MAP法去除和回收氮磷的應用現狀
為了應用MAP 沉淀法去除和回收氮磷,研究 者開發了一些工藝技術,其中最常見的設計就是組 建一個流化床反應器或者一個球式反應器,但迄今 這些裝置很少在生產上應用。所有這些工藝技術 中,都是通過改變pH 值或反應離子濃度實現MAP 沉淀。
Uludag-Demirer 等研究利用MAP 沉淀去除 牛奶廠廢料兩階段厭氧消化反應器出水中的氨,氨 氮去除效率在95%以上。Elisabeth 等通過中試研 究發現,MAP 沉淀過程中可以去除94%的正磷酸 鹽,進水濃度是61 mg/L,出水為4 mg/L。堿度和 鎂源用的是60%的氫氧化鎂泥漿,反應器在pH 值 為8.5 左右運行,平均進水流速42 L/h,每天大約 產生320 g 干MAP。MAP 產品實現了回用的所有 要求,作為一種緩釋化肥,其所有重金屬含量都低 于標準限值。MAP 產物的組成是12.4%的P、9.1% 的Mg、5.1%的N 和39%的結晶水,和理論的期望 值相對應。Calli 等研究了MAP 沉淀法作為氣浮 方法的替代方法, n(Mg2+)∶n(NH4 +)∶n(PO4 3-)為 1∶1∶1 時,垃圾厭氧處理滲濾液中大約98%的氨 氮被沉淀為MAP,出水氨氮濃度在40 mg/L 以下, 同時大約20%的COD 被去除。Ozturk 等研究發 現,在厭氧處理滲濾液過程中,pH 值在8.5~9.0 氨氮去除率為85%。Battistoni 等用序批式流化床 反應器和生產規模的反應器從厭氧上清液中通過 MAP 結晶去除磷,結果表明最大的磷去除率為 80%。Suzuki 等設計了一個MAP 積累裝置回收 純的MAP,裝置上MAP 積累面用不銹鋼的金屬網 (直徑1 mm)做成,以減小總重。在反應器曝氣 柱的淹沒期間,MAP 積累在裝置表面。MAP 可以 容易地用輕刷從表面刮去,可以回收95%純度的 MAP,裝置結構簡單,適合推廣。
Chimenos等用低品位的MgO作為Mg源,用 MAP沉淀法去除廢水中的氨磷,因為不同品位的 MgO價格不同,用低品位的MgO代替純的MgO減小 了廢水處理費用。24 g/L的低品位MgO,反應時間 為5 h,pH值為8.5~9,可以去除所有的磷,但是氨 氮不能完全去除,去除氨和磷的最優反應時間為20 h。pH值監測被用做控制參數,在最優控制條件下, 在磷酸鹽低于35 mg/L,氨低于230 mg/L時,去除率 可以達到90%~99%。
Lee 等研究了用鹽鹵作為MAP 法鎂源的可 行性,試驗發現反應速率很高,氮和磷的去除率在 10 min 后就不再改變。向純溶液中添加鹽鹵,磷的 去除率等于添加MgCl2 或海水的去除率。鹽鹵應用 到生物處理的豬場廢水,獲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 沉淀法去除制革廢水的的氨氮,MAP 沉淀后 的濃度達到了市政污水的水平,出水水質可以達到 市政管網接受水質的要求。Tonni 等研究表明 氨氮濃度在3 260~5 618 mg/L,用MAP 沉淀可以 去除98%的氨氮。Bo-Bertil 等通過中試進行了 MAP 結晶從人尿中回收營養物的研究,結果表明從 尿中以MAP 形式回收大量營養物是可能的。通過 加入少量的MgO,產生了主要成分為MAP 的產物。 天然沸石,尤其是斜方沸石,還有天然鈣硅石和人 尿接觸后表現了很好的氨氮吸附量,結合MAP 沉 淀,能回收大部分的磷、鉀和65%~80%的氮。MAP 和天然礦物吸附劑混合有很好的土壤營養價值,能 被用著土壤改良劑。氨、斜方沸石和磷灰石的混合 物是眾所周知的緩釋肥。
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