最優(yōu)pH下高純度鳥糞石回收反應(yīng)加速方法研究.pdf

1、通過基于氨氮含量的元素分析法對(duì)不同pH條件下獲得的磷酸鹽沉淀物進(jìn)行定量分析結(jié)果表明，高純度鳥糞石的最佳形成條件并非眾多文獻(xiàn)所報(bào)導(dǎo)的強(qiáng)堿性條件(8．5～10．5)。進(jìn)言之，鈣離子濃度較高時(shí)，提高pH會(huì)進(jìn)一步降低沉淀產(chǎn)物中鳥糞石的含量。這意味著，低pH(7．5～8．0)有利于高純度鳥糞石的形成。然而，低pH條件下，鳥糞石結(jié)晶形成速率緩慢，從而限制其工程化應(yīng)用。因此，有必要在保證獲得較高純度鳥糞石沉淀物的前提下，研究如何在低pH(7．5～8．

2、0)條件下加速鳥糞石的生成，以實(shí)現(xiàn)其工程化應(yīng)用的可能。本論文實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容概括如下：
　　 (1)引入外加晶種，加速鳥糞石形成。鳥糞石結(jié)晶法反應(yīng)速度取決于鳥糞石晶體的成核速率和成長(zhǎng)速率，加入晶種可有效縮短鳥糞石的成核時(shí)間，從而縮短鳥糞石反應(yīng)時(shí)間。同時(shí)，這還有利于形成晶粒較大、粒徑均勻的鳥糞石晶體，導(dǎo)致較好的沉淀效果，便于收集。本研究選擇鳥糞石晶體與石英微砂作為晶種，實(shí)驗(yàn)考查加速鳥糞石形成反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以鳥糞石作為晶種可有

3、效加快新鳥糞石的形成速率。在純水體系下，保持pH=7．5反應(yīng)條件，加入鳥糞石晶種(0．5 g/L)后可使反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間由45 min縮短至20 min，溶液中磷去除率達(dá)80．56％(磷的起始反應(yīng)濃度為155 mg P/L)。激光粒度分析結(jié)果顯示，加入鳥糞石晶種后，鳥糞石平均粒度為56．56μm，而未加入晶種的反應(yīng)體系所獲得鳥糞石的平均粒度僅為26．83μm。
　　 (2)基于鳥糞石品種可加快鳥糞石形成反應(yīng)速率，將鳥糞石回收

4、實(shí)驗(yàn)擴(kuò)大至中試規(guī)模。自行設(shè)計(jì)中試裝置，通過鳥糞石回流系統(tǒng)，將沉淀池獲得的部分鳥糞石回流至反應(yīng)池中，并控制反應(yīng)池進(jìn)水和回流流量，從而調(diào)節(jié)出水磷的去除率。進(jìn)水流量沒定為80 ml/min時(shí)，回流流量控制在60 ml/min時(shí)，在pH=7．5～7．6的運(yùn)行條件下可使溶液中磷去除率達(dá)到80％以上(磷的起始反應(yīng)濃度為155 mg P/L)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：裝置可以在自動(dòng)運(yùn)行的情況下，不斷生成鳥糞石沉淀，使磷的去除效率達(dá)到與靜態(tài)燒杯實(shí)驗(yàn)旗鼓相當(dāng)?shù)乃?/p>

5、，并且通過鳥糞石回流量控制可使鳥糞石粒徑不斷增大。
　　 (3)利用電化學(xué)沉積法去除模擬污水中的Mg2+、NH4+和HnPO4nn—3等構(gòu)晶離子。電極通電后，陰極電解水釋放出OH—，使陰極區(qū)pH維持在8．0左右，從而促進(jìn)鳥糞石的生成。本研究設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的電化學(xué)沉積裝置，分別選用碳棒、釕銥鈦、鉑片做陽(yáng)極，鎳板為陰極，工作電壓為3～12V，分別考查了工作電壓、電流、反應(yīng)溫度、Mg/P比等因素對(duì)鳥糞石形成的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在保