磷酸铵镁结晶法回收低磷废水中的磷

摘要

当前磷酸盐矿产资源有限、自然再生周期长，而大量的磷却随污水或污泥排放到水体，导致了严重的水体富营养化，这一矛盾的双方迫切的要求我们从废水中回收磷资源。但目前关于废水中磷回收的研究主要集中于部分高磷废水，对于数量巨大的低磷废水的研究有限。因此，低磷废水的磷回收是一个急需解决的课题。
　　 本研究利用磷酸铵镁(MAP)结晶法来回收低磷废水中的磷，设计间歇实验并结合反应热力学平衡计算来研究不同pH、起始磷浓度、补充的镁盐、铵盐投加量等条件下，MAP结晶反应平衡产物组成以及影响磷回收平衡浓度的主要规律;在此基础上考察废水中共存有机及无机类杂质对MAP形成的影响，讨论晶种对提高磷回收效率的影响;研究各反应条件下MAP结晶动力学特征，考察了低磷废水的磷回收中制约MAP结晶的关键因素;最后研究某污水厂污泥脱水上清液废水的磷回收效果。主要研究成果如下:
　　 (1)高磷废水有利于用MAP形式回收磷;过量的N∶P和Mg∶P可提高MAP的形成速率及磷的去除率;且较高的N∶P能形成纯度较高的MAP; Mg∶P大于1.5时，易形成磷酸镁沉淀，降低MAP回收纯有显著的影响，诱导时间与饱和度成反比关系。
　　 (7)实际废水由于成分复杂而导致磷的回收效果不好，投加晶种有利于实际废水磷回收，且在pH8-9之间与Mg∶P为1-1.5时，晶种的作用更明显。

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摘要

第1章 绪论

1．1 从废水中回收磷资源的意义

1．1．1 磷资源断短缺及不可再生

1．1．2 磷资源的流失与水体富营养化

1．1．3 国内外对回收磷的关注

1．2 除磷、磷回收的方法

1．2．1 传统除磷方法

1．2．2 回收磷技术

1．3 磷酸铵镁结晶法

1．3．1 结晶理论基础

1．3．2 MAP形成的原理

1．3．3 MAP的性质及回收的MAP颗粒的用途

1．3．4 MAP结晶法研究现状

1．3．5 MAP回收磷工艺前景及存在的问题

1．4 课题研究来源及内容

1．4．1 课题研究来源

1．4．2 主要研究内容

1．4．3 研究的创新点

1．4．4 课题研究的实际意义

第2章 MAP结晶条件的优化

2．1 实验原理

2．2 实验材料与方法

2．2．1 实验试剂与仪器

2．2．2 主要实验仪器

2．2．3 实验装置及实验步骤

2．3 实验内容

2．4 模型的选择

2．4．1 选择模型

2．5 实验结果与分析

2．5．1 pH对磷回收的影响

2．5．2 初始磷浓度对磷回收的影响

2．5．3 镁盐铵盐投加量对磷回收的影响

2．4．4 搅拌速率对磷回收的影响

2．5．4 本章小结

第3章 废水中共存杂质对MAP结晶形成的影响

3．1 材料与方法

3．2 实际废水中可能存在的杂质

3．3 实验结果与分析

3．3．1 溶解性共存杂质对磷去除的影响

3．3．2 不溶性固体晶种对磷去除的影响

3．3．3 不同初始磷浓度下不同晶种对磷回收的影响

3．4 本章小结

第4章 磷酸铵镁结晶动力学实验研究

4．1 实验材料与方法

4．2 动力学理论基础

4．3 实验结果分析

4．3．1 不同条件下MAP结晶动力学分析

4．3．2 饱和度(Ω)对诱导时间的影响

4．4 本章小结

第5章 实际废水中磷回收的研究

5．1 废水来源与废水特征

5．2 实验材料与方法

5．3 实验结果分析

5．3．1 控制合适的pH

5．3．2 Mg：P对磷去除的影响

5．3．3 投加晶种对磷回收的影响

5．4 回收磷环境效益分析

5．5 本章小结

第6章 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附录(攻读学位期间发表论文及申请专利目录)

致谢