氮磷的第二吸附产物和剩余滤液，确保沼液中氮磷的充分回收。可以理解，若待处理滤液中的氮磷浓度不满足氮磷回收条件，则说明待处理滤液中的氮磷已被充分回收，无需再投入复合吸附剂。
进一步地，获得第一吸附产物和第二吸附产物后，还可以对各吸附产物进行烘干处理，即可获得固体氮磷肥料。此外，步骤S106之后，还可以进一步获取剩余滤液中的氮磷浓度，也即，将剩余滤液作为待处理滤液，并返回步骤S105，再次获取待处理滤液中的氮磷浓度，并在待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷回收条件的情况下，再次使用复合吸附剂对待处理滤液进行氮磷吸附处理，直至待处理滤液中的氮磷浓度不满足氮磷回收条件，以进一步确保沼液中氮磷的充分回收。
需要说明的是，获取所述待处理滤液中的氮磷浓度之后，还可以判断待处理滤液中的氮磷浓度是否满足氮磷吸附条件。若待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件，则使用复合吸附剂对待处理滤液进行氮磷吸附处理，若待处理滤液中的氮磷浓度不满足氮磷吸附条件，则先向待处理滤液中添加磷酸盐，使得待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件，再使用复合吸附剂对待处理滤液进行氮磷吸附处理，以避免出现因含磷不足而吸附效果不佳的情况，提高待处理滤液中的氮磷回收效果。
上述实施例中，获取剩余的待处理滤液中的氮磷浓度，在待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷回收条件的情况下，使用复合吸附剂对待处理滤液进行氮磷吸附处理，获得吸附有氮磷的第二吸附产物和剩余滤液，可以确保待处理沼液中的氮磷被充分回收，有利于提高沼液氮磷回收效果。
需要说明的是，使用复合吸附剂对待处理沼液进行氮磷吸附处理的具体方式并不唯一。例如，可以将预先制备的复合吸附剂加至待处理沼液中；也可以将用于制备复合吸附剂的原材料直接加至待处理沼液中，使得复合吸附剂在形成过程中同时吸附沼液中的氮磷。
在一个实施例中，如图3所示，首先向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷含量满足氮磷吸附条件，然后，将包含二价金属离子和三价金属离子的双金属离子混合溶液、以及腐殖质溶液同时加入到待处理沼液中，使得双金属离子混合溶液中的双金属离子在碱性条件下生成层状双金属氢氧化物，该层状双金属氢氧化物与腐殖质溶液中的腐殖质相互交织，得到复合吸附剂，该复合吸附剂在形成的过程中又同时吸附沼液中的氮磷，实现沼液氮磷回收。进一步地，为避免层状双金属氢氧化物与腐殖质溶液相遇时，快速产生大量沉淀物使得反应溶液粘稠，不利于各溶液的充分混合，可以在将各溶液加入待处理沼液的同时，搅拌混合溶液，搅拌速度具体可以根据混合溶液的粘稠情况实时调整，搅拌时间可以是0.5h～2h。此外，为确保层状双金属氢氧化物的形成，可以在上述处理过程中调整混合溶液的pH值，该pH值的具体范围，可以是8～10，例如8、8.5、9、9.5或10。调整pH值的具体方式并不唯一，还可以通过调整腐殖质溶液中的碱浓度来实现反应体系的pH值调控。
本实施例中，在复合吸附剂的形成过程中同时吸附沼液中的氮磷，大大减少了氮磷吸附过程中的传质阻力，可以进一步促进氮磷的吸附，流程更简单，处理成本更低。而且同样不必受限于磷酸铵镁沉淀物中的氮磷比，可以大幅提高沼液中氮磷的回收率，使得固体产物上的氮磷含量高，添加到土壤之后肥效更好，创造更大的环境和经济效益。
在另一个实施例中，先基于第一金属化合物、第二金属化合物、腐殖质和碱溶液制备复合吸附剂，再将预先制备的复合吸附剂加至待处理沼液中。关于第一金属化合物、第二金属化合物、腐殖质和碱溶液的具体限定，以及复合吸附剂的具体制备原理参见上文，此处不再赘述。
进一步地，制备复合吸附剂的具体过程并不唯一。例如，可以将第一金属化合物和第二金属化合物溶入水中，得到双金属离子混合溶液；再将该双金属离子混合溶液和腐殖质倒入碱溶液中，使得双金属离子混合溶液中的双金属离子在碱性条件下生成层状双金属氢氧化物，该层状双金属氢氧化物与溶入该碱溶液的腐殖质相互交织，形成复合吸附剂。
在一个实施例中，碱溶液为氢氧化钠溶液。制备复合吸附剂的过程，包括：将第一金属化合物和第二金属化合物溶入水中，得到双金属离子混合溶液；将腐殖质溶于氢氧化钠溶液中，得到腐殖质溶液；混合双金属离子混合溶液和腐殖质溶液，使得该双金属离子混合溶液中的双金属离子在碱性条件下生成层状双金属氢氧化物，该层状双金属氢氧化物与该腐殖质溶液中的腐殖质相互交织，形成复合吸附剂。
其中，混合双金属离子混合溶液和腐殖质溶液的具体方式并不唯一。例如可以将双金属离子混合溶液加入腐殖质溶液中，也可以将混合双金属离子混合溶液和腐殖质溶液加入待处理沼液中，还可以将混合双金属离子混合溶液和腐殖质溶液加入碱溶液中。
进一步地，可以通过控制上述制备原料的用量，优化反应条件，提高复合吸附剂的吸附性能。例如，可以通过调整第一金属化合物、第二金属化合物和腐殖质的用量，使得腐殖质和层状双金属氢氧化物的质量比为1:4～1:1；还可以通过控制氢氧化钠的用量控制混合双金属离子混合溶液和腐殖质溶液所构成的混合溶液的pH值。在一个实施例中，混合双金属离子混合溶液和腐殖质溶液的过程中，还包括：将双金属离子混合溶液和腐殖质溶液所构成的混合溶液的pH值调整至8～10。调整pH值的具体方式，可以是在混合溶液中添加氢氧根离子或氢离子。此外，为避免环境气体对反应速率的影响，还可以在保护气氛下，混合该双金属离子混合溶液和该腐殖质溶液。其中，保护气氛可以是氮气保护气氛或惰性气体保护气氛。
需要说明的是，在将预先制备的复合吸附剂加至待处理沼液中的情况下，反应得到复合吸附剂之后，还可以将反应容器置于设定温度下静置养护，然后将沉淀物离心分离并真空冷冻干燥，得到制备好的复合吸附剂。该设定温度可以是室温，该静置养护的时间可以是5～12小时。同样的，为避免层状双金属氢氧化物与腐殖质溶液相遇时，快速产生大量沉淀物使得反应溶液粘稠，不利于各溶液的充分混合，可以在反应过程中，搅拌混合溶液。其中，搅拌速度具体可以根据混合溶液的粘稠情况实时调整，搅拌时间可以是0.5h～2h。
上述实施例中，基于第一金属化合物、第二金属化合物、腐殖质和碱溶液制备复合吸附剂，通过常温下的共沉淀法即可形成复合吸附剂，方法简单，工艺成本低。此外，由于反应原料不包含有机溶剂和有毒有害物质，不会对环境产生二次污染，有利于提高沼液氮磷回收方法的环境效益。并且制备得到的复合吸附剂与传统方法相比，不必受限于磷酸铵镁沉淀物中的氮磷比，可以大幅提高沼液中氮磷的回收率，能够创造更大的经济效益。
为便于理解，下面结合具体示例对沼液氮磷回收方法进行详细说明。
实施例1
采用本申请方法回收沼液氮磷，供试沼液中总磷(TP)浓度28mg/L，氨氮(NH4 +-N)浓度1141mg/L，总氮(TN)浓度1950mg/L。具体步骤如下：
向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷摩尔比为18:1。配置Mg2+/Al3+双金属离子混合溶液，其中Mg2+/Al3+摩尔比为2:1，将富里酸溶于氢氧化钠溶液中，得到富里酸钠碱性溶液。在氮气保护气氛下，将双金属离子混合溶液和氢氧化钠溶液同时倒入到富里酸钠碱性溶液，其中，富里酸的添加量与双金属离子在反应中所形成的层状双金属氢氧化物的质量比为1:2，在pH为9情况下搅拌0.5h，将反应容器置于室温下静置养护5h，然后将沉淀物离心分离并真空冷冻干燥，得到复合吸附剂。将复合吸附剂添加到沼液中进行氮磷同时吸附，吸附剂投加量为10g/L，吸附时间2h，然后过滤分离得到吸附后固体和滤液。沼液总磷的去除率可达95％，氨氮去除率可达92％，总氮去除率可达93％，滤液中总磷浓度仅为6.3mg/L，氨氮89.2mg/L，总氮浓度120.4mg/L。吸附后固体磷负载量为13.9mg/g，氨氮负载量为105.3mg/g，总氮负载量为190.8mg/g。吸附后固体具有氮磷缓释能力，并且施加到土壤中能够促进小白菜等作物生长。
实施例2
采用本申请方法回收沼液氮磷，供试沼液中总磷(TP)浓度28mg/L，氨氮(NH4 +-N)浓度1141mg/L，总氮(TN)浓度1950mg/L。具体步骤如下：
配置Mg2+/Al3+双金属离子混合溶液，其中Mg2+/Al3+摩尔比为2:1，将富里酸溶于氢氧化钠溶液中，得到富里酸钠碱性溶液。在氮气保护气氛下，将双金属离子混合溶液和氢氧化钠溶液同时倒入到富里酸钠碱性溶液，其中，富里酸的添加量与双金属离子在反应中所形成的层状双金属氢氧化物的质量比为1:2，在pH为9情况下搅拌0.5h，将反应容器置于80℃下静置养护5h，然后将沉淀物离心分离并真空冷冻干燥，得到复合吸附剂。将复合吸附剂添加到沼液中进行氮磷同时吸附，吸附剂投加量为2g/L，吸附时间3h，然后过滤分离得到吸附后固体和滤液。经过三次吸附后，沼液总磷的去除率可达86％，氨氮去除率可达88％，总氮去除率可达85％，滤液中总磷浓度仅为3.9mg/L，氨氮133.2mg/L，总氮浓度292.5mg/L。吸附后固体磷负载量为11.9mg/g，氨氮负载量为126mg/g，总氮负载量为207mg/g。吸附后固体具有氮磷缓释能力，并且施加到土壤中能够促进小白菜等作物生长。
实施例3
采用本申请方法回收沼液氮磷，供试沼液中总磷(TP)浓度28mg/L，氨氮(NH4 +-N)浓度1141mg/L，总氮(TN)浓度1950mg/L。具体步骤如下：
向待处理沼液中添加磷酸盐，使得待处理沼液中的氮磷摩尔比为50:1。配置Mg2+/Al3+双金属离子混合溶液，其中Mg2+/Al3+摩尔比为3:1，将富里酸溶于氢氧化钠溶液中，得到富里酸钠碱性溶液。富里酸的添加量与双金属离子在反应中所形成的层状双金属氢氧化物的质量比为1:4。将双金属离子混合溶液和富里酸钠碱性溶液同时加入到待处理沼液中，在pH为8-9情况下搅拌1h，然后将沉淀物离心分离得到固体产物和滤液，固体产物烘干后作为氮磷缓释材料。沼液总磷的去除率可达93％，氨氮去除率可达92％，总氮去除率可达92％，滤液中总磷浓度仅为3.2mg/L，氨氮68.9mg/L，总氮浓度83.9mg/L。吸附后固体磷负载量为22.6mg/g，氨氮负载量为360.9mg/g，总氮负载量为466.7mg/g。吸附后固体具有氮磷缓释能力，并且施加到土壤中能够促进小白菜等作物生长。
实施例4
采用本申请方法回收沼液氮磷，供试沼液中总磷(TP)浓度36mg/L，氨氮(NH4 +-N)浓度1993mg/L，总氮(TN)浓度2850mg/L。具体步骤如下：
配置Mg2+/Al3+双金属离子混合溶液，其中Mg2+/Al3+摩尔比为2:1，将富里酸溶于氢氧化钠溶液中，得到富里酸钠碱性溶液，其中富里酸的用量与双金属离子在反应中所形成的层状双金属氢氧化物的质量比为2:4。将双金属离子混合溶液和富里酸钠溶液同时倒入到沼液中，在pH为8-10的范围下高速搅拌1h，然后将沉淀物离心分离并干燥，得到处理后的滤液和固体氮磷肥料。经过三次合成吸附后，沼液总磷、氨氮、总氮的总去除率分别均可达87.5％、99.06％、93.13％。沼液中残留磷浓度3.3mg/L，氨氮浓度8.5mg/L，总氮浓度106.4mg/L。固体产物中总磷负载量为16.5mg/g，氨氮的负载量为163.2mg/g，总氮的负载量为312.8mg/g。吸附后固体具有氮磷缓释能力，并且施加到土壤中能够促进小白菜等作物生长。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种沼液氮磷回收方法，其特征在于，包括：
获取待处理沼液中的氮磷浓度；
向所述待处理沼液中添加磷酸盐，使得所述待处理沼液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件；
使用复合吸附剂对所述待处理沼液进行氮磷吸附处理；所述复合吸附剂具备阴离子交换能力和阳离子静电吸附能力；
对氮磷吸附处理后的所述待处理沼液进行过滤处理，获得第一吸附产物和待处理滤液；所述第一吸附产物上吸附有氮磷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮磷吸附条件包括：氮与磷的摩尔比小于100:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述待处理滤液中的氮磷浓度；
若所述待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷回收条件，使用所述复合吸附剂对所述待处理滤液进行氮磷吸附处理，获得第二吸附产物和剩余滤液；所述第二吸附产物上吸附有氮磷。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述使用所述复合吸附剂对所述待处理滤液进行氮磷吸附处理之前，还包括：
若所述待处理滤液中的氮磷浓度不满足所述氮磷吸附条件，向所述待处理滤液中添加磷酸盐，使得所述待处理滤液中的氮磷浓度满足氮磷吸附条件。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述复合吸附剂的制备原料包括：第一金属化合物、第二金属化合物、腐殖质和碱溶液；所述第一金属化合物中的金属为二价金属；所述第二金属化合物中的金属为三价金属。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述二价金属为Mg、Zn、Ca和Fe中的一种；所述三价金属为Al。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物的摩尔比为2:1～5:1。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液；制备所述复合吸附剂的过程，包括：
将第一金属化合物和第二金属化合物溶入水中，得到双金属离子混合溶液；
将腐殖质溶于氢氧化钠溶液中，得到腐殖质溶液；
混合所述双金属离子混合溶液和所述腐殖质溶液，使得所述双金属离子混合溶液中的双金属离子在碱性条件下生成层状双金属氢氧化物，所述层状双金属氢氧化物与所述腐殖质溶液中的腐殖质相互交织，形成复合吸附剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述混合所述双金属离子混合溶液和所述腐殖质溶液的过程中，还包括：将所述双金属离子混合溶液和所述腐殖质溶液所构成的混合溶液的pH值调整至8～10。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述腐殖质和所述层状双金属氢氧化物的质量比为1:4～1:1。
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