鸟粪石结晶法同步回收废水中氮磷的研究进展

鸟粪石结晶法作为氮磷同步回收技术的典型代表已经从实验室走向实际应用，为推动鸟粪石法回收氮磷的工业化进程以及在实际应用中设置合理的工况条件，总结并阐述了相关领域论文中鸟粪石的形成机制，分析了溶液pH、温度、搅拌强度、氮磷物质的量比、共存无机离子及有机物等参数对鸟粪石结晶过程的影响，最后得出鸟粪石的应用研究进展.为以鸟粪石形式回收废水中氮磷的工艺设计制定和寻找鸟粪石应用领域的研究方向提供参考.     

蚀刻液处理中超高浓度氨氮废水除氮工艺

为去除蚀刻液处理过程中废水残留超高浓度氨氮,配制3 000 mg/L氨氮溶液模拟废水.采用鸟粪石沉淀法,研究了pH值、pH调节方式、药剂添加顺序以及n(N):n(Mg):n(P)对3组药剂脱氮效果的影响.结果表明,pH值恒定10.5,摩尔比为n(N):n(Mg):n(P)=1:1.4:1.2时,3组药剂除氮效率分别达98.64%(MgSO_4+NaH_2PO_4)、97.73%(MgCl_2+Na_2HPO_4)和85.69%(MgO+H_3PO_4);药剂添加顺序对氨氮去除率影响较大;反应过程导致pH下降,因此仅调节废水初始pH值难以获得理想的除氮效果.实际生产废水验证结果表明,最优条件下,MgSO_4+NaH_2PO_4除氮效率能达95.5%.     

鸟粪石成粒法回收污泥液中的磷及颗粒品质表征

为了探究鸟粪石(MAP)结晶成粒法回收污泥液中磷的效果,首先利用模拟污泥发酵液分析了鸟粪石成粒最佳工况,进而研究了污泥脱水液中磷回收及鸟粪石生长情况.采用模拟发酵液得出鸟粪石成粒最优条件为:pH为8.2,水力停留时间(HRT)为41min,上升流速为400cm·min-1,磷氮摩尔比为1∶6,此时形成的鸟粪石最大粒径在4~5mm之间,纯度均在97.5%以上,硬度达到(43.8±1)kg·mm-2.在最优条件下,回收污泥脱水液中的磷,PO3-4-P最高去除率可达90.5%.并发现高浓度悬浮固体(SS)不利于鸟粪石生成,且培养时间延长不能有效增加各离子去除率及鸟粪石粒径,颗粒最大粒径在2.0~3.2mm之间,纯度在80%以上(悬浮固体质量浓度小于150mg·L-1),颗粒重金属含量符合国家对化肥中重金属含量的规定.     

一种从酒厂废水UASB出水中回收氮磷的新方法

采用鸟粪石沉淀(MAP)法同时回收某酒厂厌氧工艺出水中的氮和磷,以MgO取代MgCl_2作为沉淀剂,研究了不同pH值、镁磷摩尔比和反应时间对N、P回收率的影响.结果表明:在pH=9.6,n(Mg~(2+))︰n(P)=1︰1,反应时间为20 min的最佳回收工艺条件下,总磷和氨氮的回收率分别高达98.0%和30.9%,同样条件下氨氮的挥发率为7.2%.生成的鸟粪石沉淀物的SEM分析结果显示:其结晶体为斜方型晶体,表面有絮状物和微粒附着;XRD半定量分析表明:沉淀物中鸟粪石的含量高达94%,属于利用价值极高的缓释化肥.每1000 m3的酒厂厌氧出水通过投加0.16 t的氧化镁和微量的氢氧化钠可以回收1.01 t的高纯度(90%)鸟粪石,具有极高的经济价值.     

高效异养硝化细菌富集与强化脱氮

以污水处理厂生化池活性污泥作为菌源,在SBR反应装置中进行异养硝化菌富集.富集后,微生物在pH值为7.5,DO为3~4 mg/L和温度为35℃时,NH_4~+-N去除效率达到99%,高通量测序显示异养硝化细菌Arthrobacter,Bacillus和Pseudomonas之和占65.35%;以其作为接种物,投加到SBR中进行生物强化实验.结果表明,投加异养硝化菌群不仅提高了系统的硝化效率,还可以缩短水力停留时间;在进水NH_4~+-N质量浓度提高到100 mg/L时,出水NH_4~+-N质量浓度仍稳定在5 mg/L以下,NH_4~+-N去除效率远高于对照组.     

污水排海口底泥厌氧氨氧化菌的富集培养与脱氮效果

以污水排海口区域底泥作为接种污泥,采用厌氧序批式反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR),利用本地海水调配的模拟含氮污水(盐度约26,NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度均为70 mg·L-1)对沉积物中的厌氧氨氧化菌进行富集驯化培养。在pH值7.5~7.9和温度30℃条件下,经过55 d的富集驯化培养,成功启动了厌氧氨氧化反应器。该反应器运行70 d后达到稳定,对模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率均达到了98%以上。当模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度提高到140 mg·L-1时,NH_4~+-N的平均去除率为74.7%,而NO_2~--N的平均去除率仍达到99.2%,此时二者的去除量之比为1∶1.33,非常接近厌氧氨氧化反应的理论化学计量关系。把ASBR运用于实际污水的脱氮处理时,其NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别降为67.0%和85.1%。     

以鸟粪石形式从剩余污泥中回收氮和磷

以鸟粪石形式从固体废弃物——剩余污泥中回收氮磷,探讨pH值和发酵时间对污泥发酵溶出氮和磷的影响,以及Mg和P摩尔比对回收磷的影响.结果表明:在强酸或强碱条件下,溶出的氮、磷的质量浓度较高,而且随着发酵时间延长,发酵液中氨氮与正磷酸盐质量浓度增加,其最佳发酵时间为2d.此外,随着投加镁的增加,氮磷回收率增加,当发酵液中Mg和P的摩尔比为1.2∶1时,磷的回收率最高.对回收产物进行组分分析、电镜扫描与X射线衍射分析,证明沉淀主要成分为鸟粪石.     

化肥厂高浓度氨氮废水的处理和回用

在实验室规模研究了通过生成鸟粪石（磷酸铵镁, MAP）去除氨氮工艺条件的影响. 加入磷酸和MgO产生MAP沉淀, pH值对其影响很大, pH值为9.0时氨氮去除效果最好. PO₄^3-, Mg²⁺, NH₄⁺的摩尔比为1 ∶1.5 ∶1时, 氨氮去除率较大并且可较好地回收氨生成鸟粪石. 此外, 物料的加入次序严重影响氨氮的去除. 两步沉淀工艺氨氮去除率达99.1%, 氨回收率为80.1%.     

含磷解吸液结晶法制备鸟粪石的研究

鸟粪石是一种高效的氮磷缓释复合材料.以模拟富磷溶液为反应物,探索了结晶法制备鸟粪石的主要控制条件.当3种构晶离子摩尔比为[Mg2+]:[NH+4]∶[PO3-4]=1.2∶3.0∶1.0,p H为8.0时,用含磷质量浓度为699 mg/L的实际含磷解吸液制备鸟粪石,获得的产品纯度为83.36%.化学组成、扫描电镜和红外光谱分析结果表明,合成鸟粪石与天然鸟粪石元素组成与形貌结构相似,出现典型的PO3-4和NH+4的特征峰.对其肥效的考察结果显示,在施加合成鸟粪石的量为25~300 mg/kg时,对小白菜的生长有一定的促进作用.     

鸟粪石沉淀法回收剩余污泥及其上清液中磷

以剩余污泥为研究对象,考察了pH值和温度变化对鸟粪石沉淀法回收磷效果的影响.结果表明,回收率随着pH值的升高或降低均得到提高,在pH=3时达到最大值;在酸性或碱性条件下运行对温度具有较强的缓冲能力.采用正交试验对污泥上清液中磷进行回收,通过对极差分析得到影响回收率的条件依次为:pH值>初始磷酸盐质量浓度>nMg/nP>反应时间.最佳pH值范围9.5～10.5,但为减少挥发的氨氮含量,pH值应控制在10以下.鸟粪石沉淀法可与生物法综合利用,达到污泥处理的减量化和资源化.     

厦门沿岸海水体系中氧化还原平衡

1984年4—5月间,测定了厦门沿岸海水中的主要氧化还原敏感化学形态即NO_3~-、NO_2~-、NH_4~+、溶解氧(DO)、Fe~(2+)、Mn~(2+)、I~-、IO_3~-和H_2S。发现水体中氧达到饱和或过饱和。这表明该海区海水是一种空—海气体交换快、水体混合均匀的充氧海水。O_2—H_2O电对的pE值在12.4—12.5范围内。热力学计算的pE值表明,在充氧海水中氧化还原电对还没有达到平衡。IO_3~-—I~-、NO_2~-—NH_4~+和NO_3~-—NH_4~+电对的pE值随O_2—H_2O电对的增大而增大。O_2—H_2O、IO_3~-—I和NO_2~-—NH_4~+电对的pE值随pH值的升高而降低。根据pE—pH、pE—log[M]和log[M]—pH的相互关系图,我们可以推断达到平衡的条件。     

影响UASB厌氧氨氧化反应器脱氮性能的因素研究

目的研究溶解氧(DO)、温度、pH值和水力停留时间(HRT)对UASB厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响,寻找快速有效的脱氮处理途径.方法试验进水以人工配水的方式模拟城市生活污水,分别考察UASB反应器在不同的DO、温度、pH值和HRT反应条件下,通过检测进、出水中NH_4~+-N、NO_2~--N与NO_3~--N的质量浓度,分析UASB厌氧氨氧化反应器的脱氮性能,并确定最优环境因素.结果在进水中NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度分别为50 mg/L和66 mg/L、ρ(DO)1 mg/L、温度为30~35℃、pH=7~8、HRT=12 h的反应条件下,该反应器中的菌种具有最大的生物活性,污水的脱氮效果最优,总氮(TN)去除率维持在80%以上.结论厌氧氨氧化反应最佳条件的确定,为厌氧氨氧化工艺脱氮性能稳定性的控制起到关键作用.     

超声波处理焦化废水影响因素

利用超声波处理焦化废水,系统考察了作用时间、超声功率、焦化废水初始pH值、化学需氧量(CODCr)和氨氮(NH_4~+-N)初始质量浓度、溶解气体等因素对去除废水中COD_(Cr)和NH_4~+-N的影响,并对超声复合氧化剂处理焦化废水进行了对比分析. 结果表明,超声复合H_2O_2和Fenton试剂可发生协同作用,使COD_(Cr)和NH_4~+-N去除率显著提高,其去除率由大到小依次为:超声+Fenton>超声+H_2O_2>Fenton>超声>H_2O_2. 结合GC-MS分析结果,对COD_(Cr)和NH_4~+-N的去除过程进行了初步探讨. 发现处理后的焦化废水中萘类、蒽类和喹啉类等生物降解难的有机物的比例明显降低.     

Fenton/微波工艺处理制药废水的影响因素

目的研究H2O2与Fe2+的物质的量比、H2O2投加量、pH值、微波辐照功率和辐照时间对高质量浓度制药废水的处理的影响.方法以阜新某集团公司生产制药原料排出的废水为对象,将Fenton技术衍生,设计Fenton/微波工艺,进行静态试验.结果当H2O2与Fe2+的物质的量比、H2O2投加量、pH值、微波辐照功率和辐照时间改变时,出水COD都有很大改变.当试验用水为100 mL的制药废水时,H2O2与Fe2+的物质的量比50∶1,H2O2投加量为Qth,pH值为3,微波辐照功率为500 W,辐照时间为9 min时,COD去除率最大,可达到83.1%,出水COD在97.3~243.4 mg/L范围内.结论 Fenton/微波联合工艺作为一种Fenton技术衍生而来的工艺,虽不能使高质量浓度制药废水达到排放标准,但是可以氧化不易降解的有机物,降低后续工艺的处理难度.     

鸟粪石沉淀法用于养猪场污水前处理的影响因素研究

用鸟粪石沉淀法对养猪场污水进行前处理,研究了各类因素对沉淀效果的影响,包括加药剂与调节pH值的顺序、搅拌速率、温度、反应时间、溶液pH值与加入的药剂量等,其中溶液pH值与加入的药剂量是养猪场污水中污染物去除的决定性影响因素.本实验条件下,P/Mg/N比为1/1/1.2、pH10.0时,有最佳NH4+-N的去除率与最低PO43-P的残留浓度,分别是87%和30.21mg/L.     

鸟粪石-絮凝强化工艺处理鸡粪发酵废水

以鸡粪厌氧消化液为对象,研究鸟粪石法回收氮磷的工艺条件.结果表明,反应时间30 min,搅拌转速100r.min-1,加药前调节pH值至9.0,镁氮磷物质的量比1∶1∶0.8条件下,氨氮去除率为71%,总磷去除率为59%,化学需氧量(COD)去除率为32%.反应后的上清液pH值在6～7之间,适宜投加絮凝剂进一步絮凝强化沉淀.聚合氯化铝(PAC)投加量为150mg.L-1时,氨氮、总磷、COD的总去除率为74.6%、66.8%、68.9%.有效提高了废水的可生化性.     

化学沉淀法去除木薯制备酒精废水中氨氮的试验研究

针对NH_3-N质量浓度为500~900mg/L木薯制备酒精的废水,采用正交试验及单因素试验研究了用化学沉淀法去除废水中氨氮的工艺条件,结果表明:以MgCl_2·6H_2O和Na2HPO4·12H_2O为沉淀剂,在pH=9.0时废水溶液中PO_4~(3-)与Mg~(2+)和NH_4~+一起发生沉淀反应生成MgNH4PO4·6H_2O,从而达到去除废水中的氨氮的目的;影响废水中的氨氮去除率的因素依次为n(Mg~(2+):NH_4~+),反应时间,n(PO_4~(3-)∶NH_4~+)和pH值。最佳反应条件是当pH=9.0,n(Mg~(2+))∶n(NH_4~+)∶n(PO_4~(3-))=1.4∶1.0∶1.2,常温下反应30min,静置30min,该工艺条件下,对初始氨氮为644.5mg/L的木薯制备酒精的废水进行处理,其氨氮的去除率90%。     

不同PH值条件下磷酸铵镁沉淀产物特性研究

文章用模拟低碳高氨氮废水进行鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)生成实验,确定了最佳pH值范围为9～9.5,对不同pH值条件下所得产品采用扫描电镜能谱(SEM)和X射线衍射技术(XRD-EDS)进行表征,同时采用元素分析法对其纯度进行分析,并进一步做了水溶性实验以判定pH值对产品中N、P溶出性能的影响.     

水产养殖废水中1株高营养价值栅藻的生长及氮磷去除特性的研究

利用废水培养营养价值微藻,既可以去除废水中的氮、磷污染物,又可以获得用作生物饵料或饲料蛋白源的藻体资源。文章研究了用水产养殖废水培养1株高营养价值栅藻(Scenedesmus sp.)时的生长和脱氮除磷特性。结果表明,废水中该栅藻的内禀生长速率为0.342 d-1、最大藻密度为2.07×107个·m L-1、最大生物量增长速率为1.77×106个·(m L·d)-1。与其在培养基中的生长相比,该栅藻在水产养殖废水中也能快速生长。培养至稳定期后,栅藻对水产养殖废水中的TN、TP的去除率分别为87.4%和94.5%,对NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N的去除率分别为95.6%、89.4%和85.5%。由此可见,该栅藻在净化水产养殖废水方面具有很好的脱氮除磷效果。     

雨生红球藻和红发夫酵母混合培养体系的氮代谢机理

雨生红球藻和红发夫酵母是自然界申能够大量合成虾青素的两种主要微生物,二者混合培养比单独培养能提高虾青素的产量,氮代谢是影响虾青素合成的关键因素之一．为此,着重研究了雨生红球藻单独培养及混合培养过程中的氮代谢机理．结果表明,在强光照射诱导雨生红球藻合成虾青素的过程中,藻细胞迅速吸收硝酸盐并向胞外分泌NH_4~ ,培养液中的NH_4~ 浓度上升,同时值pH值也急剧升高．由于NH_4~ 对藻细胞有毒害作用,抑制了虾青素的进一步合成．而在混合培养过程中,即使在虾青素大量合成阶段,培养液中的NH_4~ 浓度也基本稳定．进一步的分析结果表明,红发夫酵母细胞吸收利用了雨生红球藻细胞代谢过程中产生的NH_4~ ,培养液的pH值基本稳定7．0左右,从而使藻细胞内流向虾青素合成方向的碳代谢流始终保持较高的通量,提高了虾青素产量．