鸟粪石结晶法在厌氧消化液脱氮除磷中的应用进展_韩思超

—272—2019年第38卷第6期ShanghaiEnvironmentalSciences鸟粪石结晶法在厌氧消化液脱氮除磷中的应用进展TheProgressofApplicationofStruviteCrystallizationProcesstoRemovalofNitrogenandPhosphorusinAnaerobicallyDigestedLiquor韩思超高树梅黄璐瑶吕承谦陶雨蒙（嘉兴学院生物与化学工程学院，嘉兴314001）HanSichaoGaoShumeiHuangLuyaoLüChenqianTaoYumeng(CollegeofBiologicalandChemicalEngineering,JiaxingUniversity,Jiaxing314001)摘要鸟粪石结晶法是1种能同时回收废水中氮源和磷源的处理方法。总结了鸟粪石的形成机理、颗粒形态和形成的影响因素，着重探讨了厌氧消化条件下鸟粪石形成条件的变化。介绍了采用鸟粪石结晶法处理实际废水的相关研究，并对其经济效益做了评估。对鸟粪石结晶技术的未来研究方向进行了展望，提出了国内鸟粪石结晶技术研究的必要性和可行性。关键词：鸟粪石厌氧消化脱氮除磷污水处理AbstractStruvitecrystallizationprocessisatechnologytorecoverbothnitrogenandphosphorusfromanaerobicallydigestedliquor.Thegrowthmechanismandfactorsaffectingthegranularmorphologyandformationofstruviteweresummarised.Inparticular,changesintheformationofstruviteunderaconditionofanaerobicdigestionwerediscussed.Relevantresearchesonpracticaltreatmentofwastewaterbythestruvitecrystallizationprocesswerepresented,anditseconomiceffectivenesswasevaluatedaswell.Inaviewofthefuturedevelopmentorientationofthestruvitecrystallisationtechnology,thenecessityandpracticabilityofitsresearchinChinahavebeenraised.Keywords：StruviteAnaerobicdigestionDenitrificationPhosphorusrecoveryWastewatertreatment随着工农业的发展和人民生活水平的提高，大量含氮磷的废水排入环境中，引起水体富营养化，同时磷又是1种不可再生资源，是举足轻重的工业原料和缓释肥料[1]。据美国地质调查局的资料估计，地球上的磷矿资源储量只能维持90a，并且我国已将磷矿资源列为2010年后不能满足国民经济发展要求的20种矿种之一[2]。由此，对于氮、磷废水的处理，不仅要追求高效脱氮除磷的环境治理目标，还要追求节能消耗、充分回收有价值的氮、磷资源。应用鸟粪石结晶法去除和回收污水中的氮磷自20世纪60年代开展以来，被认为是1种最有希望的回收利用技术[3]。污水处理厂长期运行后出现了设备与管道内壁结垢的现象[4-5]，造成了水泵、管道等的堵塞，这种结垢的物质即鸟粪石晶体（又称磷酸铵镁晶体）。随后有研究表明，鸟粪石可作为肥料，并且鸟粪石中P2O5比化肥中常用的磷酸钙中P2O5更容易被农作物吸收利用[6]。从研究防止管道结垢到利用结垢除磷脱氮，运用鸟粪石结晶法进行除磷与回收磷开始得到广泛与深入的研究。1鸟粪石特点及结晶原理1.1鸟粪石特点鸟粪石（Struvite）又称磷酸铵镁（Magnesium第一作者韩思超，女，1995年生，2018年毕业于嘉兴学院生物与化学工程学院。—273—ShanghaiEnvironmentalSciencesAmmoniumPhosphate，MAP）。当水环境中的Mg2+、NH4+和PO34-浓度超过MAP的溶解度时，便自然形成1种无色或白色的斜方系晶体。常温下在水中的溶解度积为2.5×10-13[7]。鸟粪石含有氮、磷2种营养元素，鸟粪石晶体一般带有6个结晶水，化学式为MgNH4PO4·6H2O，相对密度为1.71g/L。1.2鸟粪石结晶法机理鸟粪石由NH4+、Mg2+和PO34-按照等化学计量比结晶而成，其形成可由以下反应方程式简化表示[8]。Mg2++PO43-+NH4++6H2O