基于源控制的磷酸銨鎂結(jié)晶法去除與回收磷研究.pdf

1、磷是造成水體富營(yíng)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(lái)源于污水排放，所以，必須加強(qiáng)對(duì)污水廠排水中磷的控制。由于污水生物脫氮除磷過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)碳源不足的問(wèn)題，因此，研究探討對(duì)化糞池廢水進(jìn)行強(qiáng)化除磷等源控制技術(shù)，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(jìn)入污水廠的氮磷量，解決污水處理廠進(jìn)水碳源比例過(guò)低等問(wèn)題。磷酸銨鎂結(jié)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(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶法去除和回收化糞池廢水中的磷開(kāi)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(shù)。
　　 本文對(duì)模擬化糞池廢水為研究對(duì)象，考察了反應(yīng)物摩爾比、初始pH值、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)動(dòng)力條件、陳化時(shí)間、初始磷濃度對(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶反應(yīng)的影響作用規(guī)律，探討了MAP結(jié)晶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性;以鋼渣、礦渣、鋼渣基復(fù)合濾料、礦渣基復(fù)合濾料和石英砂為晶種，研究了晶種對(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶法除磷效能的影響作用規(guī)律，分析

3、了晶種對(duì)結(jié)晶反應(yīng)的作用機(jī)理，為磷酸銨鎂結(jié)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(duì)象，研究了廢水中COD和氨氮對(duì)磷酸銨鎂結(jié)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(yùn)行效果及反應(yīng)器運(yùn)行條件對(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶除磷效果的影響;考察了晶種濾池處理實(shí)際化糞池廢水的運(yùn)行效果，并利用XRD對(duì)結(jié)晶除磷反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，討論了結(jié)晶產(chǎn)物的回收價(jià)值。
　　 研究結(jié)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(yīng)物摩爾比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)動(dòng)力條件、陳化時(shí)間有利于提高結(jié)晶除磷效果，對(duì)于初始磷濃度較高的含磷廢水，磷酸銨鎂結(jié)晶除磷效果優(yōu)于初始磷濃度低的含磷廢水的結(jié)晶除磷效果。但是，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)30min、攪拌速度超過(guò)80r/min、陳化時(shí)間超過(guò)30min，都會(huì)使結(jié)晶除磷效果下降。
　　 通過(guò)對(duì)比研究晶種對(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶除磷的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)鋼渣和鋼渣基復(fù)合濾料作為晶種可以有效提高磷酸銨鎂結(jié)晶除磷效能，礦渣基復(fù)合濾料和礦渣次之，石英砂最差。當(dāng)晶

5、種表面含有類似磷酸銨鎂成分時(shí)，有利于提高磷酸銨鎂結(jié)晶除磷效果。對(duì)晶種進(jìn)行成分分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)晶種含有可以拓寬介穩(wěn)區(qū)寬度的成分時(shí)，會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶反應(yīng)誘導(dǎo)期變長(zhǎng)，降低磷酸銨鎂結(jié)晶除磷效果。
　　 在本試驗(yàn)條件下，磷酸銨鎂結(jié)晶除磷效果不受COD變化的影響。當(dāng)初始磷濃度越低時(shí)，化糞池廢水中氨氮對(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶反應(yīng)的影響較大。當(dāng)氨氮是結(jié)晶反應(yīng)的限制因子時(shí)，會(huì)影響結(jié)晶除磷效果;當(dāng)化糞池廢水中的含磷濃度很高時(shí)，氨氮不是結(jié)晶反應(yīng)的限制因子，對(duì)結(jié)晶反應(yīng)除磷

6、效果沒(méi)有影響。
　　 晶種濾池處理模擬含磷廢水試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水初始磷濃度越低，結(jié)晶除磷效果越好，剩余磷濃度越低。當(dāng)廢水初始磷濃度較高時(shí)，氨氮、COD、HRT對(duì)高磷廢水結(jié)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(jié)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(yīng)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(jié)晶反應(yīng)除磷效果越好。HRT越高，剩余磷濃度越低，磷酸

7、銨鎂結(jié)晶反應(yīng)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(jié)晶反應(yīng)除磷效果越好。XRD表征結(jié)果表明，不同初始磷濃度條件下得到的結(jié)晶產(chǎn)物的晶化程度都很好。
　　 晶種濾池處理實(shí)際化糞池廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明，晶種濾池可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期有效的除磷，當(dāng)進(jìn)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(shí)，出水剩余磷濃度維持在1mg/L以下。通過(guò)對(duì)結(jié)晶產(chǎn)物進(jìn)行XRD表征，得