磷酸铵镁沉淀法对尿液中磷的回收影响因素研究_曾俊钦 (1)

磷酸铵镁沉淀法对尿液中磷的回收影响因素研究_曾俊钦 (1)氮磷是导致水体富营养化的重要因素。尿液是富含氮磷的营养液，其人均排放量占生活污水质量的不足1%，但所含氮和磷量分别占到生活污水中的80%和50%[1-2]。而磷是不可再生的宝贵资源，全世界探明的磷矿储量只能维持100年左右[3]。因此，开发尿液中高效的氮磷回收及削减方法，在实现磷元素资源化的同时，也可极大降低城市污水处理厂的负荷，具有很好的应用前景。鸟粪石是能广泛应用于作物和植物的缓释肥料，可通过磷酸铵镁沉淀法（鸟粪石结晶法）从富含氮磷元素的污废水（垃圾渗滤液、猪场废水和排泄尿液等）中获得。尿液含有丰富的氮磷元素，同时水解后的尿液满足制备鸟粪石的基本条件，仅需投加少量镁盐就可迅速的回收磷资源：Mg2++NH4++PO43-+6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓，Mg2++NH4++HPO42-+6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓+H+。尿液的磷回收不仅需要确定优化的反应条件，还需确定利于推广的高纯度、大粒径的鸟粪石晶体[4]。国内研究主要基于反应条件对磷回收的影响，如赵庆良等通过间歇实验分析各反应因素对尿液磷回收的影响，并确定了较佳条件[5]。国外研究针对磷回收时鸟粪石晶体的特征，如Ronteltap等通过间歇实验和机械搅拌式反应器研究了各参数对尿液磷回收中鸟粪石晶体粒径的影响，Patiya等通过UASB反应器研究尿液和厌氧后废水中pH对磷回收及晶体形态等影响[6-7]。此外，研究磷酸铵镁沉淀反应器将有利于尿液磷回收的市场化推广，而反应器研究主要集中于空气搅拌式反应器和机械搅拌式反应器[8]。且国内处于研发反应器中，国外已大规模应用各类型的反应器。因此，有必要进一步研究重要因素对磷回收及鸟粪石晶体大小的影响，且有必要在自制的序批式反应器中利用优化反应条件研究空气搅拌与机械搅拌对磷回收和鸟粪石晶体粒径的影响。本研究采用天津某高校宿舍楼收集的尿液，通过间歇实验考察pH和Mg、PO43--P摩尔比和搅拌转速3个重要因素对磷回收和鸟粪石晶体粒径的影响，并利用序批式反应器考察空气搅拌（曝气）和机械搅拌（搅拌）对磷回收时氨氮变化及鸟粪石晶体粒径的影响。1实验部分1.1实验材料尿液取自天津某高校宿舍楼。收集的新鲜尿液储存4周完全水解后作为实验的尿液样品。烧杯实磷酸铵镁沉淀法对尿液中磷的回收影响因素研究曾俊钦1，邱春生