工艺条件对鸟粪石法回收磷耗碱量的影响及其理论计算

通过分析磷回收过程中存在的各种耗碱因素,推导出耗碱量的理论计算公式,计算出了不同工艺条件下的理论耗碱量,并与小型连续搅拌反应-沉淀磷回收过程的实验实测值进行比较。结果表明,耗碱量的理论计算值与实验测定值的平均相对误差为13.20%,说明计算方法可用于耗碱量的工程估算;耗碱量随出水pH值的增大而急剧增加,随废水中氨氮含量和磷初始浓度的增加都近似于线性增加,但随镁磷比的增加基本不变。因此,从节约废水处理成本的角度看,磷回收过程中pH值应控制在9.2-9.3,氮磷比控制在3.0-5.0,镁磷比控制在1.1-1.2为佳。磷回收过程的药剂消耗量与废水中磷的浓度和工艺条件有关,以磷初始浓度为124 mg/L,N/Mg/P=5∶1.2∶1,出水pH值为9.20的回收过程为例,处理毎吨废水需消耗片碱0.5313 kg,成本约为1.328元,需消耗氯化镁（含六个结晶水）0.9758 kg,成本约为0.634元。因此,处理每吨废水的药剂成本约为1.962元,其中耗碱约占67.7%。     

鸟粪石法回收制肥工业废水中氨氮的中试研究

制肥工业废水中氨氮浓度高,难以直接进行生化反应,采用鸟粪石沉淀法可有效去除并回收氨氮。利用中试反应器回收某制肥工业废水中的氨氮,采用氯化镁与氧化镁作为联用镁源,通过考察不同进料方式、搅拌速度、停留时间等因素的影响,确定了鸟粪石法回收氨氮的最佳工况:采用间歇进水、固体投加镁源的投料方式,搅拌速度300 r/min,停留时间2 h。最佳条件下,氨氮去除率达到93.5%,磷残余率小于0.3%,生成的鸟粪石纯度可达85.6%,砷和铅的质量分数分别为0.0036和0.0008,符合肥料中重金属限值(GB/T 23349-2009),其他重金属均未检出。因此,回收产品有很好的利用价值。经济分析表明磷源是此方法处理成本较高的主要原因。     

鸟粪石沉淀法回收污泥处理构筑物中氮磷的研究进展

污水处理厂氮磷的处理和回收已经成为必然。而污泥处理构筑物中氮磷的释放则进一步要求对其中释放的氮磷进行回收。本文介绍了国内外对鸟粪石形成条件、外加镁源以及各种利用鸟粪石沉淀法进行污泥处理构筑物中氮磷回收的研究现状,并对其在污泥处理构筑物氮磷回收中存在的问题进行了论述。     

鸟粪石结晶反应在猪粪和玉米秸秆堆肥中的应用

控制堆肥化过程中的氨气排放是减少堆肥氮素损失的关键,应用鸟粪石结晶原理,以氢氧化镁［Mg(OH)₂］和磷酸（H₃PO₄）作为固定剂,按照摩尔比为1∶1,摩尔数为初始氮的15.4%添加到猪粪和玉米秸秆的堆肥物料中,通过26 d的密闭式底部强制通风静态堆肥.结果发现,添加固定剂的堆肥处理B中铵态氮含量显著提高,堆肥结束时,NH⁺₄-N含量为10.7　g·kg^-1,是未添加固定剂的处理A的3倍,全氮含量为36.9　g·kg^-1,比处理A提高10 g·kg^-1.同时,固定剂的添加促进了有机质的分解,堆肥结束时处理B的有机碳降解率比处理A高 2%,发芽率指数表明,处理B的腐熟度（96%）高于处理A（82%）.扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)及X射线能谱(energy dispersive X-ray spectroscopy,EDS)分析证实了堆肥产品中有MgNH₄PO₄·6H₂O的存在.说明通过添加Mg(OH)₂和H₃PO₄,可以改变堆肥的理化性质,促进堆肥的降解和腐熟,并通过鸟粪石结晶反应将堆肥中的铵态氮固定下来,有效提高了堆肥的营养价值.     

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.     

镁改性硅藻土回收废水氮磷产物对水中Pb2+和Zn2+的去除

通过使用镁改性硅藻土回收废水中的氮磷营养素,优化制备了一种复合材料（D-MAP）,并将其用于废水中重金属Pb²⁺和Zn²⁺的去除.研究探讨了材料投加量、反应时间、反应温度和溶液初始pH等因素对Pb²⁺和Zn²⁺在D-MAP上吸附的影响.D-MAP吸附去除Pb²⁺和Zn²⁺的最优条件为：D-MAP投加量分别为0.25 g·L^-1和0.30 g·L^-1,Pb²⁺和Zn²⁺初始浓度分别为300 mg·L^-1和60 mg·L^-1,溶液初始pH为5.0.在此条件下,其对Pb²⁺和Zn²⁺去除率分别可达78.67%和89.66%.动力学和热力学的结果表明,D-MAP对Pb²⁺和Zn²⁺的吸附更符合准二级动力学模型;其吸附等温线可用Langmuir模型描述,吸附是自发吸热的过程.Langmuir等温拟合结果指出,D-MAP对Pb²⁺和Zn²⁺的最大吸附容量分别为901.0 mg·g^-1和206.2 mg·g^-1.使用SEM/EDS、XRD和FT-IR等手段对吸附Pb²⁺和Zn²⁺前后的吸附剂进行表征,结果表明,D-MAP是一种鸟粪石-硅藻土复合材料,可通过与Pb²⁺和Zn²⁺生成Pb₁₀（PO₄）₆（OH）₂和Zn₃（PO₄）₂·2H₂ O去除废水中Pb²⁺和Zn²⁺.D-MAP对Pb²⁺和Zn²⁺的去除效果随着pH的增加而增加,且最终产物形态随pH不同产生变化.     

鸟粪石结晶流化床结构优化

针对鸟粪石结晶流化床结构设计的不确定性及复杂性,采用数值模拟的方法模拟多粒径体系下不同构型流化床的湍流强度、分级特性和微晶截留效率。模拟结果表明,一段式流化床对鸟粪石颗粒的分级效果及湍流条件均优于多段式和锥体式流化床;沉淀区内增设沉淀组件未能显著提升微晶截留效率。验证实验结果表明,在不同的进水磷浓度(240,480和1 000 mg·L~(-1))下,一段式流化床对磷的去除效果与传统的多段式流化床无显著差异,且具有良好的造粒效果,大于1.25 mm的产品占比分别为88.1%、96.4%和70.1%。实验结果验证了数值模拟优化方法的可靠性和合理性,简化后的一段式鸟粪石结晶流化床具备良好的磷处理效果及产品特性,是理想的鸟粪石流化结晶反应器。     

膜过滤耦合电化学强化废水中磷回收效能

提出了一种膜过滤耦合电化学非均相沉淀的新型磷回收工艺对含磷废水进行处理,探究不同膜通量、电流密度、磷初始浓度及极性反转时间对磷去除和回收的影响。结果表明:在磷初始浓度为5 mmol/L、膜通量为22.1 L/(m2·h)和电流密度为20 A/m2的条件下,磷平均去除率为92.0%,产物的主要成分为鸟粪石。在flow-through操作模式下,不同磷初始浓度对磷去除效果无明显影响。当系统连续流运行时,每隔4 h极性反转6 min可使反应器磷去除与回收性能处于相对较优水平,磷去除率维持在90%左右。     

鸟粪石结晶法回收氨氮影响因素的研究

为了预处理化工厂的高氨氮废水,采用向废水中投加Na2HPO.412H2O和MgCl.26H2O生成磷酸铵镁(鸟粪石)的方法,以去除其中的高浓度氨氮同时获得缓释肥鸟粪石。试验以模拟氨氮废水为研究对象,研究了鸟粪石结晶法回收氨氮的影响因素:反应时间、氨氮初始浓度、pH值、磷酸盐与镁盐投加量对高氨氮废水的去除效果,然后进行不同影响因素的试验,确定了氨氮去除的最佳工艺条件。研究结果表明,鸟粪石结晶法回收氨氮的最佳工艺条件为:反应时间10 min,pH值为9,NH4-N:PO4-P:Mg摩尔比为1:1.05:1.15,NH4-N、PO4-P与Mg的去除率分别为91.52%、99.58%与90.52%;残余浓度分别为90.87、4.96与174.1 mg/L,加入的磷几乎全部回收,无二次污染。预处理的废水进入污水处理厂进一步深度处理。     

EDTA对剩余污泥磷释放及MAP法磷回收影响

探究乙二胺四乙酸（EDTA）的添加对剩余污泥厌氧过程中磷释放及后续鸟粪石（MAP）法磷回收的影响.根据EDTA添加量对污泥上清液中总磷（TP）、蛋白质、多糖、DNA和SCOD的影响确定了最优释磷条件,采用响应曲面法（RSM）构建MAP磷回收的二次多项式模型并验证了模型的有效性.结果表明：EDTA添加量为5mmol/L,厌氧5d时预处理效果最佳.污泥SCOD破解度（DD）和TP、DNA、蛋白质及多糖均有显著相关,其中TP相关性最强,皮尔逊相关系数为0.866.MAP磷回收的最佳工艺参数是：pH=9.5,n（Mg）：n（P）=1.6,搅拌时间22min,此时磷回收率可达95.68%,形成晶体的主要成分为磷酸铵镁（MgNH₄PO₄·6H₂O）,纯度为79.19%.