磷回收過(guò)程中鳥(niǎo)糞石條件溶度積影響因素研究.pdf

1、在自然界中，磷礦是一種非再生資源。且儲(chǔ)量極其有限。在磷礦資源短缺的現(xiàn)實(shí)情況下，磷卻又是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵因素。以鳥(niǎo)糞石形式回收廢水中的磷，可以實(shí)現(xiàn)廢水脫氮除磷減少水環(huán)境污染。且其回收得到的產(chǎn)物可以用作高效緩釋磷肥，實(shí)現(xiàn)磷資源的再生利用。廢水中通常含有大量有機(jī)物，對(duì)鳥(niǎo)糞石條件溶度積產(chǎn)生的影響與鳥(niǎo)糞石法回收磷效率密切相關(guān)。本研究選取實(shí)際富磷廢水中4種典型存在的有機(jī)物（海藻酸鈉、牛白蛋白、葡萄糖、腐植酸鈉）以模擬廢水形式，研究有機(jī)物對(duì)鳥(niǎo)糞

2、石條件溶度積與磷回收效率的影響；以鳥(niǎo)糞石形式回收實(shí)際剩余污泥酸堿發(fā)酵后上清液中的氮磷，探究最優(yōu)回收條件；對(duì)鳥(niǎo)糞石法回收磷進(jìn)行了綜合效益分析。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）研究不同磷濃度條件下，不同pH對(duì)鳥(niǎo)糞石條件溶度積的影響。結(jié)果表明：當(dāng)鳥(niǎo)糞石結(jié)晶過(guò)程pH值控制在9.0～10.0堿性范圍內(nèi)，有利于發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)。運(yùn)用響應(yīng)面優(yōu)化法中的Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法研究分析鳥(niǎo)糞石法磷回收的影響因素，考察了溶液初始pH值、溶液初

3、始磷濃度、反應(yīng)攪拌時(shí)間對(duì)磷回收率的影響。應(yīng)用Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得到一個(gè)二次三項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型，從而得出鳥(niǎo)糞石法磷回收的優(yōu)化條件。初始pH=9.5，攪拌時(shí)間30min，溶液初始磷濃度10mmo1/L，磷回收率達(dá)到最大96.12％。
　?。?）研究反應(yīng)溶液中單一有機(jī)物和協(xié)同有機(jī)物存在對(duì)鳥(niǎo)糞石法回收磷的影響。結(jié)果表明：（a）海藻酸鈉、牛白蛋白與腐植酸鈉3種有機(jī)物的存在使鳥(niǎo)糞石平衡條件溶度積增大，不利于結(jié)晶反應(yīng)進(jìn)行。葡萄糖的存在對(duì)

4、鳥(niǎo)糞石平衡條件溶度積影響較小。（b）溶液中殘余磷濃度隨著4種有機(jī)物添加濃度的增加而增大。當(dāng)分別添加海藻酸鈉、牛白蛋白和葡萄糖3種有機(jī)物濃度至1000mg/L時(shí)，殘余磷濃度分別為26.23mg/L、19.22mg/L和17.37mg/L；當(dāng)添加腐植酸鈉濃度至200mg/L時(shí)，殘余磷濃度為23.44mg/L；（c）鳥(niǎo)糞石純度隨著海藻酸鈉、牛白蛋白和腐植酸鈉3種有機(jī)物濃度的增加而降低，葡萄糖對(duì)鳥(niǎo)糞石純度影響較??；（d）溶液中4種有機(jī)物的存在均

5、對(duì)晶體晶形產(chǎn)生影響。隨著海藻酸鈉濃度的增加，晶體最終呈短柱狀，且晶體長(zhǎng)度明顯變短；隨著牛白蛋白濃度的增加，晶體晶形最終呈三棱柱形；隨著腐植酸鈉濃度的增加，晶體晶形最終呈羽毛形；隨著葡萄糖濃度的增加，晶體晶形不斷發(fā)生變化，晶體表面粗糙。（e）以影響較大的3種有機(jī)物（海藻酸鈉、牛白蛋白、腐植酸鈉）兩兩協(xié)同與三種協(xié)同為影響因素，研究其對(duì)鳥(niǎo)糞石法磷回收的影響。結(jié)果表明：鳥(niǎo)糞石平衡條件溶度積增大，磷去除率降低，上清液殘余磷濃度增多，鳥(niǎo)糞石純度下降

6、，晶體晶形受有機(jī)物協(xié)同種類與濃度影響發(fā)生變化。
　?。?）以鳥(niǎo)糞石形式回收酸堿發(fā)酵剩余污泥上清液中的氮磷。結(jié)果表明：污泥在強(qiáng)酸與強(qiáng)堿條件下，發(fā)酵時(shí)間2天時(shí)，污泥中氮磷釋放效果最好。當(dāng)pH=4，發(fā)酵時(shí)間2天，氨氮釋放量為59mg/L，磷釋放量為85mg/L；當(dāng)pH=10，發(fā)酵時(shí)間2天，氨氮釋放量為78mg/L，磷釋放量為105mg/L。在剩余污泥經(jīng)過(guò)酸堿發(fā)酵后的上清液中采用鳥(niǎo)糞石法回收磷，當(dāng)n（Mg）：n（P）=1.2：1時(shí)，發(fā)酵時(shí)