赤泥诱导磷酸钙结晶法回收废水中的磷

为获取适用的废水磷回收工艺,以赤泥为晶种,诱导磷酸钙(HAP)结晶法回收模拟废水中的磷,研究工艺条件对回收效果的影响;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。结果表明,当搅拌速度为180 rmin,搅拌时间为30 min,沉淀30 min后,在赤泥投加量为8 gL,赤泥粒径为40~60目(250~380μm),初始磷酸盐浓度为60 mgL时,磷的回收率可达74.1%。不同初始磷酸盐浓度下,随pH升高,磷酸根离子、钙离子的回收率均增大,但增大速率随初始磷酸盐浓度的提高而减缓。磷酸根离子的回收率随着Ca与P物质的量比的增大而增大;而钙离子的回收率随Ca与P物质的量比的增大达到一个最大值,但随初始磷酸盐浓度不同,出现回收率最大值的Ca与P物质的量比也不同。赤泥晶种重复使用不宜超过3次。废水中的磷主要以磷酸钙形态被回收。     

鸟粪石法回收养猪废水中氮磷时产物的组分与性质研究

为了探究鸟粪石法回收养猪废水中氮磷时产物的组分与性质,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和物料衡算,分析了不同工艺条件下回收产物的化学组分,利用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)和激光粒度仪表征了不同条件下回收产物的形貌、粒度和元素组成.结果表明:各条件下废水中PO3-4-P去除率均超过93％,而NH+4-N去除率在28％左右;回收产物中主要为棒状鸟粪石(MgNH4 PO4·6H2O)晶体,同时还存在少量磷酸钙(Ca3(PO4)2·xH2O,ACP)和氢氧化镁(Mg(OH)2)等无定形颗粒;回收的鸟粪石纯度最高为87.72％,颗粒体积平均粒径最大为110 μm;鸟粪石纯度和颗粒粒度与反应液pH和进水PO3-4-P浓度相关,反应液pH由8.5±0.2升至9.5±0.2,鸟粪石纯度降低,粒度减小;进水PO3-4-P浓度由55.29 mg·L-1升至81.98 mg·L-1,鸟粪石纯度增大,粒度减小.     

不同Ca/P比下碳酸根对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响

以模拟污水处理厂污泥厌氧消化液为处理对象,进行磷酸钙沉淀除磷小试实验,考察了不同Ca/P物质的量比下碳酸根(CO2-3)对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对沉淀产物进行表征。结果表明,磷酸钙沉淀反应是一个快速过程,CO2-3的存在并未改变这一显著特征。磷酸钙沉淀反应过程中,CO2-3的存在降低了磷的去除率,改变了沉淀物形貌、结构和组分;实验设定范围内,磷酸钙的过饱和度越高,越难形成晶体态羟基磷灰石((Ca5(PO4)3OH,HAP);当pH值为9.0,Ca/P比为1.67时,CO2-3取代HAP晶格中的PO3-4,形成碳磷灰石(CHAP);当pH值为9.0,Ca/P比为3.33和5.01时,CO2-3和PO3-4之间竞争,形成碳酸钙(CaCO3);增大Ca/P能有效提高磷的去除率,降低CO2-3对磷酸钙沉淀反应的抑制作用,但综合考虑实际效果,选择Ca/P比为3.33作为适宜的反应条件。     

磷酸钙结晶与PFS混凝联用去除铜绿微囊藻和DOC

为实现藻细胞和DOC的同步高效去除,利用磷酸钙结晶预处理,强化聚合硫酸铁(PFS)混凝除藻效果,研究了磷酸钙结晶与PFS混凝联用对藻细胞和DOC的去除效果和机制,并考察了其对藻密度变化的适应性和残余磷控制的效果.结果表明,铜绿微囊藻藻密度为2.0×10⁶cells/mL、PFS投加量为20mg/L时,Ca₃(PO₄)₂结晶可将PFS混凝的除藻率和DOC去除率从72.5%和33.5%分别提高至91.5%和85%.Ca₃(PO₄)₂结晶对除藻率的提升,主要通过Ca₃(PO₄)₂均相结晶产物的共絮凝和加重剂作用来实现;对DOC去除率的提升,主要是由DOC与Ca₃(PO₄)₂共沉淀和吸附作用实现.Ca₃(PO₄)₂结晶与PFS联合除藻对藻细胞密度变...     

诱导结晶反应器型式对低磷污水磷回收的影响

以羟基磷酸钙(HAP)为晶种,模拟生活污水厂二级出水为对象,开展连续搅拌反应器(CSR)和流化床反应器(FBR)的Ca-P结晶磷回收效果研究,并结合产物粒径与数量变化、SEM、EDS和XRD分析,探讨了反应器中的磷回收机制.结果表明,初始PO₄^3--P浓度为1mg/L时,CSR磷回收效果明显优于FBR,前者72h内回收率维持在90%以上,后者18h后回收率降至50%以下.CSR的连续搅拌,一方面可以抑制晶种沉降,避免晶种颗粒数量和表面积的显著降低,从而维持反应器的稳定运行;另一方面还可以促进晶核的破碎与破碎晶核的成长,实现二次成核磷回收,进一步提高磷回收率.反应器型式不会改变结晶产物晶型,两种反应器的产物均为HAP及其前体物无定型态磷酸钙(ACP)和磷酸八钙(OCP).     

溶液条件对磷酸钙沉淀法回收磷的影响

磷酸钙沉淀法是从富磷废水中回收磷的主要工艺.为优化工艺,利用批次沉淀实验、热力学模拟计算和X-射线衍射法研究了溶液pH值、初始Ca/P物质的量比、碳酸根和腐殖质浓度对磷酸钙沉淀的影响.结果表明,初始Ca/P物质的量比为1.67,磷酸根浓度为0.35 mmol/L、0.70 mmol/L、1.4 mmol/L时,能够实现快速反应的最小pH值分别为9.5、9.0和8.0.最终沉淀产物以热力学上最稳定的羟磷灰石形态存在.pH=8.0时,碳酸根和腐殖质会抑制磷酸钙沉淀反应; 但pH>9.0时,它们对反应的影响甚小.提高溶液pH值和Ca/P物质的量比均可降低干扰,有效提高沉淀反应效率.调控溶液pH值和Ca/P物质的量比是利用磷酸钙沉淀工艺从废水中回收磷的关键.     

以磷酸钙盐的形式从污水处理厂回收磷的研究

磷是一种不可再生、难以替代的有限自然资源.磷的可持续利用问题越来越受到世界各国学者与政府的高度重视.近年来,从污水厂回收磷在世界各国逐渐兴起,而我国在这方面的研究还处于起步阶段,尤其是以磷酸钙盐的形式回收磷的相关研究还未见报道.以磷酸钙盐形式回收废水中的磷,优化磷回收过程相关工艺控制条件.结果表明,pH值和Ca2 浓度是磷酸钙盐回收的关键因素,最优值分别为10和6.68,磷回收率达到90%.     

诱导结晶法去除地下水中氟离子

针对现行高氟地下水处理工艺中存在的工艺复杂、运行管理困难等问题,提出采用诱导结晶法除氟。其技术核心是在高氟水中投加氟磷灰石作为晶种,并投加磷酸盐和钙盐使水中氟离子在晶种表面生成氟磷酸钙(Ca10(PO4)6F2)结晶。通过单因素实验得出最佳工艺条件:投加8g/L氟磷灰石,并投加NaH2PO4和CaCl2,使钙离子、磷酸根离子和氟离子的摩尔比为10∶5∶1,搅拌速度为100 r/min,反应时间1 h。反应中磷酸根离子和钙离子的利用率分别达到98%和25%以上。电子扫描显微镜(SEM)表征晶种在参与反应后,表面有结晶生成。研究表明,采用诱导结晶法可将水中氟离子浓度从5~10 mg/L降至1 mg/L以下,达到饮用水水质标准。     

CPC/CaO2氧缓释复合材料的制备及其释氧性能探讨

利用过氧化钙（CaO2）遇水释放氧气的特性,采用混合法将CaO2载入到磷酸钙骨水泥（CPC）中,并通过挤出-滚圆造粒方法制备出CPC/CaO2氧缓释复合材料,旨在为污染地下水的好氧生物修复技术提供一种长期、高效的供氧源。由X射线衍射（XRD）分析可知,通过固相反应制取的CPC主要成分为Ca5（PO4）3（OH）和Ca10（PO4）6（OH）2,具有较快的固化时间和固化效果;CPC/CaO2氧缓释复合材料分3个阶段进行释氧,其中2、3阶段分别符合一级和零级释氧动力学特征,且其释氧速率和释氧周期得到明显改善。本研究成果可用于实际地下水修复工程,解决污染地下水原位生物修复过程中溶解氧（DO）的输送问题。     

丙烯酸/烯丙基壬基酚聚醚硫酸铵无磷阻垢剂制备及性能

以过硫酸铵为引发剂,丙烯酸(AA)和烯丙基壬基酚聚醚硫酸铵(TS-10,10为乙烯基重复单元数)为单体合成了TS-10/AA聚合物阻垢剂。利用红外光谱对共聚物结构进行了表征。采用静态阻垢方法探讨了单体配比、阻垢剂用量以及溶液中Fe2+、Ca2+、PO43-、杀生剂和溶液pH值对共聚物阻磷酸钙垢性能的影响,结果表明单体TS-10与AA质量比为3∶1合成的TS-10/AA阻垢剂阻磷酸钙效果最佳。阻垢剂TS-10/AA在高Fe2+、高Ca2+、高pH值条件下具有优异的阻磷酸钙垢性能,与异噻唑啉酮杀生剂有很好的配伍性。阻垢剂TS-10/AA用量存在临界值效应,在8 mg/L时,阻磷酸钙垢为99.3%。扫描电镜表明,阻垢剂TS-10/AA改变磷酸钙的晶型和松散度。TS-10/AA的高效阻磷酸钙垢性能是源于其侧链上含有强亲水性的聚醚结构以及大量的—COO-离子且易与循环水系统中存在的钙离子发生作用。实验结果表明,TS-10/AA是一种性能优异的循环冷却水用阻垢剂。