HAP诱导磷酸钙结晶回收低磷污水中的磷

为提高磷酸钙结晶产物回收价值和低磷适应性,以羟基磷酸钙(HAP)为晶种,诱导Ca-P结晶回收模拟二级出水(初始PO4-P浓度1.0mg/L)中的磷,对比了诱导结晶与均相结晶的磷回收效果,考察了Ca/P比和晶种投加量对磷回收的影响,并结合产物SEM、EDS、XRD和FTIR分析,探讨了HAP诱导Ca-P结晶机制.结果表明...     

诱导结晶反应器型式对低磷污水磷回收的影响

以羟基磷酸钙(HAP)为晶种,模拟生活污水厂二级出水为对象,开展连续搅拌反应器(CSR)和流化床反应器(FBR)的Ca-P结晶磷回收效果研究,并结合产物粒径与数量变化、SEM、EDS和XRD分析,探讨了反应器中的磷回收机制.结果表明,初始PO₄^3--P浓度为1mg/L时,CSR磷回收效果明显优于FBR,前者72h内回收率维持在90%以上,后者18h后回收率降至50%以下.CSR的连续搅拌,一方面可以抑制晶种沉降,避免晶种颗粒数量和表面积的显著降低,从而维持反应器的稳定运行;另一方面还可以促进晶核的破碎与破碎晶核的成长,实现二次成核磷回收,进一步提高磷回收率.反应器型式不会改变结晶产物晶型,两种反应器的产物均为HAP及其前体物无定型态磷酸钙(ACP)和磷酸八钙(OCP).     

HAP结晶类介稳区特性及其在低磷污水处理中的应用

该研究综合均相与诱导结晶法构建羟基磷酸钙(HAP)结晶类介稳区,借助类介稳区特性分析,寻求优化的HAP结晶条件,以期提高HAP结晶除磷技术对低磷污水的适应性能。结果表明,HAP类介稳区的分布,与诱导结晶条件如初始Ca²⁺浓度和终态PO₄^3--P、OH-浓度,以及晶种类型、粒径、投加量相关。优化上述结晶条件可增加类介稳区宽度,提高对低磷污水适应性,并达到抑制均相结晶、改善结晶产物固液分离性能的效果。优化条件下,HAP诱导结晶可将典型低磷污水——污水厂二级出水中PO₄^3--P浓度由1.0 mg/L降至0.5 mg/L甚至0.3 mg/L以下,同时出水pH值控制在9.0以下。去除的磷以HAP形式进行回收利用。     

赤泥诱导磷酸钙结晶法回收废水中的磷

为获取适用的废水磷回收工艺,以赤泥为晶种,诱导磷酸钙(HAP)结晶法回收模拟废水中的磷,研究工艺条件对回收效果的影响;运用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征。结果表明,当搅拌速度为180 rmin,搅拌时间为30 min,沉淀30 min后,在赤泥投加量为8 gL,赤泥粒径为40~60目(250~380μm),初始磷酸盐浓度为60 mgL时,磷的回收率可达74.1%。不同初始磷酸盐浓度下,随pH升高,磷酸根离子、钙离子的回收率均增大,但增大速率随初始磷酸盐浓度的提高而减缓。磷酸根离子的回收率随着Ca与P物质的量比的增大而增大;而钙离子的回收率随Ca与P物质的量比的增大达到一个最大值,但随初始磷酸盐浓度不同,出现回收率最大值的Ca与P物质的量比也不同。赤泥晶种重复使用不宜超过3次。废水中的磷主要以磷酸钙形态被回收。     

HAP结晶法回收生活污水中磷的主要影响因素分析

为了探究羟基磷酸钙(HAP)结晶法应用于生活污水中磷回收的可行性,采用改性珊瑚砂为晶种,考察了晶种投加量、pH值、水力停留时间(HRT)、n(Ca)/n(P)和曝气量对HAP结晶效率的影响。试验结果表明:HAP结晶回收生活污水中的磷,不需要额外加碱调节pH,通过曝气吹脱CO_2而致碱度提高,足以满足HAP结晶对OH-的需求;HRT是影响反应结晶效率的一个较重要的因素,HRT越短,污水磷回收效率越差。室温条件下,当进水磷浓度稳定在3~6 mg/L,HAP结晶法回收生活污水中的磷的最佳运行条件为:pH值为8.3,水力停留时间HRT为6 h,n(Ca)/n(P)为8∶1,曝气量为200 L/h,改性珊瑚砂晶种投加量为83.64g/L。以上结果表明,以改性珊瑚砂为晶种的HAP结晶法应用于生活污水磷回收是可行的。     

锌对磷酸铵镁和磷酸钙结晶回收磷的影响

以模拟废水为对象,研究了pH及Zn2+浓度对磷酸铵镁(MAP)和羟基磷灰石(HAP)法除磷率的影响,并对不同Zn:P摩尔比条件下除磷所得产物进行了XRD物相分析。结果表明,锌磷共存条件下进行MAP和HAP法除磷,当pH在7.4～8.0时,Zn2+浓度越大,除磷率越高,随着pH继续增加,Zn2+浓度越大,除磷率反而越小。当pH为9.5时,Zn2+浓度从0增加到25mg/L时,MAP法的除磷率从91%下降到82%;而HAP法的除磷率从95%下降到92%,受Zn2+浓度影响较MAP法小。锌磷共存条件下的除磷产物中均含有Zn(3PO4)2,随着溶液中Zn:P增加,产物中Zn(3PO4)2含量越来越多,且HAP法除磷产物纯度受Zn2+浓度影响较MAP法大。     

羟基磷酸钙结晶除磷研究进展

磷是造成水体富营养化的关键因素,同时也是日益枯竭的资源。羟基磷酸钙(HAP)结晶除磷技术既能去除废水中的磷,又能实现磷的高效回收,具有可观的经济效益与环境效益,在国内外受到广泛的关注和研究。在阐述HAP结晶除磷原理的基础上,对HAP结晶过程、反应条件进行归纳与总结,系统分析了结晶反应过程中p H、Ca/P、晶种材料以及共存杂质等对HAP结晶的影响,并指出当前HAP结晶除磷技术存在的问题,对未来的研究和发展趋势提出展望。     

诱导结晶磷回收技术处理低浓度含磷废水研究

诱导结晶技术是近年发展的新型废水处理技术。采用自设计的诱导结晶反应器,反应器形式与Phosnix相似,但结构相对简单,无Phosnix反应器的内外同心筒结构,并增加了过渡区。研究了HRT、[PO43-]、[Ca2+]/[PO43-]对诱导结晶处理低浓度含磷废水的影响规律,并以实验室双泥系统厌氧上清液为原水,考察了结晶反应器长期运行效果。研究表明,在一定范围增加HRT、[PO43-]或[Ca2+]/[PO43-]均可提高磷酸盐去除率,但超过一定数值后,再继续增加对提高磷酸盐去除效果的贡献很小,[PO43-]或[Ca2+]/[PO43-]过高还会导致均相结晶出现,使磷酸盐去除率下降;研究给出了一定条件下的最佳HRT、[PO43-]或[Ca2+]/[PO43-];运行效果试验表明,诱导结晶反应器在进水平均磷酸盐浓度仅为23.6 mg/L的情况下,磷酸盐的平均去除率仍可达到55.2%,该技术在处理低浓度含磷水方面较具应用前景。     

三种有机酸对磷酸钙法回收模拟养猪场污水中磷的影响

采用磷酸钙(Calcium Phosphate,CP)结晶法回收模拟养猪场污水中的磷,考察了不同pH值条件下,3种有机酸(柠檬酸、丁二酸和乙酸)对模拟污水中磷去除率的影响,并利用扫描电镜和X射线衍射仪对结晶产物进行了表征.结果表明,CP结晶反应的最佳pH值约为9.5.在相同pH值条件下,柠檬酸对CP结晶反应中磷的去除效率和速率均有显著影响,高浓度柠檬酸能够完全抑制CP结晶反应,导致磷的去除率小于5%.相比之下,丁二酸和乙酸对磷的去除效率和速率影响不明显.3种有机酸对CP结晶产物的形状没有明显影响,所得产物均呈不定形的块状,但产物体积大小会随有机酸浓度升高而明显减小.不同浓度丁二酸和乙酸存在条件下均能得到羟基磷酸钙(Hydroxylapatite,HAP)晶体,但柠檬酸的存在会影响所得产物晶形.     

污水除磷及回收技术应用探讨

磷是生物体必备营养元素之一,在生态环境中发挥中发挥着极其重要作用.但常规淡水中的磷含量是有限的,一旦水环境中磷酸盐含量超标,超出必要限度会诱发植物过度生长,导致水环境富营养化.污水除磷并做好回收利用,是实现环境效益与经济效益的重要举措.文章以某污水处理厂污水除磷及回收技术应用的探讨,构建以生物除磷技术为主,辅助以化学除...     

磷酸铵镁结晶法去除和回收养猪废水中营养元素的实验研究

以模拟养猪废水为处理对象,进行了磷酸铵镁结晶小试实验,考察了pH值、NH4 、Mg2 、Ca2 和CO23-浓度对磷酸铵镁结晶反应的影响;利用扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDX)和X射线衍射仪(XRD)对结晶产物进行了表征.结果表明,磷酸铵镁结晶反应的最佳pH值范围为9.5～10.5;随着NH4 与磷摩尔比的增加,磷的去除率增大;最佳的镁与磷的摩尔比为1.4:1,过高的镁盐投加量对提高反应效率作用不明显;Ca2 的存在对磷酸铵镁结晶产物的晶形、纯度均产生干扰,当Ca2 增至一定浓度时,反应将生成无定形的磷酸钙沉淀;CO2-3的存在会降低磷的去除率,但不影响磷酸铵镁的晶形与纯度.     

Seed selections for crystallization of calcium phosphate for phosphorus recovery

Seed induces and promotes the crystallization of calcium phosphate, and acts as carrier of the recovered phosphorus （P）. In order to select suitable seed for P recovery from wastewater, three seeds including Apatite （AP）, Juraperle （JP） and phosphate-modified Juraperle （M-JP） were tested and compared. Batch and fixed-bed column experiments of seeded crystallization of calcium phosphate were undertaken by using synthetic wastewater with 10 mg/L P phosphate. It shows that AP has bad enduring property in the crystallization process, while JP has better performance for multiple uses, and M-JP is a hopeful seed for P recovery by crystallization of calcium phosphate.     

扎龙河滨湿地对地表径流氮磷污染物的净化作用

通过对扎龙河滨湿地内龙安桥及水库桥河段水体空间采样分析,研究了2个典型河滨湿地对地表径流中TN、TP及PO₄^3-的净化作用规律.应用空间净化方程分析表明,2个河段河滨湿地在春、夏、秋3季对水体TP及PO₄^3-有持续净化能力,TP净化系数范围为0.00186～0.01175mg·(L·km)^-1 ,PO₄^2-净化系数范围为2.5E 4～0.00704mg·(L·km)^-1.而河滨湿地对TN的净化作用仅出现在春、夏2季,且夏季净化作用最明显,净化系数达0.07354～0.16036mg·(L·km)^-1;在秋季则出现TN沿径流向下累积输出的特征,输出能力最高达0.48175mg·(L·km)^-1.2河段的径流量及氮磷污染物输入浓度特征分析表明了河滨湿地对水体TN、TP及PO₄^2-的净化作用受到这2种因素的综合影响而表现出季节性规律特征.     

利用固定化藻菌耦合系统同步去除污水中的COD和氮磷

利用活性污泥和莱茵衣藻建立了一套固定化藻菌耦合系统同步去除污水中的COD和氮磷.系统污水日处理量为6 m3,水力停留时间为12 h.对于活性污泥部分,当厌氧槽搅拌转速为15 r.min-1,好氧槽DO值为5 mg.L-1时COD由150 mg.L-1左右降到50 mg.L-1,氨氮从20～30 mg.L-1降到0.5 ...     

MAP晶体捕集反应器回收猪场厌氧消化液中磷的研究

研究了磷酸铵镁(MAP)结晶法晶体捕集反应器在曝气条件下回收猪场厌氧消化液中磷元素的能力.结果表明,利用曝气方式提高猪场厌氧消化液的p H值,进行MAP结晶回收磷完全可行.MAP的饱和度指数(SI)与废水p H值呈多项式函数关系,结晶反应的最佳p H值为8.5~9.0;随着曝气时间延长至180 min,反应器内废水p H值可提高至8.5;常温下(25℃),反应器内MAP回收磷的反应动力学的反应级数(n)为1.98,速率常数(K25)为7.04×10-4L·mg-1·min-1;反应器单个运行周期为270 min;磷的平均去除率为82%左右.MAP晶体捕集反应器上的晶体在一个反应周期内即可成形,随着反应周期的增加,晶体颗粒逐渐增大.利用扫描电镜和X射线衍射仪对捕集器所捕集的晶体进行了表征,证实晶体为高纯度的MAP.     

太湖浮游硅藻时空演化与环境因子的关系

利用1992年至2002年每月1次的监测资料,系统分析了太湖北部3个区域(河口、梅梁湾、湖心)浮游硅藻(Planktonic diatoms)生物量周年变化和空间分布情况.同时,水中磷酸盐(PO43--P)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)和硅酸盐(SiO23--Si)含量等相关资料也被用于解释太湖浮游硅藻时空分布的原因.结果显示,直链硅藻(Aulacoseira sp.)是太湖浮游硅藻的优势种,其它常见种有小环藻(Cyclotella sp.)、针杆藻(Synedrasp.)等.硅藻总生物量占浮游藻类生物量百分比平均值约为20%.太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁湾其次,湖心最小,究其原因可能与河口的特殊生态环境(水流速度)有关,另外,河口丰富的营养盐,特别是磷酸盐和氨氮也是一个重要因素.温度可能是影响太湖浮游硅藻生物量季节变化的关键因素.Pearson相关分析证实,磷酸盐、氨氮和温度均与硅藻生物量显著相关(p<0.01),且蓝藻生物量百分比与硅藻生物量百分比呈显著负相关.研究结果说明,太湖浮游硅藻的生长分布受多种环境因子(磷酸盐、氨氮、温度)的影响限制,太湖浮游硅藻与蓝藻可能存在着竞争演替的趋势.     

利用莱茵衣藻去除污水中氮磷的研究

对莱茵衣藻去除废水中氮磷的性能进行了研究,考察了初始氮磷浓度、氮磷比、光照条件、pH值和细胞固定化等因素对去除效率的影响.结果表明,莱茵衣藻对氮磷的去除率在初始氮磷浓度分别在55 mg·L-1和7 mg·L-1以下时接近100%,但初始氨氮浓度进一步升高至75 mg·L-1以上时会导致氨氮去除率急剧下降至50%.当氮磷比为5∶1和10∶1时,衣藻在3 d内完全吸收水体中的氨氮,而当氮磷比为25∶1时则需要6 d;3种氮磷比下衣藻基本上4 d内能完全去除水体中的磷.2种光照条件下(L/D为24 h∶0 h和12 h∶12 h)衣藻对氮磷的去除率都能达到100%,但L/D为24 h∶0 h时的去除速率更快.衣藻去除氮磷的最适pH范围为6～7.藻细胞固定化后对氨氮的去除能力显著提高,在初始氨氮浓度为75 mg·L-1时去除率由游离细胞的50%提高到100%;对磷的去除率不变,但速率有所减慢.     

雪硅钙石诱导结晶法同步去除与回收污水中磷的研究

通过水热法合成雪硅钙石晶体,利用扫描电镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱对晶体进行表征;以模拟厌氧消化液为处理对象,分析合成雪硅钙石作为晶种诱导磷酸钙结晶法去除污水中磷的效率,并对该晶种减轻反应过程中CO₃ ²⁻影响的作用进行研究。结果表明,合成的雪硅钙石纯度较高,且具有较强的pH和钙离子析出能力,在超纯水和自来水中分别投加2 g/L晶种后,溶液pH最终达到11.7和9.1,Ca²⁺浓度达到43和30 mg/L;体系中含有CO₃ ²⁻时,合成雪硅钙石诱导磷酸钙结晶反应符合晶体生长界面控制模型,且结晶反应仍符合二级方程（n=2）;CO₃ ²⁻的存在会抑制磷酸钙结晶反应过程中的除磷效率;但投加合成雪硅钙石晶种后,CO₃ ²⁻的抑制作用减轻,磷酸钙结晶反应效率和速率大幅提高,在试验设定CO₃ ²⁻浓度最大条件下,磷的去除率由4.6%大幅升至76.7%,速率常数（k）由0.76 L/(mol·min)提高至67.74 L/(mol·min);合成雪硅钙石重复利用4次之后,对磷的去除效果仍然高于未投加合成雪硅钙石时磷的去除效果,表现出良好的可重复利用性。