碳酸根對以磷酸鹽形式回收磷的影響研究.pdf

1、磷是所有生命系統(tǒng)的關鍵因素，也是地球上一種不能自然再生、面臨枯竭的有限資源?；谶@一屬性，國際上磷礦石的價格一路飆升。全球范圍內陸地礦產磷資源日益匱乏，水環(huán)境含磷過高而導致水體富營養(yǎng)化，這種現狀推動了中外學者對污水磷回收等問題的廣泛關注。
　　目前，污水磷回收工藝和技術的研究與開發(fā)十分活躍，磷酸鈣(calcium phosphate，CP)和磷酸銨鎂(magnesium ammonium phosphate，MAP)是研究與應用最

2、多的形式，被認為是最具前景的磷回收途徑。從厭氧消化液這個富磷流處回收磷時，碳酸根(CO32-)作為污水中的主要成分，可以和鈣鎂結合，形成離子對，乃至形成沉淀或晶體，對磷的去除和回收產生影響。本文系統(tǒng)研究了模擬厭氧消化液中各溶液條件下CO32-對CP和MAP結晶反應的影響機理。
　　以模擬的厭氧消化液為處理對象，考察了不同初始磷濃度、Ca/P物質的量比、pH值和溫度下， CO32-對CP結晶反應回收磷的影響;利用掃描電鏡(SEM)、

3、X射線衍射儀(XRD)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)對結晶產物進行了表征。結果表明，CO32-的存在能夠降低磷的去除率，導致結晶產物結構由密實變?yōu)橄∷?，并改變結晶產物組分;實驗設定范圍內，磷酸鈣的過飽和度越高，越難形成晶體形態(tài)的羥基磷灰石(HAP)。CO32-存在時，CP結晶的產物組成可能為兩種不同形式的混合物:一種為無定形的磷酸鈣(ACP)和碳酸鈣(CaCO3)的混合物，另一種為ACP和碳酸合磷灰石(Ca5(PO4CO3)3OH)的

4、混合物;增大Ca/P比和pH值能有效提高磷的去除率，降低CO32-對CP結晶反應的抑制作用，綜合考慮實際效果，選擇Ca/P比為3.33，pH值為9.0作為適宜的反應條件;升高溫度，雖然可以降低CO32-對CP結晶反應的抑制作用，但是貢獻不是很大。
　　以模擬的厭氧消化液為處理對象，考察了不同初始磷濃度、Mg/P物質的量比、pH值和溫度下，CO32-對MAP結晶反應回收磷的影響;利用電子顯微鏡、EDS、XRD和FTIR對結晶產物進行

5、了表征。結果表明，MAP結晶法適合從富磷流（初始磷濃度≥60mg/L）進行磷回收，但在低pH值(pH≤8.5)下很難進行;MAP結晶反應過程中，CO32-的存在能夠延長反應的誘導期，降低結晶速率和磷的去除率，影響結晶產物的粒徑大小，但不影響其晶體形狀和成分;提高Mg/P比是降低CO32-對MAP結晶反應的抑制作用的有效途徑。適當的升高pH值也可降低CO32-對MAP結晶反應的抑制作用，但綜合考慮實際效果，應選pH值為9.5作為MAP結晶