鸟粪石沉淀法污泥中磷回收研究进展
鸟粪石沉淀法污泥中磷回收研究进展
V ol.29No.1安徽工业大学学报(自然科学版）第29卷第1期January2012J.of Anhui University of Technology（Natural Science)2012年1月文章编号：1671-7872(2012)01-0033-05鸟粪石沉淀法污泥中磷回收研究进展王诗生，李德鹏，盛广宏，杨鸿举（安徽工业大学建筑工程学院，安徽马鞍山243002）摘要：磷是一种不可再生而又面临枯竭的重要资源。
概述鸟粪石沉淀回收污泥中磷的基本原理，污泥中磷的释放方法，综述液相中磷以鸟粪石沉淀法回收的影响因素。
指出目前工艺中存在的问题以及新的研究方向。
关键词：鸟粪石；化学沉淀；磷回收；污泥中图分类号：X703.1文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1671-7872.2012.01.008Research Progress of Phosphorus Recovery from Sludgewith Struvite Precipitation MethodWANG Shi-sheng,LI De-peng,SHENG Guang-hong,YANG Hong-ju (School of Civil Engineering and Architecture,Anhui University of Technology,Ma'anshan243002,China)Abstract:Phosphorus is a nonrenewable and limited resource.The mechanism of phosphorus recovery through struvite precipitation method and approaches to releasing phosphorus from P-rich sludge are reviewed.The influencing factors of phosphorus recovery as struvite form supernatant are summerized.The problems in the process and new research trend of phosphorus recovery from struvite are indicated.Key words:struvite;chemical precipitation;phosphorus recovery;sludge磷是重要的难以再生的非金属矿资源，是生命活动最重要的元素之一。
鸟粪石法回收沼液中氮磷技术分析
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。
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。
鸟粪石除磷工艺研究进展
97%
澳大利亚布里斯班 Oxley Creek 污水处理厂[4 ]
94%
1.1 工艺概述 通常鸟粪石除氮磷工艺分为沉淀法和结晶法。
沉淀法多通过曝气、搅拌产生沉淀；结晶法主要采
用流化床工艺。Hirasawa 等[12]认为鸟粪石晶体形成 过程中，过饱和度在 0.001 5 mol/L 以下时，晶体增 长速度与过饱和度成线性增长关系；过饱和度大于 0.001 5 mol/L 时，晶体表面变得粗糙，并出现细颗 粒，会增加后面的过滤工艺的负荷，因此实际运行 过程中要控制过饱和度。Münch 等[4]采用 1mm 左右 的压碎过筛的鸟粪石颗粒作为晶种启动处理设备， 结晶效果良好。Battistoni 等[13]处理低磷浓度污水厂 厌氧上清液[30～50 mg(PO4-P)/L]，不需投加晶核， 鸟粪石晶体在流化床内成核效果良好。流化床底部 排放颗粒直径不超过 0.5 mm，除磷率 75%。当聚电 解质从污泥脱水工艺流到流化床时，流化床底部逐 渐变为固定床，除磷效果有所降低，但仍含有 45%～ 55%，固定床底部排放颗粒直径可达 1.4 mm。 1.2 鸟粪石工艺适用的场合
污水中磷的同时生成鸟粪石（磷酸氨镁，MAP）——一种优质肥料，同时对今后该工艺的发展前景与研究的方向
提出展望。
关键词：鸟粪石（磷酸氨镁，MAP）；除磷；回收磷
中图分类号：X 703.1
文献标识码：A
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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V ol.29No.1安徽工业大学学报(自然科学版）第29卷第1期January2012J.of Anhui University of Technology（Natural Science)2012年1月文章编号：1671-7872(2012)01-0033-05鸟粪石沉淀法污泥中磷回收研究进展王诗生，李德鹏，盛广宏，杨鸿举（安徽工业大学建筑工程学院，安徽马鞍山243002）摘要：磷是一种不可再生而又面临枯竭的重要资源。
概述鸟粪石沉淀回收污泥中磷的基本原理，污泥中磷的释放方法，综述液相中磷以鸟粪石沉淀法回收的影响因素。
指出目前工艺中存在的问题以及新的研究方向。
关键词：鸟粪石；化学沉淀；磷回收；污泥中图分类号：X703.1文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1671-7872.2012.01.008Research Progress of Phosphorus Recovery from Sludgewith Struvite Precipitation MethodWANG Shi-sheng,LI De-peng,SHENG Guang-hong,YANG Hong-ju (School of Civil Engineering and Architecture,Anhui University of Technology,Ma'anshan243002,China)Abstract:Phosphorus is a nonrenewable and limited resource.The mechanism of phosphorus recovery through struvite precipitation method and approaches to releasing phosphorus from P-rich sludge are reviewed.The influencing factors of phosphorus recovery as struvite form supernatant are summerized.The problems in the process and new research trend of phosphorus recovery from struvite are indicated.Key words:struvite;chemical precipitation;phosphorus recovery;sludge磷是重要的难以再生的非金属矿资源，是生命活动最重要的元素之一。
据估计目前全球范围内具有可开采价值的磷矿资源只能维持100年左右[1]。
近年来我国政府己意识到磷资源的短缺，于2005年禁止磷矿石的出口，且国土资源部已将磷矿资源列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20种矿石之一。
另一方面，氮磷等营养元素随污水排放所引起的水体富营养化现象正日益加重。
当地面水体中总磷含量达到0.015mg/L时便足以引起水体富营养化现象[2]。
所以，通过污水处理除磷已经成为当前控制水体富营养化的重要工程技术手段。
生物除磷工艺在去除污水中磷的同时会产生大量富磷剩余污泥，其中含磷质量分数约为4%[3]，甚至高达9%以上[4]。
据估计，2010年底我国城市污泥产量达到3×107t以上（含水率80%）。
如能将其中的磷回收利用，则会有力缓解目前天然磷矿藏的过度消耗和未来可能出现的磷资源匮乏的情况。
鸟粪石沉淀法不仅可以同时去除和回收氮、磷，实现污泥的减量化和无害化[5]，而且回收得到的鸟粪石是一种很好的缓释肥料，可以在农业生产上再次利用。
文中主要论述用鸟粪石沉淀法回收污泥中磷的基本原理和污泥中磷的释放方法，综述液相中磷以鸟粪石沉淀法回收的影响因素。
同时结合目前国内外的研究现状，指出研究中存在的缺陷以及新的研究方向。
1鸟粪石的形成机理目前，磷回收的产品形式为磷酸铁(FePO4)、磷酸铝(AlPO4)、鸟粪石（MgNH4PO4·6H2O，简称MAP）和羟基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2，简称HAP）等磷酸盐沉淀物。
在各种磷酸盐回收产物中鸟粪石备受青睐，原因在于收稿日期：2011-03-22基金项目：安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2010A049)作者简介：王诗生(1975-)，男，安徽巢湖人，副教授，博士，研究方向：固废资源化。
安徽工业大学学报(自然科学版）2012年鸟粪石中P 含量折算成P 2O 5标准量后可达51.8%，而目前世界上最高品味的磷矿石质量分数为46%（以P 2O 5计，w (P 2O 5) 30%即被认定为富磷矿）。
由此可见，以鸟粪石沉淀形式回收磷无异于发现了富磷矿。
更重要的是，鸟粪石可直接或间接被用作农业、林业优质肥料。
鸟粪石属无色斜方晶系，为白色结晶细颗粒或者粉末，在常温下难溶于水。
当溶液中含有Mg 2+，HN 4+,H n PO n -34且离子浓度积大于鸟粪石的溶度积常数时便会出现自发沉淀，反应方程式如式(1)~(3)。
Mg 2++PO 3-4+NH +4+6H 2O ®MgNH 4PO 4·6H 2O(1)Mg 2++HPO 2-4+NH4++6H 2O ®MgNH 4PO 4·6H 2O +H +(2)Mg 2++H 2PO -4+NH +4+6H 2O ®MgNH 4PO4·6H 2O +2H +(3)2污泥中磷的释放鸟粪石沉淀法回收污泥中磷技术分为两部分，首先是将磷从污泥中释放到液相，然后向含磷上清液中投加Mg 2+，使之形成鸟粪石沉淀，从而实现磷回收。
为了将污泥中的磷迅速释放出来，以满足磷回收的需要，近年来各国学者引入了多种物理、化学手段对污泥的破碎作用，强化污泥中磷的释放，如加热[6-8]、臭氧氧化[9]、酸碱[10-11]、超声[12-13]、密闭加压微波辐射、微波辐射/过氧化氢联合作用[14-16]等。
3形成鸟粪石的影响因素控制鸟粪石形成晶体的主要因素包括pH 、构晶离子比例、钙离子共沉淀、反应时间、晶种的选择、镁源等。
3.1pH 值在众多鸟粪石影响因素中，pH 值被认为是最重要的控制因子。
纵观鸟粪石形成的最佳pH 值条件，众多学者研究结果表明最佳pH 值在8.0～10.0之间[17-20]。
Stratful 等[21]在n (Mg 2+):n (NH +4):n ([PO 3-4])=1:1.9:1条件下，研究发现：当pH ＝7时，没有鸟粪石生成；当pH ＝7.5时，仅有极少量鸟粪石生成；当pH ＝8.5时，质量分数为92%Mg 2+和质量分数为85%PO 3-4参与鸟粪石生成；当pH ＞10时，沉淀的主要成份是Mg 3(PO 4)2；当pH ＞11时，沉淀的主要成份是Mg(OH)2。
Lee 等[22]通过数学模型计算，结果表明若反应平衡pH 值在7.5～10之间，有大量鸟粪石生成；若pH>10，沉淀的主要成份为更难溶的Mg 3(PO 4)2（K sp =9.8×10-25）；若pH>11，沉淀的主要成份是Mg(OH)2。
但是，废水中N 的存在形态受pH 控制，当pH>9，NH +4浓度逐渐降低，从鸟粪石生成量的角度看，pH 值过高对回收磷是不利的。
但是，郝晓地等人[23-24]对这些实验结果提出质疑，原因是上述研究并没有对高pH 值所获得的磷酸盐沉淀物进行定量分析，仅借助X 射线衍射法和扫描电镜能谱等手段定性辨认所获得的沉淀物中是否存在鸟粪石，而难以确定出鸟粪石的确切含量。
郝晓地等[23-24]采用元素分析法对不同pH 值条件下获得的磷酸盐沉淀物进行了定量分析。
结果发现，纯鸟粪石的最佳形成条件并不是在高pH 值的碱性条件下，而是中性、甚至偏酸性条件。
当pH>7.5时，磷酸盐沉淀物中的鸟粪石纯度开始下降；至pH=10.5时，鸟粪石纯度急剧降到15.5%；当pH>10.5时，鸟粪石纯度几乎接近于零。
3.2构晶离子比例反应体系中构晶离子Mg 2+，NH +4和PO 3-4三者物质的量比也是控制生成鸟粪石沉淀的重要参数。
三者反应生成鸟粪石沉淀的化学计量比为1:1:1。
为提高磷酸盐回收率，可适当增大Mg 2+，NH +4的投加量。
鸟粪石的纯度受NH +4初始浓度的影响，纯度随反应后溶液中剩余NH +4质量浓度的增加而提高。
Stratful 等[21]在pH=10，PO 3-4和Mg 2+质量浓度分别为318和80mg/L 情况下，研究NH +4剩余质量浓度对鸟粪石纯度的影响。
结果表明，NH +4剩余质量浓度在30～80mg/L 之间，鸟粪石纯度最高；NH +4剩余质量浓度过高或过低，鸟粪石纯度均有所降低。
但是目前还不清楚其中作用机理，可能是过量NH +4起到了稳定pH 值的作用，因而有利于鸟粪石的生成[24-25]。
需注意的是，NH +4-N 本身就是废水处理的控制目标，添加过量会造成二次污染。
因此，要获得纯度较高的鸟粪石沉淀，NH +4浓度必须控制在一定的范围内。
另外，Mg 2+，PO 3-4对磷去除率也产生显著影响，当两者物质的量比大于1时，鸟粪石形成迅速，磷的去除率随两者物质的量比增加而增加。
然而投加的镁量达到一定量后，磷的去除率基本不再变化[22,26]。
Jaffer 等[18]34第1期王诗生等：鸟粪石沉淀法污泥中磷回收研究进展35研究发现n(Mg2+)/n(PO3-4)>1，鸟粪石沉淀形成迅速，且磷的去除率随着两者物质的量比的增大而增大；但)>1.05时，对磷去除率并没有显著影响。
建议在实际操作中，为避免钙离子对磷酸盐的竞争作n(Mg2+)/n(PO3-4用，镁磷物质的量比应为1.3。
3.3钙离子的共沉淀随着研究的不断深入，反应体系中的杂质离子K+，Cl-，Ca2+，CO2-3和Zn2+，尤其Ca2+对形成鸟粪石沉淀的影响也引起广泛关注。
众多学者研究结果表明，反应体系中存在Ca2+能延长第一个晶体成核，从而对晶体生长产生一定的负影响，体系中Ca2+可能和PO3-4相互作用形成磷酸钙沉淀[24,27]。
Kristell等[28]用pH值测定，吸光度、产物颗粒尺寸、X射线衍射(XRD)和扫描电镜能谱(SEM-EDS)等分析手段研究Ca2+存在条件下对鸟粪石结晶的影响，发现溶液中的Ca2+对鸟粪石晶体尺寸、形状和回收产物的纯度均有很大的影响；增加Ca2+浓度缩小了鸟粪石晶体的尺寸，抑制了鸟粪石的生长，或者影响鸟粪石晶体的形成；当n(Ca2+):n(Mg2+)=1:1或更高时，没有鸟粪石晶体化合物形成，产物是一种无定性的磷酸钙。