磷酸铵镁沉淀法去除与回收废水中氮磷的应用研究进展_霍守亮

2007年第26卷第3期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·371·化工进展磷酸铵镁沉淀法去除与回收废水中氮磷的应用研究进展霍守亮1,2，席北斗2，刘鸿亮2，宋永会2，何连生2（1北京师范大学环境学院，北京100875；2中国环境科学研究院，北京100012）摘要：采用磷酸铵镁沉淀法处理含氮磷的废水，具有氮磷去除率高，反应速度快的优点；同时，回收氮磷生成的磷酸铵镁是一种缓释肥，具有良好的经济效益。系统论述了磷酸铵镁沉淀法回收氮磷的基本原理、影响因素、应用现状以及技术经济，并探讨了该技术在今后的研究发展趋势。关键词：磷酸铵镁；废水处理；氮磷回收；影响因素中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000–6613（2007）03–0371–06RemovalandrecoveryofnitrogenandphosphorusfromwastewaterbystruvitecrystallizationHUOShouliang1，2，XIBeidou2，LIUHongliang2，SONGYonghui2，HELiansheng2(1SchoolofEnvironment，BeijingNormalUniversity，Beijing100875，China；2ChineseResearchAcademyofEnvironmentalScience，Beijing100012，China)Abstract：Removalandrecoveryofnitrogenandphosphorusfromwastewaterbystruvitecrystallization，whichhastheadvantagesofhighremovalrateandrapidreactionrate.Moreover，struviterecoveredfromwaterwaterisaslow-releasefertilizerandhashigheconomicbenefit.Thispaperpresentsthebasictheoryandtheinfluencefactorsofstruviteformation，struviteapplicationandtechnico-economicanalysis.Thestudytrendofthistechniqueisdiscussedintheend.Keywords：struvite；wastewatertreatment；nitrogenandphosphorusrecovery；influencefactors目前含氮磷废水的处理方法很多，但均有不同程度的缺点，尤其对于含高浓度氨和磷酸盐的废水，一般的生化方法处理效果不够理想，而常规的铝、铁、钙盐除磷等化学沉淀方法将产生大量难以处理的污泥，而且这些方法无法回收废水中的氮磷营养元素。20世纪60年代以来，人们开始研究应用磷酸铵镁（magnesiumammoniumphosphate，MAP）沉淀法去除和回收废水中的氮磷。MAP英文俗名为struvite，中文称鸟粪石，是一种难溶于水的无色、白色（脱水后）、黄色、棕色或浅灰色的晶体，含有氮、磷两种营养元素，是一种很好的缓释化肥，国外已成功地将其推向化肥市场。因此，研究MAP沉淀法去除和回收氮磷的基本原理、影响因素、应用条件以及进行技术经济分析，对于含高浓度氮磷废水的处理以及氮磷回收具有重要意义。1MAP沉淀法去除和回收氮磷的基本原理MAP的化学式为MgNH4PO4·6H2O，俗称磷酸铵镁。磷酸铵镁晶体有独特的正交结构[1]，它的溶度积常数为5.05×10－14～4.36×10－10[2]，磷酸铵镁形成的一般反应式如下：Mg2++NH4++PO43－+6H2O������MgNH4PO4·6H2O反应溶液体系的主要组分有Mg2+、NH4+和PO43−，但仍然存在多种复杂的离子（对）形态，包括MgOH+、MgH2PO4+、MgHPO4、H3PO4、H2PO4－、HPO42－、MgPO4－、NH3[3]。反应过程的关键工艺参收稿日期2006–07–12；修改稿日期2006–09–27。基金项目国家重点基础研究发展计划资助项目（2005CB724203；2002CB412302）。第一作者简介霍守亮（1981—），男，博士研究生。联系人席北斗，博士，副研究员。电话010–84915176。DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2007.03.014化工进展2007年第26卷·372·数是溶液过饱和度、pH值和反应物浓度。MAP沉淀分为两个阶段：晶核形成和晶体生长。当离子复合形成晶体胚的时候，晶核形成开始，晶体继续生长直到达到沉淀平衡状