鸟粪石沉淀法预处理高氨氮废水的镁盐研究

药剂费用一直是限制鸟粪石法处理高氨氮废水实际应用的主要因素。实验采用鸟粪石沉淀法预处理高氨氮废水,以磷酸氢二钠作为磷盐,就不同镁盐对高氨氮废水的处理效果进行了分析比较。实验结果表明,将氯化镁与氧化镁联用作为新型镁盐时,有很大的优势。在n（N）：n（P）：n（Mg）=1：1：1．5,n（MgCl2）：n（MgO）=1：2,反应时间为30min条件下,氨氮的去除率可以达到90％以上,与常规单独采用氯化镁的处理方法相比,镁盐药剂费用可节约2／3以上。     

酸性条件下剩余污泥中Ca2＋和Mg2＋溶出对磷回收的影响

为了在酸性条件下实现剩余污泥中磷的高效回收,对pH=3时剩余污泥水解酸化过程中氨氮、正磷酸盐和钙镁离子的溶出现象以及磷回收进行了研究分析。结果表明：当pH=3时,所溶出的氨氮、镁离子和钙离子与磷酸盐的摩尔比均大于1,能满足采用鸟粪石沉淀法或者羟磷灰石沉淀法回收磷的要求;但所溶出的钙镁离子的摩尔比大于1,会对鸟粪石沉淀法回收磷的顺利进行有较大影响;有无外加镁剂对磷回收率影响不大。采用改型后的镁型强酸性阳离子交换树脂进行离子交换可以得到较高纯度的鸟粪石沉淀产品,通过XRD检测其纯度为95％以上。     

酸性条件下剩余污泥中Ca2+和Mg22++溶出对磷回收的影响

为了在酸性条件下实现剩余污泥中磷的高效回收,对pH=3时剩余污泥水解酸化过程中氨氮、正磷酸盐和钙镁离子的溶出现象以及磷回收进行了研究分析。结果表明：当pH=3时,所溶出的氨氮、镁离子和钙离子与磷酸盐的摩尔比均大于1,能满足采用鸟粪石沉淀法或者羟磷灰石沉淀法回收磷的要求;但所溶出的钙镁离子的摩尔比大于1,会对鸟粪石沉淀法回收磷的顺利进行有较大影响;有无外加镁剂对磷回收率影响不大。采用改型后的镁型强酸性阳离子交换树脂进行离子交换可以得到较高纯度的鸟粪石沉淀产品,通过XRD检测其纯度为95%以上。     

赤泥晶种法磷酸铵镁结晶工艺模拟废水磷的回收

以赤泥为晶种,研究不同工艺条件对磷酸铵镁(MAP)结晶法回收模拟废水中磷的影响。结果表明,在投加赤泥(60～80目)8 g/L,搅拌速度为180 r/min,搅拌时间30 min,沉淀时间30 min,N∶Mg∶P=1∶1∶1的条件下磷酸根离子的回收率随初始磷酸盐浓度的增加而增大,在初始磷酸盐浓度小于90 mg/L时增幅较大,初始磷酸盐浓度大于90 mg/L后增幅减小;pH值对磷酸根离子的回收率影响显著,结合铵根离子、镁离子的回收率变化,pH值为9.5时最优;磷酸根离子的回收率随着Mg∶P摩尔比和N∶P摩尔比增大而呈上升趋势,当Mg∶P摩尔比为1.4∶1、N∶P摩尔比为4∶1时,磷酸盐的回收率可达97.9%。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征,表明磷主要以磷酸铵镁形态回收。     

利用白云石回收污泥厌氧消化液中的磷

为经济有效地从污泥厌氧消化液中回收磷,构建了以白云石提供钙镁源的磷回收方法,探讨了磷回收的工艺条件与效果。通过盐酸酸化厌氧消化液以降低其碳酸盐含量,同时利用白云石溶于冷稀盐酸的特性使其钙镁缓慢释放到酸化的厌氧消化液中形成第一步磷回收体系,考察体系酸化pH、白云石与厌氧消化液的固液比以及反应pH对白云石的钙镁释放和磷回收效果的影响;第一步磷回收后的上清液为第二步厌氧消化液磷回收提供钙镁源,研究投加钙磷摩尔比对磷回收效果的影响。实验结果表明,当固液比为5.0时,在酸化pH为4.0～4.5且酸化溶出时间为10 h以及反应pH为9.0的条件下,第一步磷回收产物以磷酸钙盐沉淀为主,厌氧消化液磷回收率及回收产物含磷率（以P2O5计）分别达到99.43%和38.49%;第一步磷回收后的上清液按一定的钙磷摩尔比投加到酸化后的厌氧消化液中进行第二步磷回收,当投加钙磷摩尔比为0.20时,在反应pH为9.0的条件下,回收产物同时含有磷酸钙盐和磷酸铵镁,厌氧消化液中氮、磷回收率分别达到13.19%和90.90%,回收产物氮、磷含量（以P2O5计）分别为0.26%和39.58%;经XRD、XRF、ICP及SEM等分析表征,2步磷回收的产物以磷酸钙盐和磷酸铵镁为主要成分,杂质少。研究表明,利用白云石为钙镁源,通过分别构建不同的磷回收体系可以分步从污泥厌氧消化液中经济有效地回收磷,且磷回收率和回收产物含磷率高。     

赤泥晶种法诱导磷酸铵镁结晶回收模拟废水中磷的可行性研究

对赤泥的理化性质进行了分析,探索了以赤泥为晶种磷酸铵镁(MAP)结晶法从模拟废水中回收磷工艺。结果表明,经过研磨的赤泥颗粒属无孔物质或者大孔物质;将赤泥溶于水时有碱液和离子溶出,赤泥的主要化学成分为Ca、Al、Si和Mg等元素。投加赤泥晶种有利于磷酸铵镁结晶的形成。在初始磷酸盐浓度为90 mg/L、N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1、不调节pH值、搅拌时间30 min、搅拌速度180 r/min、沉淀时间30 min条件下,赤泥粒径为60～80目、投加量为8 g/L时,以赤泥作为晶种诱导磷酸铵镁结晶回收磷的效果最优。干燥晶种的使用次数对磷酸根离子的回收率影响不大。所得结晶产物是一种很好的缓释肥。     

工艺条件对磷回收过程中鸟粪石沉淀颗粒粒径的影响

在鸟粪石沉淀法回收废水中磷的过程中,鸟粪石颗粒的大小将直接影响其沉淀的速率,进而影响鸟粪石的沉淀效果和磷的回收率。本文采用激光粒度分析仪测定鸟粪石的平均粒径,详细考察在小型连续搅拌反应-沉淀磷回收装置中不同的工艺条件下鸟粪石颗粒粒径的变化规律,并结合Stokes公式计算鸟粪石颗粒在废水出口处的沉降速率,为沉淀池的设计提供参考依据。结果表明:鸟粪石的平均粒径在12～25μm之间,沉降速率在5.46×10-5～2.37×10-4m/s之间。随着反应室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的粒径逐渐增大,当停留时间超过18 min时,颗粒的粒径基本不变;随着沉淀室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的平均粒径缓慢增大,当停留时间超过70 min后颗粒粒径的变化不大;鸟粪石颗粒的平均粒径在一定程度上受废水中磷初始浓度变化的影响,在磷初始浓度为62～128 mg/L时颗粒的粒径变化不大,当磷浓度为496 mg/L时粒径有较大增加,此时鸟粪石颗粒的沉降速率也大幅度增加;鸟粪石颗粒的平均粒径受pH值的影响不大;随氮磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径略有增加;随镁磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径逐渐减小,沉降速率则有明显的下降。     

苦土和氧化镁处理氮磷废水的对比研究

分别采用苦土、纯氧化镁为沉淀剂对模拟高浓度氮磷废水(N/P=0.8)进行了脱氮除磷研究,比较了沉淀剂投加量、pH对2种沉淀剂处理氮磷废水的影响,对沉淀产物进行XRD分析,并进行了经济效益比较。结果表明,pH是影响2种沉淀剂处理氮磷废水的主要因素,随着pH的增加,脱氮除磷效果提高,在平衡pH为9～10之间时氮磷处理效果最佳,pH继续增加,由于磷酸镁沉淀的形成使得氨氮去除率降低。此外,处理相同的废水,苦土的最佳投加量要大于纯氧化镁,但是经济效益比较结果表明,以苦土为沉淀剂处理氮磷废水可大大降低处理成本。     

共存杂质对磷酸铵镁结晶法回收磷的影响研究

研究用磷酸铵镁（MAP）结晶法去除、回收废水中的磷,分析含磷废水中各类共存杂质对MAP法去除、回收磷的影响。结果表明,废水中无机钙离子的存在可提高磷的去除率,而大分子有机物杂质的存在会使磷的去除率显著降低,小分子有机物对磷的去除基本无影响。在反应体系中引入外来晶种烟煤、石英砂和铁屑可显著提高低浓度含磷废水磷的去除效率,其中娴煤作为晶种的效果最明显。     

磁性污泥基生物炭的制备及其对水溶液中氮磷的同步回收

以城市污泥为原料与MgCl₂和FeSO₄复合,并热解碳化合成磁性污泥基生物炭(MF-SBC),用于水中氮磷的同步回收研究,分别考察了MF-SBC投加量、初始pH、接触时间和共存离子对氮磷回收性能的影响,同时通过SEM、XRD、BET、XPS和FTIR表征了MF-SBC的组成、形貌和官能团等,并对反应过程进行了动力学拟合。结果表明,当MF-SBC投加量为0.3 g·L⁻¹、溶液初始pH为7、反应时间为720 min时,MF-SBC对水溶液中氨氮和磷酸盐的回收效果最佳,吸附量分别为103.12 mg·g⁻¹和205.07 mg·g⁻¹,并且MF-SBC对水中氨氮和磷酸盐的回收过程均符合准二级动力学模型。Ca²⁺、Na⁺、SO₄²对MF-SBC回收磷酸盐几乎没有影响,Ca²⁺和SO₄^2-对氨氮的回收有抑制作用。MF-SBC对氮磷的回收机制包括表面吸附、离子交换和鸟粪石沉淀,其中以鸟粪石沉淀为主。     

补充碳源对交替式厌氧/好氧生物滤池生物蓄磷/回收磷的影响

碳源不足是废水高效脱氮除磷、磷回收的限制因素,研究高效利用碳源同时能提高磷回收效果的的新工艺及其运行方式尤为重要。本研究采用连续式厌氧/好氧交替生物滤池(AABF)处理低碳磷比废水(COD/P=11),并研究碳源的补充方式(间歇型、连续型、连续循环型)、补充周期对生物滤池除磷、回收磷的影响;采用生物膜吸收并蓄积废水中的磷,并采用定期补充碳源方式诱导生物滤池内聚磷菌群(PAOs)充分释磷,以便形成高浓度的磷回收液,同时在PAOs胞内积累内源性碳,用于后续的生物除磷。结果表明,连续循环型碳源补充方式优于其他两种碳源补充方式,合理缩短碳源补充周期利于提高AABF的生物除磷以及磷回收效率;定期补充AABF进水碳源可增加AABF生物膜内聚羟基丁酸酯(PHB)含量、大幅提高AABF厌氧释磷浓度、提高厌氧释磷(磷回收)过程中PAOs的对碳源的利用效率。     

泥磷中温蒸馏提取黄磷装置改进效果的研究

针对泥磷中温蒸馏提取黄磷前期实验装置存在的问题,通过对装置的传动齿轮位置移动改进来达到受力平衡和采用机械密封与软填料密封组合的方式对旋转密封接头重新设计,同时检测改进后实验装置的气密性并进行了泥磷中温蒸馏提取黄磷实验。结果表明,在密封性检测实验中,改进后的实验装置3h之后出现负压,比前期实验装置缩短0．5h,冷凝器温度略有下降,压差与前期相比增加约100mm水柱。黄磷提取实验中,改进的实验装置反应时间比前期缩短0．5h,黄磷蒸馏温度下降,压差增大。最终黄磷的回收率为97．1％,比前期实验增加0．2％;纯度为99．95％,比前期实验提高0．01％,砷含量为0．009561％,比前期实验减少0．0019％,黄磷等级达到优等,实验装置的改进是有效的。     

不同水生植物去除水体氮磷的效果

为研究水生植物对污染河流的脱氮除磷效果,实验采用人工配置污水,对大薸、凤眼莲、慈菇、菖蒲、香蒲和水葱这6种水生植物去除氮磷的效果进行了实验研究。结果表明,所选植物都能较好地吸收水中的营养物质,对氨氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的去除率分别为93.71%～97.32%和76.69%～92.47%,对总磷(TP)的去除率为76.69%～92.47%,其中菖蒲对NH4-N的去除效果最好,慈菇对NO3-N的去除率最高,香蒲对TP的去除率最高。6种水生植物的氮、磷吸收贡献率分别占水质氮、磷去除率的11.71%～54.57%和17.61%～64.56%。不同种类水生植物对不同污染物的去除能力存在较大差异,因此,在实际应用时可针对污染物的种类来选择水生植物,也可考虑对水生植物之间进行搭配组合用以修复污染水体。     

新型生物质碳源的制备及其污水脱氮除磷效果

为给城镇污水处理厂生物脱氮除磷提供一种新的碳源选择和开辟蓝藻资源化利用新途径,以工业碳源乙酸钠为对照,探究了从蓝藻中提取的高碳低氮磷有机物为核心的新型生物质碳源脱氮除磷效果,并分析了添加2组碳源后的微生物群落特征。结果表明,与乙酸钠碳源相比,新型生物质碳源对COD的去除效果保持稳定,平均去除率高达91.7%;新型生物质在碳源投入反应器初期时,反硝化潜力及释磷潜力较低导致NH₃-N、TN、TP和PO₄³⁻-P的去除率较低;随着反应器运行至后期,反硝化潜力和释磷潜力稳步提升,NH₃-N、TN、TP和PO₄³⁻-P去除率逐渐上升,最终可达90%以上,对系统中的NH₃-N、TP的去除效果良好,且反应器中微生物丰度较高。本研究制备的新型生物质碳源具有生产原料绿色、安全、无毒和环保的特点,其生产方法精简高效,适用于大规模工业化应用,且脱氮除磷效果好,具有非常广泛的应用前景及推广价值。