碳酸根對以磷酸鹽形式回收磷的影響研究.pdf

1、磷是所有生命系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，也是地球上一種不能自然再生、面臨枯竭的有限資源?；谶@一屬性，國際上磷礦石的價格一路飆升。全球范圍內(nèi)陸地礦產(chǎn)磷資源日益匱乏，水環(huán)境含磷過高而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，這種現(xiàn)狀推動了中外學(xué)者對污水磷回收等問題的廣泛關(guān)注。
　　目前，污水磷回收工藝和技術(shù)的研究與開發(fā)十分活躍，磷酸鈣(calcium phosphate，CP)和磷酸銨鎂(magnesium ammonium phosphate，MAP)是研究與應(yīng)用最

2、多的形式，被認為是最具前景的磷回收途徑。從厭氧消化液這個富磷流處回收磷時，碳酸根(CO32-)作為污水中的主要成分，可以和鈣鎂結(jié)合，形成離子對，乃至形成沉淀或晶體，對磷的去除和回收產(chǎn)生影響。本文系統(tǒng)研究了模擬厭氧消化液中各溶液條件下CO32-對CP和MAP結(jié)晶反應(yīng)的影響機理。
　　以模擬的厭氧消化液為處理對象，考察了不同初始磷濃度、Ca/P物質(zhì)的量比、pH值和溫度下， CO32-對CP結(jié)晶反應(yīng)回收磷的影響;利用掃描電鏡(SEM)、

3、X射線衍射儀(XRD)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)對結(jié)晶產(chǎn)物進行了表征。結(jié)果表明，CO32-的存在能夠降低磷的去除率，導(dǎo)致結(jié)晶產(chǎn)物結(jié)構(gòu)由密實變?yōu)橄∷?，并改變結(jié)晶產(chǎn)物組分;實驗設(shè)定范圍內(nèi)，磷酸鈣的過飽和度越高，越難形成晶體形態(tài)的羥基磷灰石(HAP)。CO32-存在時，CP結(jié)晶的產(chǎn)物組成可能為兩種不同形式的混合物:一種為無定形的磷酸鈣(ACP)和碳酸鈣(CaCO3)的混合物，另一種為ACP和碳酸合磷灰石(Ca5(PO4CO3)3OH)的

4、混合物;增大Ca/P比和pH值能有效提高磷的去除率，降低CO32-對CP結(jié)晶反應(yīng)的抑制作用，綜合考慮實際效果，選擇Ca/P比為3.33，pH值為9.0作為適宜的反應(yīng)條件;升高溫度，雖然可以降低CO32-對CP結(jié)晶反應(yīng)的抑制作用，但是貢獻不是很大。
　　以模擬的厭氧消化液為處理對象，考察了不同初始磷濃度、Mg/P物質(zhì)的量比、pH值和溫度下，CO32-對MAP結(jié)晶反應(yīng)回收磷的影響;利用電子顯微鏡、EDS、XRD和FTIR對結(jié)晶產(chǎn)物進行

5、了表征。結(jié)果表明，MAP結(jié)晶法適合從富磷流（初始磷濃度≥60mg/L）進行磷回收，但在低pH值(pH≤8.5)下很難進行;MAP結(jié)晶反應(yīng)過程中，CO32-的存在能夠延長反應(yīng)的誘導(dǎo)期，降低結(jié)晶速率和磷的去除率，影響結(jié)晶產(chǎn)物的粒徑大小，但不影響其晶體形狀和成分;提高Mg/P比是降低CO32-對MAP結(jié)晶反應(yīng)的抑制作用的有效途徑。適當?shù)纳遬H值也可降低CO32-對MAP結(jié)晶反應(yīng)的抑制作用，但綜合考慮實際效果，應(yīng)選pH值為9.5作為MAP結(jié)晶