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编者按:磷危机导致磷回收研究与应用,这已是欧美国家在污水处理技术研发方面20多年的行动。起初,研究与应用多聚焦于鸟粪石(MgNH4PO46H2O),主要是因为污水中普遍含有镁、铵及其磷酸盐,且鸟粪石中P2O5含量高达51.8%(以MgNH4PO4计),比天然磷矿最高46%的P2O5含量还要高。大多数文献显示,鸟粪石通常在pH=9.0~10.7的碱性条件下可以形成。然而,这只是用XRD比对天然鸟粪石衍射峰作出的结论。实际上,XRD仅能对晶体物质分析,而对大多无定形沉淀物难以比对。所以,XRD分析是定性的而非定量。我们采用酸解元素分析法对所获得的回收磷酸盐产物分析发现,碱性pH下很难获得高含量鸟粪石,当pH=10.5时沉淀物中根本就不存在鸟粪石。进言之,形成高鸟粪石含量(90%)的pH在接近中性(7.0~7.5)范围。但在中性pH条件下,形成鸟粪石的速度异常缓慢,需要催化加速。但是,加速手段势必导致回收成本剧增。另一方面,作为一种缓释肥,鸟粪石很少直接被用作肥料,大多数情况下鸟粪石应该是被送至化肥厂作为磷矿石加工磷肥。在化肥厂,所有磷酸盐化合物或被酸解或被热解后提取磷酸盐(PO43-)后制作磷肥。可见,污水处理没有必要聚焦鸟粪石,应该因地制宜回收下游企业可以接收的其它高磷酸盐含量化合物。这一学术观点,于2013年发表在《Environmental Science & Technology》的Viewpoint栏目。现将观点整理为中文分享大家。
磷是地球所有生命形式的一种无可替代的宏量营养元素,也是一种难以持续供应的自然资源。据估计,如果人类对化肥需求保持每年3%增长速度,剩余可利用的磷矿石储量将在50年内耗尽。减少磷矿使用量将有助于储量持续相对延长,这就需要对污/废水以及牲畜粪便中储存的磷进行回收。因此,从污水中去除营养物实际上近年已与磷回收有机结合。
鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)通常被认为是最佳的磷酸盐回收产物,因为它含有51.8%的P2O5(以MgNH4PO4计),并有可能被用作缓释肥料。然而,如果考虑到经济和生命周期成本,很明显,基于磷酸盐回收鸟粪石可能并不是最好的方法,这是因为:1)从真实污水中生产高含量鸟粪石较为困难,也不经济;2)在肥率方面,鸟粪石并比其它磷酸盐类化合物具有明显优势,它也不是化肥工业所青睐的唯一磷酸盐类矿物质。
学术文献与工程实践均显示,鸟粪石沉淀通常需在碱性条件下进行,这一碱性条件通过可以通过投加碱性物质或吹脱CO2来完成。人们通常理所应当地认为,在pH=9.0~10.7范围内,只要镁、铵与磷酸盐之间存在适当的摩尔比(1:1:1)时,便可以很容易形成鸟粪石沉淀。在矿物组分分析时,X射线衍射(XRD)经常被用来描述所收获的结晶沉淀物,主要是通过与参照物——天然纯鸟粪石进行衍射峰位置和强度进行比较确定。但是,XRD并非是一种定量分析方法,那些无定形沉淀物很容易因此被忽略。这就常常误导了很多人,他们认为XRD可以确定鸟粪石的存在与否与含量。而事实上,XRD只能定性确定是否存在鸟粪石,但并不能定量之。
实际上,广泛报道在高pH值(>9.0)下形成的鸟粪石实际上可能都是一些含量极低或根本没有鸟粪石磷酸盐化合物。这可以通过对沉淀物酸溶后的元素分析来清晰揭示,如图1所示。图1表明,能够形成鸟粪石晶体的最佳pH值范围(鸟粪石含量≥90%)实际上接近中性pH值,而不是文献报道中通常引用的碱性pH值。只有在pH=7.0~7.5时才能获得高含量(>95%)鸟粪石沉淀物。在pH值为8.0~9.0时,鸟粪石含量下降到30~70%左右,超过pH>9.5时,鸟粪石含量急剧下降至<30%。更高pH(>10.5)会导致沉淀物中鸟粪石完全消失(图1)。沉淀物中NH4+含量随着pH值增加而下降,这可能是由于NH4+离子转化为NH3。此外,还可能形成少量K-鸟粪石(MgKPO4);沉淀物中Ca2+出现充分表明,在实际污水中采用高pH值会带入外来离子,从而使杂质进入沉淀物(图1)。
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越来越多的污水处理厂在实践营养物回收,其中磷是最常见的回收物质之一。除了应对日益严格的出水磷浓度之外,污水厂除磷的动机还包括解决管道和工艺设备的鸟粪石结垢的问题(污水处理设备常常会在长期运行中积累了大量鸟粪石形态的矿物质附着物,对管道和设备造成破坏),还能变成可销售的肥料,成为污水
编者按:在最近一期有关“磷回收无需聚焦鸟粪石”观点下,其它形式磷回收产物研究亦有开展。在此方面,污泥厌氧消化过程中蓝铁矿引起国内外研究人员的兴趣。蓝铁矿(Fe3(PO4)2·8H2O),具有同鸟粪石P2O5含量不相上下的磷酸盐化合物,其化学稳定性很强、回收用途极为广泛、经济价值更高。基于此,本期将
概述:鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O,简称MAP)是矿石的一种,属于优质缓释肥,自然界中的储量极少,主要产地为秘鲁和下加利福尼亚沿岸各岛屿,以及非洲大量聚居鸕鶿、鹈鹕和塘鹅的地区。它是一种难溶于水的白色晶体,常温下,在水中的溶度积仅为2.5×10-13。虽然鸟粪石在自然界中储量有限,但是在污水处理
位于美国芝加哥的Stickney污水厂,是世界上最大的二级处理污水处理厂,当年面临升级改造,需要增设除磷工艺的时候,选择了生物除磷,并打造了世界上最大的磷回收工厂,成为全球污水资源回收的新标杆。在污水处理这行做探路先锋吃螃蟹未必是件美事。芝加哥大区污水管理局(MetropolitanWaterReclamationD
(译者注:鸟粪石,一种磷酸盐,化学分子式Mg(NH4)PO46H2O。鸟粪石由鸟粪和动物尸体矿化而得名,是自然界最高质量的磷肥。欧洲可持续发展计划要求污水中的磷必须回收到可耕地里,保证粮食安全和改善水环境。欧洲从污水处理厂回收磷有两个主要方法,一个是向污水中加镁和铝等,生成鸟粪石回田,二是把淤
越来越多的污水处理厂在实践营养物回收,其中磷是最常见的回收物质之一。除了应对日益严格的出水磷浓度之外,污水厂除磷的动机还包括解决管道和工艺设备的鸟粪石结垢的问题(污水处理设备常常会在长期运行中积累了大量鸟粪石形态的矿物质附着物,对管道和设备造成破坏),还能变成可销售的肥料,成为污水
编者按:从污水中回收磷的理论与实践始于上世纪末的欧洲,当时只是学术界和工业界的“自发兴趣”或“业余爱好”。当磷危机进一步逼近之时,普遍没有磷矿的欧洲意识到了问题的严重性,遂纷纷开始制定有关磷回收的政府条例。特别是当污泥焚烧逐渐演变为欧洲终极污泥处置大趋势后,各国均强调更高的磷回收
摘要:地球磷危机时代已经来临,唯有发掘“第二磷矿”才能有效遏制磷的匮乏速度。剩余污泥焚烧灰分是污水的磷汇,是实施磷回收的最佳位点。因灰分中重金属含量较高,实施磷回收需要将其分离并加以利用。否则,回收磷难以与矿物磷形成竞争。比较各种灰分磷回收方法发现,热化学法中的AshDec工艺可利用金
[文章亮点]剩余污泥焚烧灰分磷回收过程中伴随着(重)金属(Al3+和Fe3+等)去除。海水淡化副产品——卤水中富含阴离子Cl-与SO42-。灰分中阳离子(Al3+和Fe3+)与卤水中阴离子(Cl-和SO42-)耦合可以生产混凝剂。将灰分中Al3+与卤水耦合获得液体聚合氯化铝(PAC),具有良好混凝效果。不同废物利用创建
对目前国内外污水和污泥回收磷技术进行了总结。污水处理过程中,可以从污泥脱水清液、消化后浓缩污泥和污泥焚烧飞灰中进行磷回收,回收率最高可以达到90%以上。磷回收的产品主要有磷酸铵镁、磷酸钙、磷酸等,可以进一步加工成化肥或者用作磷化工原料。对上海市污水处理厂的研究表明,典型进水中磷含量
编者按:在最近一期有关“磷回收无需聚焦鸟粪石”观点下,其它形式磷回收产物研究亦有开展。在此方面,污泥厌氧消化过程中蓝铁矿引起国内外研究人员的兴趣。蓝铁矿(Fe3(PO4)2·8H2O),具有同鸟粪石P2O5含量不相上下的磷酸盐化合物,其化学稳定性很强、回收用途极为广泛、经济价值更高。基于此,本期将
磷是动植物生长必不可少的营养元素,也是不可再生的有限资源,而城市化后的现代卫生排水设施使其断了回归土地之路,导致其呈直线流动形式从陆地逐渐流向海洋。磷危机已经出现,没了磷便意味着人类食物从此会断档,这个时间很快,最多也就100年的功夫。前几期推送已向大家介绍了农村地区应坚守“粪尿返
编者按:近年,从视污水为一无是处的废物到把它当作全身是宝的话锋显得突变。尽管污水资源化实操还存在技术、经济问题,但一时间来势汹汹的学界态势确实说明污水处理技术未来发展方向将以资源化、能源化为主要目标。这种理念的转变显然是基于人类对自身发展模式的逐渐认识与否定,遂倡导可持续发展之模
磷是生命活动不可缺少的宏量营养元素。人类食物来源——庄稼种植所需肥料中的磷目前几乎都来自一种被称为磷矿石的天然磷矿。磷矿石因化学磷肥生产几乎被消耗至尽,现有储量最多只够维持人类约100年左右的开采时间。施肥进入农田的磷绝大多数残留于土壤(随降雨冲刷而逐渐进入水体),少量转移至作物乃
磷是生物体内一种必不可少的营养元素。人体内磷大约占体重的1/10,几乎参与到所有的生化反应;同时,磷也会通过促进脂肪与脂肪酸分解而调节人体酸碱平衡。
10月31日,由大理市东城区市政工程有限责任公司代管的大理经济技术开发区天井片区污水处理厂及配套管网工程顺利通过竣工验收。天井下沉式污水处理厂位于大理经济技术开发区宾川路民族广场,总控制用地约48.9亩,总设计规模为4.0万m/d,总投资约84977.82万元。主要承接天井片区的生活污水和南干渠经开区
10月15日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目(二次)中标结果公示。安徽博世科环保科技股份有限公司(联合体成员:安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司)中标,中标价:297977830.66元。文件显示,本工程主要内容包括新建污水处理厂,规模5万立方米/日,DN800污水管道1.6km,D
10月11日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目(二次)中标候选人公示。详情如下:第一中标候选人:安徽博世科环保科技股份有限公司(联合体成员:安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司),投标报价:297977830.66元;第二中标候选人:云南正浩建设工程有限公司(联合体成员:安
近日,开创环保成功中标浙江浦江县第四污水处理厂扩容改造项目,在原有设备和构筑物的基础上进行升级改造扩容。浦江县第四污水处理厂扩容改造项目,在现状4.5万m/d基础上新增1万m/d污水处理系统,形成5.5万m/d的污水处理规模。本项目在原有设备和构筑物上进行不停水改造,利用原有的粗格栅-提升泵房、
9月19日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目(二次)招标公告发布。本工程主要内容包括新建污水处理厂,规模5万立方米/日,DN800污水管道1.6km,DN1000污水管道0.8km,DN500压力污水管2.1km,DN700压力污水管1.6km,DN1200压力污水管3.5km,本次招标为范围内施工图设计、施工及设
近日,江苏省地方标准《人工湿地污水处理技术规程》报批版公示,本标准适用于人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行维护,主要处理对象为农村生活污水、城镇污水处理厂尾水,以及河湖污染水、面源污染、初期雨水等污染水处理。
近日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目招标,合同估算价380777262.00元,主要内容包括新建污水处理厂,规模5万立方米/日,DN800污水管道1.6km,DN1000污水管道0.8km,DN500压力污水管2.1km,DN700压力污水管1.6km,DN1200压力污水管3.5km,本次招标为范围内施工图设计、施工及设
近日,内蒙古阿拉善高新技术开发区敖伦布拉格产业园区污水处理厂(1000吨/日)新建项目公开招标,最高限价:67813311.32元,建设内容及规模:本项目为阿拉善高新技术开发区敖伦布拉格产业园污水处理厂(1000吨/日)新建项目,项目占地5.7158公顷;项目建设内容:污水厂围墙、中水池、设备安装、电力、自控
展会日期:2024年10月09日星期三09:00-17:002024年10月10日星期四09:00-17:002024年10月11日星期五09:00-15:00展出城市:中国·北京展馆名称:北京|国家会议中心展会地址:北京市朝阳区天辰东路7号主办机构:中国膜工业协会、上海荷瑞展览服务(集团)有限公司、InformaMarkets展会公众号:北京广东水展W
为深入贯彻习近平生态文明思想,积极推动生态环境治理保护和经济社会高质量发展,践行习近平总书记在“黄河流域生态保护和高质量发展座谈会”及来陕考察时对生态环境保护的重要讲话内容,在中省市各级领导和相关部门的大力支持下,“中国(西安)国际水处理技术与装备博览会”(以下简称西安水博会)自2019
6月25日,吉林辽源高新技术产业开发区化工园区污水处理厂项目中标结果公布,供应商北京碧水源科技股份有限公司、中交碧水源建设集团有限公司,本项目特许经营期设定为40年,包括建设期1.5年及运营期38.5年。辽源高新技术产业开发区化工园区污水处理厂项目中标公告采购需求本项目为“建设-运营-移交(BO
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