磷酸铵镁结晶与沸石吸附耦合除磷工艺研究

摘要

当前，我国河流和湖泊富营养化问题日趋严重，造成该问题的原因主要是氮磷等营养元素的过量排放。因此，如何高效的回收废水中磷引起了广大研究者的关注。磷酸铵镁结晶目前是回收氮磷有效的方法之一，被广泛采用。但是该方法仍存在两方面的问题：第一，需大量投加镁源，处理费用较高；第二，对含磷废水的深度处理效果较差。
　　为解决上述问题，本研究提出磷酸铵镁结晶和吸附法组合工艺，并应用于含磷废水的处理。首先对磷酸铵镁结晶法除磷进行了深入的研究，进行了磷酸铵镁结晶基础条件实验，考察了废水中常见污染物对其影响。实验结果表明，磷酸铵镁结晶反应的最适条件是 pH=9.5，n(Mg):n(N):n(P)=1.2:1.2:1，反应时间为30min。研究选用的五种常见污染物，其中乙酸对磷酸铵镁结晶反应无影响，海藻酸钠和牛白蛋白对其有轻微的影响，而 F-和 Zn2+则对磷酸铵镁结晶存在十分显著的影响。在此研究的基础上，为降低磷酸铵镁结晶成本，采用LG-MgO和电解镁板为磷酸铵镁结晶镁源进行了系统研究。结果显示，两种镁源均可以在短时间内完成磷酸铵镁结晶反应，磷的去除率达到90％以上，且无需外加碱性试剂。
　　为解决磷酸铵镁结晶法处理后废水磷浓度难以达到废水排放标准的问题，本研究采用吸附法对处理后的废水进行了二次处理。本文选用 Mg/Al-LDHs和沸石作为吸附材料，研究其吸附除磷性能。结果表明，Mg/Al-LDHs对磷酸根的吸附速率很快，反应时间为100min时即可达到吸附平衡，最大吸附量可达到15mg/g。沸石的吸附速率相对较慢，最大吸附量可达到5.2mg/g。但沸石较Mg/Al-LDHs廉价易得、产量大且沉降性好。综合分析，采用沸石吸附与以LG-MgO为镁源的磷酸铵镁结晶结合是更为适宜的除磷工艺，其除磷率可达到99%以上，磷剩余浓度为0.8mg/L。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 废水中磷的来源及危害

1.2 含磷废水的处理方法研究现状

1.3 磷酸铵镁结晶法除磷的研究概况

1.4主要研究内容

第2章 磷酸铵镁法高效回收磷基础条件研究

2.1实验材料与仪器

2.2实验方法

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第3章 废水中常见污染物对磷酸铵镁结晶反应的影响研究

3.1 实验材料与仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 廉价镁源的磷酸铵镁结晶法回收磷实验研究

4.1 实验材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4本章小结

第5章 电解镁金属板回收磷实验研究

5.1 实验材料与仪器

5.2 实验方法

5.3 结果与讨论

5.4本章小结

第6章 吸附除磷性能实验研究

6.1 实验材料与仪器

6.2 实验方法

6.3 结果与讨论

6.4 组合工艺效果评价

6.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢