基于源控制的磷酸銨鎂結晶法去除與回收磷研究.pdf

1、磷是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因之一，又是一種不可再生的資源。水環(huán)境中磷污染主要來源于污水排放，所以，必須加強對污水廠排水中磷的控制。由于污水生物脫氮除磷過程中經常出現(xiàn)碳源不足的問題，因此，研究探討對化糞池廢水進行強化除磷等源控制技術，不僅可以有效去除和回收污水中的磷資源，還可以減少和控制進入污水廠的氮磷量，解決污水處理廠進水碳源比例過低等問題。磷酸銨鎂結晶法(MagnesiumAmmoniumPhosphate，MAP)是一種既可除磷又

2、能回收磷的有效方法，所以，本文擬對磷酸銨鎂結晶法去除和回收化糞池廢水中的磷開展深入研究，以期探索一種基于源控制(化糞池)的廢水除磷技術。
　　 本文對模擬化糞池廢水為研究對象，考察了反應物摩爾比、初始pH值、反應時間、反應動力條件、陳化時間、初始磷濃度對磷酸銨鎂結晶反應的影響作用規(guī)律，探討了MAP結晶反應動力學特性;以鋼渣、礦渣、鋼渣基復合濾料、礦渣基復合濾料和石英砂為晶種，研究了晶種對磷酸銨鎂結晶法除磷效能的影響作用規(guī)律，分析

3、了晶種對結晶反應的作用機理，為磷酸銨鎂結晶法品種的選擇提供了依據(jù);以晶種濾池處理模擬化糞池廢水為研究對象，研究了廢水中COD和氨氮對磷酸銨鎂結晶除磷效果的影響，系統(tǒng)考察了晶種濾池處理模擬化糞池廢水的運行效果及反應器運行條件對磷酸銨鎂結晶除磷效果的影響;考察了晶種濾池處理實際化糞池廢水的運行效果，并利用XRD對結晶除磷反應產物進行了表征，討論了結晶產物的回收價值。
　　 研究結果表明，提高初始pH值有利于提高除磷率，一定程度的增大

4、反應物摩爾比、反應時間、反應動力條件、陳化時間有利于提高結晶除磷效果，對于初始磷濃度較高的含磷廢水，磷酸銨鎂結晶除磷效果優(yōu)于初始磷濃度低的含磷廢水的結晶除磷效果。但是，當反應時間超過30min、攪拌速度超過80r/min、陳化時間超過30min，都會使結晶除磷效果下降。
　　 通過對比研究晶種對磷酸銨鎂結晶除磷的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)鋼渣和鋼渣基復合濾料作為晶種可以有效提高磷酸銨鎂結晶除磷效能，礦渣基復合濾料和礦渣次之，石英砂最差。當晶

5、種表面含有類似磷酸銨鎂成分時，有利于提高磷酸銨鎂結晶除磷效果。對晶種進行成分分析發(fā)現(xiàn)，當晶種含有可以拓寬介穩(wěn)區(qū)寬度的成分時，會導致結晶反應誘導期變長，降低磷酸銨鎂結晶除磷效果。
　　 在本試驗條件下，磷酸銨鎂結晶除磷效果不受COD變化的影響。當初始磷濃度越低時，化糞池廢水中氨氮對磷酸銨鎂結晶反應的影響較大。當氨氮是結晶反應的限制因子時，會影響結晶除磷效果;當化糞池廢水中的含磷濃度很高時，氨氮不是結晶反應的限制因子，對結晶反應除磷

6、效果沒有影響。
　　 晶種濾池處理模擬含磷廢水試驗結果表明，廢水初始磷濃度越低，結晶除磷效果越好，剩余磷濃度越低。當廢水初始磷濃度較高時，氨氮、COD、HRT對高磷廢水結晶除磷的影響大小為:HRT＞COD＞氨氮，處理低初始磷濃度含磷廢水，影響結晶除磷效果的大小為:氨氮＞COD＞HRT。晶種濾池的除磷率隨著反應pH和HRT的增加而升高。在相同pH條件下，初始磷濃度越低，磷酸銨鎂結晶反應除磷效果越好。HRT越高，剩余磷濃度越低，磷酸

7、銨鎂結晶反應除磷效果越好。在相同HRT條件下，初始磷濃度越低，磷酸銨鎂結晶反應除磷效果越好。XRD表征結果表明，不同初始磷濃度條件下得到的結晶產物的晶化程度都很好。
　　 晶種濾池處理實際化糞池廢水的試驗結果表明，晶種濾池可以實現(xiàn)長期有效的除磷，當進水磷濃度為75mg/L，氨氮濃度為186mg/L，COD為324mg/L，鎂為20mg/L.SS為100NTU時，出水剩余磷濃度維持在1mg/L以下。通過對結晶產物進行XRD表征，得