鸟粪石法回收沼液中氮磷技术分析
鸟粪石沉淀法从污水厂同时回收氮磷
工程环保收稿日期:2008-07-25作者简介:陈 瑶(1982-),女,助理工程师。
文章编号:1673-8993(2008)05-0052-03鸟粪石沉淀法从污水厂同时回收氮磷陈 瑶,颜学宏,钮心洁,牛一乐(中冶长天国际工程有限责任公司环保分院,湖南长沙410007) 摘 要:介绍了一种化学沉淀法的专利技术,从污水中同时回收氮和磷,得到的沉淀产物为鸟粪石,可作为缓释肥,具有可观的开发前景。
关键词:污水处理;氮磷回收;鸟粪石;缓释肥中图分类号:X 70311 文献标识码:AStruvite deposit method and recovery of N/P simultaneously in w aster w ater treatment plantChen Yao ,Yan Xuehong ,Niu Xinjie ,Niu YileAbstract :A patent technology of chemical precipitation method was intro 2duced ,nitrogen and phosphorus can be recovered from the waste waster ,and the de 2posit product is struvite which can be used as slow released fertilizer and has consid 2erable development prospect 1K ey w ords :sewerage treatment ;recovery of nitrogen and phosphorus ;stru 2vite ;slow released fertilizer1 前 言氮和磷是一种重要资源,它们既是所有生物细胞的重要组成元素之一,又是生产农肥和饲料等人们生活所需必需品的原料。
鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中磷的研究
鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中磷的研究1. 引言1.1 研究背景酸性含磷废水是一种常见的工业废水，其中含有高浓度的磷元素。
磷是生物体生长和繁殖所必需的营养元素，但过量的磷排放会导致水体富营养化问题，造成水质污染，影响水生生物生存环境，危害人类健康。
高效处理含磷废水具有重要的环境意义和社会价值。
目前，传统的磷污染治理方法主要是通过化学沉淀、生物吸附等方式进行磷的去除和回收。
这些方法存在着操作复杂、设备成本高、废水处理不彻底等问题。
寻找一种简单、经济、高效的磷回收方法迫在眉睫。
1.2 研究目的研究目的是通过利用鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中的磷元素，达到减少环境污染、资源利用和循环利用的目的。
具体包括：一是探究鸟粪石结晶法在高浓度酸性含磷废水中磷元素回收的可行性和效率；二是分析鸟粪石结晶法对酸性含磷废水中磷元素的去除效果和影响因素；三是优化鸟粪石结晶法的操作参数与工艺条件，提高磷元素回收率和产出品质；四是研究鸟粪石结晶法工艺对环境的影响和可持续性，为高浓度酸性含磷废水处理提供科学依据和技术支持。
通过以上研究，旨在为环境保护与资源循环利用提供技术支持和理论指导，推动高浓度酸性含磷废水处理技术的创新与升级，为建设资源节约型社会和生态文明贡献力量。
1.3 研究意义矿床。
鸟粪石结晶法在磷回收领域的研究具有重要的意义，可以有效解决高浓度酸性含磷废水处理过程中磷资源的浪费问题，实现磷的有效利用和回收。
通过深入研究鸟粪石结晶法在磷回收中的应用，可以为环境保护和资源利用提供新的解决方案，推动环境领域的可持续发展。
本研究对于提高废水处理效率、减少资源浪费、改善环境质量具有重要的意义。
通过对鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中磷的研究，可以为相关行业提供技术支持和参考，促进磷资源的循环利用，推动资源节约型社会建设，有助于促进我国磷资源的可持续利用。
2. 正文2.1 鸟粪石结晶法介绍鸟粪石结晶法是一种有效的废水处理技术，通过利用鸟粪石（也称为羟基磷灰石）在溶液中沉淀结晶的特性，将废水中的磷含量有效地回收和去除。
鸟粪石在污水处理脱氮除磷过程中的应用
鸟粪石在污水处理脱氮除磷过程中的应用概述：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，但是在污水处理过程中，人们发觉会生成鸟粪石晶体：当溶液中含有Mg2+，NH4+以及PO43-，且离子浓度积大于溶度积常数时，会自发形成鸟粪石。
随后鸟粪石结晶技术渐渐被应用于污水脱氮除磷技术领域，鸟粪石在污水中的形成机理如下：鸟粪石晶体构型如图1所示：图1 电镜下鸟粪石晶体构型鸟粪石脱氮除磷工艺简介鸟粪石反应器是MAP法的核心装置，依据结晶原理和水力特性设计而成，具有一般反应器的设计规格和运行参数，通过反应器结构的变化和操作条件的优化，实现氨氮和磷的去除。
鸟粪石脱氮除磷反应器主要包括搅拌式反应器和流化床反应器两种。
1 搅拌式反应器搅拌式反应器主要依靠机械搅拌或者空气搅拌（曝气），加速鸟粪石的反应、结晶过程，主要包括机械搅拌式反应器和空气搅拌式反应器。
2 流化床反应器流化床反应器是通过流体是反应器内的固体颗粒成流化态，不仅能够搅拌溶液，还能够供应晶种，促进鸟粪石晶体形成，实现氨氮和磷的去除。
图2 典型流化床反应器示意图如图2所示，流化床从下到上直径依次扩大，分为收集区、有效区、反应区和晶种漏斗，氯化镁和氢氧化钠从底部与原水、回流液混合，出水进入澄清池沉淀。
Fattah 等人在加拿大Richmond 的不列颠哥伦比亚鲁鲁岛污水处理厂运行该反应器处理污泥消化滤液为期5个月，氨氮和磷的去除率分别为4%和90%，影响氨氮去除率的主要因素是N/P，结果表明超过85%的磷通过鸟粪石晶体形式得到回收。
3 鸟粪石工艺的主要影响因素虽然，鸟粪石对于污水中的氮磷具有高效除去效果，而收集的鸟粪石亦可作为肥料回用。
鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中磷的研究
鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中磷的研究
鸟粪石结晶法是一种较为常见的回收高浓度酸性含磷废水中磷的方法。
这种方法利用鸟粪石作为吸附剂，通过化学反应将废水中的磷沉淀下来，实现磷的回收利用。
废水中的磷主要以磷酸根离子（PO43-）的形式存在。
而鸟粪石中富含钙、镁等金属离子，这些金属离子可以与磷酸根离子发生化学反应，形成难溶性的磷酸钙或磷酸镁沉淀。
具体操作上，首先将鸟粪石研磨成粉末状，以增加其表面积。
然后将废水与鸟粪石混合搅拌，使废水中的磷酸根离子与鸟粪石中的金属离子反应生成沉淀。
搅拌可以增加废水与鸟粪石的接触面积，提高反应效率。
接下来，通过过滤或离心的方法将废水中的固体沉淀分离出来。
分离后的固体沉淀可以进行简单的干燥处理，然后作为磷肥或其他农业用途进行利用。
而废水中的清液可以进一步处理，以达到环境排放标准。
鸟粪石结晶法的优点是操作简单，成本较低，能够有效地回收高浓度酸性含磷废水中的磷。
鸟粪石本身是一种天然资源，不会对环境造成额外的污染。
这种方法也存在一些局限性。
鸟粪石的特性可能因其来源和制备方法的不同而有所差异，因此在具体应用过程中需要对不同种类的鸟粪石进行适应性调整。
鸟粪石在反应过程中可能存在与废水中其他成分的竞争吸附，这可能影响磷的回收效果。
废水中的其他污染物也需要考虑在内，以综合处理。
鸟粪石法回收利用废水中氮磷的工艺研究进展
科 技 创 新
鸟粪石法回收利用废水中氮磷的工艺研究进展
张 伟 伟 ຫໍສະໝຸດ （ 宁省 城 市建 筑 设 计 院沈 阳分 院 ， 宁 沈 阳 １０ ２ ） 辽 辽 １０ １
摘 要 ： 绍 了国 内外 鸟 粪石 法 回 收利 用废 水 中氮磷 的工 艺 的研 究现 状 、 艺控 制 因素 及 经 济 实用 性 ， 明 了该 工 艺 可 以在 高 效 介 工 表 去 除 污水 中氮磷 的 同时 生成 鸟 粪石 （ 酸氨 镁 、 Ｐ ， 种优 质 肥 料 ， 磷 ＭＡ ）一 同时 对该 工 艺 的研 究 方 向和 发展 前 景 提 出展 望 。 关键 词 ： 乌粪 石 （ 酸氨 镁 ， Ｐ ； 收 氮磷 ； 响 因素 磷 ＭＡ ）回 影 ３ＭＡ Ｐ的 回收利用 目 前含氮磷废水的处理方法均有不同程度的缺｜ ，尤其是在处理 含高浓 度 的氨氮 和磷废水 时 ， 的生化 方法处理 效果 不够理 想 ， 常 一般 而 ３ Ｐ的用途 ． ＭＡ １ 规 的化 学沉 淀法 （ 、 、 等 ） 生大量 不能 回收利 用且难 以处 理 铝 铁 钙盐 会产 ＭＡ 是 一种用途广 泛的化 工） ４ 提纯 后可用作 化学试 剂 ， Ｐ ＃ － ， ２ 同时还 的污泥 。２ 世纪 ６ 年代 以来 ，人 们开始研 究利用 鸟粪石 （ ０ ０ 磷酸 氨镁 ， 可用在 医药 、 建材行 业 以及饲 料添加剂 。此外 ， Ｐ因含有 Ｎ、 ＭＡ Ｐ两种元 Ｍ Ｐ法 回收利用 废水 的氮 磷并取得 了一些成 果 。 Ａ ） 素 ， 加工 成性 能优 良的缓 释肥 。这种 肥料溶 解和释 放速 度低 、 可被 作物 １ＭＡ 法 回收利 用氮磷 的基本原 理及反应 物的选择 Ｐ 利用 率高 、 境污染 程 度小 ， 普 通肥 料相 比重 金属 含 量较 低 ， 对环 且与 无 １ ． １基本原理 毒 害作 用 。 鸟粪石 （ Ｎ ４Ｏ＂Ｈ Ｏ 即 ＭＡ ） 具有 独特 的正交 结构ｍ０Ｃ Ｍｇ ＨＰ ４ ， ６ Ｐ晶体 ， ￣ ３ Ａ ． Ｍ Ｐ回收氮磷 的经济分 析 ２ 时 的溶 解度仅 为 ０ ２ ｇＬ ． ３／。 ０ １０ ０ｍ 污水 中可 以结 晶 出 ｌｇ ｋ 的鸟粪石 。 如果各 国都进行 污水鸟粪 常温 下 ， 水 中的溶 度积 为 ２ ￣ ０３ Ｐ０ 含 量 约为 ５％， 在 ． １－， ２ ５ １其 ８ 自然 石 回收 ， 每年可 得 ６ ｋ磷 （ Ｐ ０ 计 ） 则 ３ ｔ 以 ２ ５ ， 节约 开采 １ 的磷矿 Ｌ 从而 ｌ ｑ 。 界 中储量极 少 。当溶液 中含有 Ｍ 、 Ｈ ％ Ｐ ， 离子浓 度积 大于 还有 研究 表明 ， 泥 回收 磷后 ， 显著减 少污泥 干 固体 质量 和焚 烧后 灰 Ｎ 及 ０ 且 污 可 溶度 积常数 时 ， 自发沉 淀生成 鸟粪 石 ， 式 ， 式如下 ： 会 反应 反应 分 的产 量凹 目前 国外 鸟粪石 回收有 很好 的市场 前景 ， 。 每吨鸟粪 石 的生 Ｍｇ ＮＨｇ Ｐ ＋ Ｈ２ Ｍｇ Ｈ４Ｏ４６ ０ ＋ Ｏ ６ Ｎ Ｐ ＂Ｈ２ 产成 本与市场 价之间 的差 价约 为 ５～９ 美元 。 ８ １０ 反应过 程 的关 键控 制参数 是 Ｐ Ｈ值 、 液过饱 和度 和反 应物 浓度 。 溶 我 国对磷 回收 的研 究 尚处 于起 步阶段 。 目前 经济 因素还不 可能 成 ＭＡ 沉 淀分为 晶核形成 和晶体生长 两个 阶段。当离子复合 形成 晶体胚 为 氮磷 回收 的主要 动力 ， 污 泥产 量 、 矿石 的不 可 再生 性 、 污 Ｐ 减少 磷 改进 的时 候 ， 晶核开 始形成 ， 继续生长 直到达 到平 衡状态口 晶体 。 泥管 理等 因素才是促使 我 国进行 氮磷 回收的主要 因素 。 １ － ２反应物 的选择 ４存 在问题及 发展趋势 在实验 室研究 中 ，一般是 向氨氮 废水 或模拟 废水 中加 镁盐 和添加 虽然 ＭＡ 法 已经在 国内外进 行 了几 十年 的研究 ， 是在 实际应 用 Ｐ 但 磷酸根。 主要有以下几种组合： ｇ ＩＮ ２ Ｐ ＠Ｍ Ｃｚ ａ Ｏ ； Ｏ ＨＰ ４ ５ ； 中 ， 然存在很 多急需解 决的 问题。一般 废水 中氨 和磷酸 盐的 比例 不平 ４ Ｈ － ＠Ｍｇ ＋ ３０（ ％） ８ 仍 ＠Ｍｇ １ Ｎ ｚＰ ４ ） Ｓ ４ ａ ０； Ｃ２ ａ Ｏ ； ＭｇＯ＋ ３ ４ ＋ Ｈ Ｎ Ｐ ＠ＭｇＯ＋ ａ Ｐ ４ Ｓ ４ Ｈ Ｏ。 Ｎ 衡 ， 成不能 同时获得高 的氮磷去 除率 。 目前投加 的沉淀药 剂成本 太 造 且 赵庆 良等 日对不 同沉淀 剂进行 了对 比 ，结果 表明 Ｍ Ｃ２ ＨＯ和 高 ， ｇ １６ ｚ ＂ 需要寻求一些替代药剂， 比如用盐卤、 海水 、 镁矿工业副产品代替镁 Ｎ ｚＰ １Ｈ０组合沉 淀剂优 于 Ｍｇ ａ Ｏ ・２ ２ Ｈ Ｏ和 ＨＰ ３Ｏ 组合 。 ｅ 等嵊 胜盐 卤 盐 等 。尽 管 ＭＡ 做 为肥料 理论上 是可行 的 ， 仍缺少 实 际的和 大范 Ｌｅ Ｐ 但是 水 作为 Ｍｇ 源处理养 猪场厌 氧化塘 废水 ， 磷效果 与采 用 Ｍｇ １海水 差 围的实 验来证 明其可 靠性 。针 对 ＭＡ 工 艺发展 所 面临的 问题 ， 除 Ｃ２ 、 Ｐ 今后 的 不多 ， 别为 ７％、５ ８％； 氮效 果与 之相 比则 略差 ， 为 ３％、 研 究重点 将是 降低生 产运行成 本 、 高鸟粪 石产量 和纯度 、 化 回收鸟 分 ６ ７％、１ 除 分别 ９ 提 简 ５３ 、 ４ 。 ％ ５ ％ 粪 石程序 及其作为肥 料在农业 生产 中的实用性 等 。 参考文献 ２Ｍ Ｐ法 同收利 用氮磷 的主要影 响因素 Ａ
鸟粪石法回收剩余污泥释磷液及污泥焚烧灰酸浸液中磷的研究
鸟粪石法回收剩余污泥释磷液及污泥焚烧灰酸浸液中磷的研究随着全球经济的发展,我国的城镇化率快速提高,市政污水的产量也与日俱增。
污水在处理厂经过生物除磷工艺处理后产生了大量的含磷剩余污泥,如果不加以处理处置将会对生态环境造成极大破坏。
将污泥中的磷以鸟粪石（六水合磷酸铵镁）缓释肥的形式回收是解决磷污染与磷匮乏问题的有效方法。
本论文以回收污泥中的磷为目的,优化了模拟废水合成鸟粪石的的参数。
考察了酸碱、低温加热和超声等几种预处理方法对污泥释磷的影响及固相中磷形态的变化,对酸碱释磷液进行了鸟粪石合成的条件优化,并以不同焚烧温度下得到的污泥焚烧灰为对象,通过酸浸及鸟粪石合成两步法回收磷。
主要研究结果如下:1、模拟废水合成鸟粪石条件优化以纯试剂配制的模拟含磷废水为对象,考察了不同N/P摩尔比、不同Mg/P摩尔比、不同pH对磷回收率和沉淀物性质的影响,结果表明:随着N/P摩尔比、Mg/P摩尔比的增大沉淀开始产生的时间缩短,磷的去除率升高,沉淀产量增大。
pH的增大有利于鸟粪石的产生,但增大到10.0以后鸟粪石的纯度降低,产生Mg<sub>3</sub>（PO<sub>4</sub>）<sub>2</sub>。
合成鸟粪石的最优条件为N:Mg:P=5:1.6:1,pH=9.5,沉淀中鸟粪石的纯度为97.56%。
2、污泥预处理释磷条件优化酸碱、低温加热和超声预处理污泥释磷的实验结果表明:酸性条件和碱性条件均对污泥释磷有促进作用,在pH=2时上清液中磷浓度最高;低温加热预处理污泥释磷在70 <sup>o</sup>C,处理2 h时达到最优,超声预处理污泥释磷在声能密度为2.13 W/mL,处理0.5 h时效果最优,三种释磷方式主要释放出无机磷。
综合考虑污泥预处理后磷释放量以及处理时间,选用的预处理方法为酸调理法,即pH=2,预处理时间为0.5 h。
鸟粪石结晶法回收废水中氮磷的研究进展
摘 要 ：采用鸟粪石结晶法处理含氮磷 污水 ，可 实现 氮磷 的去除及 回收 利用。本文介 绍 了鸟粪 石法处理含 氮磷 污水的基 本原 理、现阶段研 究热点 ，总结 了目前研 究的不足之 处，展 望了该 法处理含氮磷 污水 的研 究方向及发展 前景。
Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ，Ｇ Ａ Ｏ Ｎ ａ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｏ Ｓ ｈ ｏ ｕ － ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｙ Ｅ Ｘ ｕ ｅ — ｚ ｈ ｕ ，Ｙ ｕ Ｇ ｕ ｏ — ｇ ｕ ａ ｎ ｇ
（ ［ ｍｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＱ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｆ ｏ ｒ Ａ ｇ ｒ ｏ － ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ， Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ２ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ｍ ｇ ＋ Ｎ Ｈ ：＋ Ｐ Ｏ ＋ ６ ２ ｔ ２ Ｏ － － ￣ Ｍ ｇ Ｎ Ｈ ４ Ｐ Ｏ ４ ・ ６ Ｈ ２ Ｏ 鸟粪石结 晶难溶于水 ，Ｋ ｓ ｐ在 ５ ． ４ ９×１ ０ 至
３ ． ９ × １ ０ 。 之间［ ３ 】 ，当离子浓度积大于 Ｋ ｓ ｐ时 ，溶 液中就会 自发形成沉淀。鸟粪石的形成和发展可分 为晶体成核 阶段 和晶体 生长 阶段 ：在 晶体 成核 阶 段 ，组成晶体的各种离子首先形成晶胚 ，晶体的成 核速率与溶液的过饱和度有关 ，并且受到晶体和溶
资料估计 ，地球上的磷矿资源储量只能维持 ９ Ｏ 年，
并且我 国已将磷矿资源列为 ２ ０ １ ０年后不能满足 国 民经济发展要求 的 ２ Ｏ种矿种之一…。 由此 ，对 于 氮磷废水的处理 ， 不仅要追求高效脱氮除磷的环境 治理 目标 ，还要追求节能消耗、充分回收有价值 的
鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中磷的研究
鸟粪石结晶法回收高浓度酸性含磷废水中磷的研究
鸟粪石结晶法是一种利用鸟粪石作为结晶核心，将酸性含磷废水中的磷从溶液中结晶出来的一种方法。
这种方法可以有效地回收废水中的磷元素，同时降低了磷对环境的污染。
本研究的目的是探讨鸟粪石结晶法在回收高浓度酸性含磷废水中磷的可行性以及优化该方法的操作条件。
我们收集了不同来源的废水样品，并对其进行了分析，确定了其酸性含磷废水中磷的浓度。
然后，我们选取了一定比例的鸟粪石作为结晶核心，并将其与废水样品进行混合。
在不同的操作条件下，进行了结晶试验。
通过调整pH值、温度、反应时间等参数，得到了最佳的结晶效果。
接下来，我们对结晶后的样品进行了分析，确定了鸟粪石结晶法的回收效率。
通过对废水中磷的回收率进行计算，评估了该方法的经济效益。
实验结果表明，鸟粪石结晶法在回收高浓度酸性含磷废水中磷方面具有较高的效果。
在最佳操作条件下，该方法的磷回收率可以达到80%以上。
本研究通过实验，验证了鸟粪石结晶法在回收高浓度酸性含磷废水中磷的可行性。
该方法通过将鸟粪石添加到废水中进行结晶，有效地回收了磷元素，减少了对环境的污染。
在今后的工程应用中，可以进一步优化该方法的操作条件，提高磷回收效率，并将其推广应用于工业生产中，实现磷资源的有效利用。
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鸟粪石法回收沼液中氮磷技术分析目前的废水处理技术工艺使氮磷等营养元素经水处理后，大多直接通过管网被排入环境水体中，而不是回归农田。
同时，对于以厌氧发酵技术为核心业务的能源环保公司而言，厌氧发酵产沼项目沼液产量大、处理难、消纳途径受限，是导致大部分厌氧项目商业化运营难、盈利难的重要因素，能否有效地消纳处理沼液有时甚至是有机废弃物处理项目决定采用何种工艺的决定性因素。
因此，高效、稳定、节能地降低沼液中的氮素是目前厌氧领域研究的热点，也是工程化应用的难点。
单纯将厌氧沼液处理达标进行排放对于大中型湿式厌氧项目来说阻碍和难度越来越大，寻找出一条适宜的沼液资源化路径显得十分重要。
而用鸟粪石结晶技术进行高氮磷废水的处理已成为国内外在废水脱氮除磷及资源回收领域的研究热点之一。
1 鸟粪石法氮磷回收技术鸟粪石结晶法回收氮磷的原理是废水中铵离子、磷酸根离子及镁离子三种离子溶度积超过鸟粪石溶度积，相互结合进行化学反应，并生成结晶体。
磷酸铵镁的溶度积为1×10-13～7.08×10-14，在水中的溶解度极小。
在实际的鸟粪石沉淀法回收氮磷废水项目中，需要根据比例，通过人为外加镁盐和正磷酸盐来控制废水中三种结构晶离子的摩尔比，使其达到能够过饱和状态，后续采用固液分离等处理工艺即可实现脱氮除磷的目的。
鸟粪石结晶沉淀时会产生下述三个主要反应：厌氧工程产生的沼液水质较为复杂，用鸟粪石结晶法回收沼液中的氮磷也受到诸多因素的影响，不同来料的厌氧沼液中的三种构晶离子比例不平衡，镁源和磷源的种类及摩尔配比对鸟粪石沉淀反应也有显著的影响。
此外，沼液的酸碱度不同时，会对上述三种离子的存在状态及活度产生一定的影响；而温度、反应时间、搅拌等也会对鸟粪石结晶过程有一定的影响[1]，进而影响最终氮磷脱除效果。
2 国内外鸟粪石氮磷回收技术概述从废水中以鸟粪石的形式回收磷的商业化技术已经显示出较好的磷去除率和磷回收效率，其处理的对象多为市政污水和污泥。
这些磷回收技术可以实现较高的磷去除效率，并产生鸟粪石产品。
2.1 美国OSTARA技术Ostara工艺主要用于回收市政污泥离心脱水液相和厌氧沼液中的磷。
该工艺包括一个维持在厌氧条件下的混合池，市政污泥中的聚磷菌释放储存的磷酸盐，在随后的污泥浓缩过程将释放的磷酸盐转移到液相中。
Ostara解决方案的核心是Pearl反应器，通过在控制pH值(投加NaOH)的环境中添加镁盐，同时在上流式流化床内，进行再循环以保持较低的过饱和度，从而去除系统中的磷，并使得磷结晶成高纯度的磷酸铵镁肥料颗粒，这些固形颗粒然后被收集、干燥、装袋、销售。
Ostara技术在世界范围内已有20余个商业化应用项目，主要集中在欧美国家。
其立式Pearl核心反应器的设计是逐步增大反应器直径，由至少三个垂直反应区组成，其中上部反应区的垂直流速低于底部沉淀捕集区流速，随着晶体生长和团聚使得颗粒变大，可以下沉到底部捕集区，收获的鸟粪石直径在1.5～4.5 mm之间，并在55～56 ℃下干燥。
尽管有报道称，Ostara工艺可以通过更畅销的产品实现更高的磷回收效率，但是该技术也存在一些缺点。
循环流对于流化床来说是必不可少的，该工艺回流比可以达到20(如：Durham的一家污水处理厂Durham AWWTP)。
但高回流比会导致更高的运行成本。
2.2 苏伊士Phosphogreen技术绿磷技术(Phosphogreen)是苏伊士(SUEZ，2018)开发的一种鸟粪石回收技术，工艺主要针对的是强化生物除磷(EBPR)污泥厌氧消化后侧流出的富磷浓缩液。
绿磷反应器是一种流化床式反应器，反应器中的pH值通过气提的方式脱除CO2增加至7.5～8.0。
当需要进一步提高pH值时，可以添加NaOH进行调节。
同时添加MgCl2以生产磷酸铵镁结晶，并从反应器底部收集鸟粪石颗粒。
苏伊士的绿磷技术通常与一种混合调配系统联合使用，在污泥厌氧消化之前，一级污泥可被引入厌氧释磷池，然后将厌氧后富磷浓缩液泵送至绿磷反应器进行鸟粪石沉淀。
该技术目前已进行了商业化应用，项目大部分位于丹麦、法国等欧洲国家，主要用于市政活性污泥中磷的回收，生成的鸟粪石颗粒粒径在1～3 mm之间。
针对不同规模的水质，在不同的进水调配方式下，该技术磷的回收率在15%～45%之间。
2.3 德国、荷兰AirPrexTM技术AirPrex技术由柏林水处理运营公司(Berliner Wasserbetriebe)开发，主要用于解决德国污水处理厂的鸟粪石结垢问题，并首先在德国的Wassmannsdorf污水处理厂得到工程化应用。
含有磷酸盐的沼液重力自流或泵送至AirPrex反应器后[2]，通过CO2吹脱使系统的pH值升高至7.8～8.2之间，污泥中的磷酸根离子、铵离子与投加的镁盐发生化学反应，生成鸟粪石结晶后析出。
随着反应的进行，结晶颗粒的体积逐渐变大，并不断在反应器下端沉积下沉，后续通过洗涤分离装置将品相较好的鸟粪石颗粒分离出来。
该工艺目前仅应用于具有强化生物除磷功能的废水处理厂，并在德国和荷兰多个项目上得到了工程化应用，我国天津市津沽污水处理厂采用了该项技术。
与Ostarar相比，AirPrexTM工艺系统的成本降低了约6%，这使得该项技术经济更好，但该技术生产的粗成品需要进一步加工。
2.4 荷兰PhospaqTM技术PhospaqTM是荷兰帕克公司开发的一种技术，鸟粪石结晶过程位于曝气连续搅拌槽式反应器中(类似CSTR反应器)。
通过曝气和添加氧化镁，反应系统的pH值增加至8.0～8.5，利于鸟粪石的沉淀。
此外，通过曝气，不仅能去除废水中的二氧化碳，提高反应系统pH值，还能降低废水的COD。
该技术在反应器顶部设有专门的分离系统用于将鸟粪石沉淀截流在反应系统中，并使用水力旋流器从反应器底部收集鸟粪石，然后使用螺旋压力机将其进一步收集到容器中。
有报道称，该技术的PO4-P 磷回收效率高达80%(Remy，2013)。
目前，该技术在荷兰洛姆(用于处理马铃薯工厂废水)、奥尔伯根(用于处理脱水后的污水污泥废水，以及马铃薯工厂废水的组合)和英国塞文·特伦特的斯托克·巴多尔夫(用于处理污泥脱水液)得到了商业化应用[2]。
其中在奥尔伯根污水处理厂磷回收效率可达81%，在洛姆污水处理厂磷的回收率达到75%。
据报道，奥尔伯根生产的鸟粪石颗粒的平均粒径约0.7 mm，鸟粪石颗粒中的重金属浓度比欧盟肥料标准低20倍。
尽管如此，这项技术仍存在一个缺点，即产生的大量精细晶体易随废水流失。
2.5 其他鸟粪石结晶法氮磷回收技术除上述介绍的几种技术工艺外，还有几种相类似的鸟粪石法氮磷回收技术，包括NuReSys(营养循环系统)技术、Anphos技术以及Phosnix技术等。
NuReSys技术通常有两个反应器，一个反应器通过空气吹脱CO2来提升系统的pH值，并用NaOH将pH值控制在8.0～8.5之间。
第二个反应器则用于投加MgCl2以产生鸟粪石沉淀。
该技术可应用于回收厌氧消化后的市政污泥或食品工业UASB废水中的磷。
Anphos技术则通常用于处理厌氧消化后的产物。
与NuReSys技术类似，Anphos技术有在两个连续反应器。
在第一个反应器进行曝气，以脱除废水中的CO2，提升pH值至9.0左右，第二个反应器用于混合用添加Mg(OH)2以生成沉淀。
日本开发的Phosnix技术能够从废水处理工艺侧流出水中回收磷。
废水被注入流化床反应器的底部。
反应生成的鸟粪石沉淀颗粒需要约10天的停留时间才能生长至0.5～1.0 mm。
但通过该技术回收的鸟粪石需要进一步加工，以便用作商业肥料。
2.6 小结综合分析已有技术，鸟粪石法回收废水中的氮磷可通过添加NaOH或空气吹脱去除CO2来控制pH值，并添加MgCl2、MgO或Mg(OH)2镁盐，以保持反应条件利于磷酸铵镁结晶的生成。
然而，要实现高效、经济且可持续的回收废水中的氮磷，仍然面临一些挑战。
例如，尽管Ostara技术能实现较高的磷去除率和回收效率，并生产出更大的适销鸟粪石颗粒，但该技术的缺点是系统的回流比高、上升流速大、停留时间较长，从而需要更高的投资运营成本。
而Phosnix技术能够生成大粒径的沉淀颗粒，但这些颗粒需要进一步加工才能用作肥料。
AirPrex的除磷效率高达98%，但生成的鸟粪石结晶品位低和能耗高是该技术的缺点。
Phospaq可以生成平均粒径为0.7 mm的高纯度颗粒，但该技术也会产生大量细颗粒。
同样，NuReSys可生成更大的颗粒，同时具有高达96%的磷去除效率；然而该技术存在占地面积大、能耗高等缺点。
Anphos技术的主要缺点是生成的鸟粪石颗粒产品品味低、生产能耗高。
基于现有技术的上述缺陷，未来的研发应集中在各种工艺参数的优化上，如过饱和度、药剂投加量、流速等水动力参数、能量输入等，以实现更经济高效的废水氮磷回收技术。
3 鸟粪石法回收沼液中氮磷技术、经济分析3.1 沼液物理化学性质沼液中含有丰富的氮、磷、钾等营养物质。
除此之外，沼液中还含有多种矿物质、有机质以及生物活性物质。
沼液中还含有钙、铜、铁、锌、锰等微量营养元素，还含有丰富的氨基酸、单糖、B族维生素、生长素、赤霉素、各种水解酶、某些植物激素，它们对促进植物生长和抑制病虫害具有明显效果。
本次研究对典型项目的厌氧沼液进行了化验分析，主要包括徐州国新鸡粪厌氧沼液、常州餐厨厌氧沼液以及西安餐厨厌氧沼液。
杭州能源环境徐州国新鸡粪项目，沼液各项参数大致为：CODcr 14 000 mg/L，氨氮4 400 mg/L，总氮5 000 mg/L，总磷750 mg/L，镁离子75 mg/L，钙离子660 mg/L；常州餐厨厌氧沼液各项参数大致数值如下：CODcr 14 000 mg/L，氨氮2 000 mg/L，总氮2 500 mg/L，总磷250 mg/L，电导率22 000 us/cm，pH值约为8；西安餐厨厌氧沼液各项参数大致数值如下：TOC 为16 700 mg/L，BOD5约10 000 mg/L，氨氮2 000 mg/L，硫酸根3 190 mg/L，氯6 000 mg/L，镁144 mg/L，钙327 mg/L，钠426 mg/L。
3.2 技术可行性分析在工程化应用方面，目前仅有人类尿液和市政污泥被商业化地用鸟粪石结晶法进行氮磷回收，其余废水采用鸟粪石法回收废水中氮磷基本都在实验室中进行[3]。
同时，用鸟粪石结晶法回收沼液中的氮磷在技术方面，仍然面临着许多挑战，比如：沼液的预处理问题(去除沼液中的SS、杂盐)、剩余高浓度氨氮的去除、更好的反应条件与运行调控(温度、pH值、药剂投加优化)、鸟粪石结晶的分离提纯(结晶沉淀、鸟粪石的提纯)以及设备的运行维护(泵与管道结垢、酸洗系统、检测、自控)等。