鸟粪石法回收利用废水中氮磷的工艺研究进展_张伟伟

鸟粪石法回收利用废水中氮磷的工艺研究进展_张伟伟2012年3月（中）科技创新科技创新与应用鸟粪石法回收利用废水中氮磷的工艺研究进展张伟伟（辽宁省城市建筑设计院沈阳分院，辽宁沈阳110021）目前含氮磷废水的处理方法均有不同程度的缺点，尤其是在处理含高浓度的氨氮和磷废水时，一般的生化方法处理效果不够理想，而常规的化学沉淀法（铝、铁、钙盐等）会产生大量不能回收利用且难以处理的污泥。20世纪60年代以来，人们开始研究利用鸟粪石（磷酸氨镁，MAP）法回收利用废水的氮磷并取得了一些成果。1MAP法回收利用氮磷的基本原理及反应物的选择1.1基本原理鸟粪石（MgNH4PO4·6H2O，即MAP）晶体具有独特的正交结构[1]，0℃时的溶解度仅为0.023g/L。常温下，在水中的溶度积为2.5×10-13，其P2O5含量约为58%，自然界中储量极少。当溶液中含有Mg2+、NH4+能及PO43-，且离子浓度积大于溶度积常数时，会自发沉淀生成鸟粪石，反应式，反应式如下：Mg2++NH4++PO43-+6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓反应过程的关键控制参数是PH值、溶液过饱和度和反应物浓度。MAP沉淀分为晶核形成和晶体生长两个阶段。当离子复合形成晶体胚的时候，晶核开始形成，晶体继续生长直到达到平衡状态[2]。1.2反应物的选择在实验室研究中，一般是向氨氮废水或模拟废水中加镁盐和添加磷酸根。主要有以下几种组合：①MgCl2+Na2HPO4；②MgO+H3PO4（85%）；③MgCl2+Na2HPO4；④MgSO4+Na3PO4；⑤MgSO4+NaHPO4。赵庆良等[3]对不同沉淀剂进行了对比，结果表明MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O组合沉淀剂优于MgO和H3PO4组合。Lee等[4]乘胜盐卤水作为Mg源处理养猪场厌氧化塘废水，除磷效果与采用MgCl2、海水差不多，分别为76%、75%、81%；除氮效果与之相比则略差，分别为39%、53%、54%。2MAP法回收利用氮磷的主要影响因素2.1pH值MAP在酸性条件下能够完全溶解，碱性条件有利于MAP的生成和沉淀。一般而言，MAP的溶解度随着pH值的增加而降低，但当pH值升高到9以上时，MAP的溶解度开始增加，因为氨离子的浓度开始降低，磷酸盐浓度将增加。pH值高于10，沉淀的的主要成分为更难溶的Mg3（PO4）2；pH值高于1