MAP法去除和回收氮磷的应用现状
为了应用MAP 沉淀法去除和回收氮磷,研究 者开发了一些工艺技术,其中最常见的设计就是组 建一个流化床反应器或者一个球式反应器,但迄今 这些装置很少在生产上应用。所有这些工艺技术 中,都是通过改变pH 值或反应离子浓度实现MAP 沉淀。
Uludag-Demirer 等研究利用MAP 沉淀去除 牛奶厂废料两阶段厌氧消化反应器出水中的氨,氨 氮去除效率在95%以上。Elisabeth 等通过中试研 究发现,MAP 沉淀过程中可以去除94%的正磷酸 盐,进水浓度是61 mg/L,出水为4 mg/L。碱度和 镁源用的是60%的氢氧化镁泥浆,反应器在pH 值 为8.5 左右运行,平均进水流速42 L/h,每天大约 产生320 g 干MAP。MAP 产品实现了回用的所有 要求,作为一种缓释化肥,其所有重金属含量都低 于标准限值。MAP 产物的组成是12.4%的P、9.1% 的Mg、5.1%的N 和39%的结晶水,和理论的期望 值相对应。Calli 等研究了MAP 沉淀法作为气浮 方法的替代方法, n(Mg2+)∶n(NH4 +)∶n(PO4 3-)为 1∶1∶1 时,垃圾厌氧处理渗滤液中大约98%的氨 氮被沉淀为MAP,出水氨氮浓度在40 mg/L 以下, 同时大约20%的COD 被去除。Ozturk 等研究发 现,在厌氧处理渗滤液过程中,pH 值在8.5~9.0 氨氮去除率为85%。Battistoni 等用序批式流化床 反应器和生产规模的反应器从厌氧上清液中通过 MAP 结晶去除磷,结果表明最大的磷去除率为 80%。Suzuki 等设计了一个MAP 积累装置回收 纯的MAP,装置上MAP 积累面用不锈钢的金属网 (直径1 mm)做成,以减小总重。在反应器曝气 柱的淹没期间,MAP 积累在装置表面。MAP 可以 容易地用轻刷从表面刮去,可以回收95%纯度的 MAP,装置结构简单,适合推广。
Chimenos等用低品位的MgO作为Mg源,用 MAP沉淀法去除废水中的氨磷,因为不同品位的 MgO价格不同,用低品位的MgO代替纯的MgO减小 了废水处理费用。24 g/L的低品位MgO,反应时间 为5 h,pH值为8.5~9,可以去除所有的磷,但是氨 氮不能完全去除,去除氨和磷的最优反应时间为20 h。pH值监测被用做控制参数,在最优控制条件下, 在磷酸盐低于35 mg/L,氨低于230 mg/L时,去除率 可以达到90%~99%。
Lee 等研究了用盐卤作为MAP 法镁源的可 行性,试验发现反应速率很高,氮和磷的去除率在 10 min 后就不再改变。向纯溶液中添加盐卤,磷的 去除率等于添加MgCl2 或海水的去除率。盐卤应用 到生物处理的猪场废水,获得了高的磷的去除率, 但氨的去除受氮和磷的不平衡比率限制。有研究用 MAP 沉淀法去除制革废水的的氨氮,MAP 沉淀后 的浓度达到了市政污水的水平,出水水质可以达到 市政管网接受水质的要求。Tonni 等研究表明 氨氮浓度在3 260~5 618 mg/L,用MAP 沉淀可以 去除98%的氨氮。Bo-Bertil 等通过中试进行了 MAP 结晶从人尿中回收营养物的研究,结果表明从 尿中以MAP 形式回收大量营养物是可能的。通过 加入少量的MgO,产生了主要成分为MAP 的产物。 天然沸石,尤其是斜方沸石,还有天然钙硅石和人 尿接触后表现了很好的氨氮吸附量,结合MAP 沉 淀,能回收大部分的磷、钾和65%~80%的氮。MAP 和天然矿物吸附剂混合有很好的土壤营养价值,能 被用着土壤改良剂。氨、斜方沸石和磷灰石的混合 物是众所周知的缓释肥。
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