【摘要】：氨氮污染已經(jīng)成為我國(guó)地表水的主要污染源,作為“十二·五”期間節(jié)能減排戰(zhàn)略中新增的約束性指標(biāo),氨氮廢水處理技術(shù)的理論研究與技術(shù)應(yīng)用具有巨大的市場(chǎng)潛力和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。磷酸銨鎂結(jié)晶法,通過(guò)向廢水中投加鎂鹽和磷酸鹽與廢水中的氨氮反應(yīng)生成磷酸銨鎂沉淀,可快速高效去除回收廢水中氨氮。目前,磷酸銨鎂結(jié)晶法已經(jīng)成為氨氮廢水處理與氨氮資源回收的熱點(diǎn)研究技術(shù)之一。 但是,磷酸銨鎂結(jié)晶法氨氮回收技術(shù)過(guò)程中的參數(shù)調(diào)控、化學(xué)污泥利用,結(jié)晶反應(yīng)裝備等問(wèn)題是制約該技術(shù)推廣應(yīng)用的主要影響因素。本論文以“基于磷酸銨鎂結(jié)晶法的氨氮回收技術(shù)過(guò)程研究”為題,針對(duì)目前技術(shù)過(guò)程中的技術(shù)瓶頸——參數(shù)調(diào)控、化學(xué)污泥、結(jié)晶反應(yīng)裝備,采用精準(zhǔn)沉淀反應(yīng)調(diào)控、PHREEQC建模優(yōu)化、響應(yīng)面智能化評(píng)估、磷酸銨鎂熱解脫氨、化學(xué)藥劑循環(huán)沉氨、U型流向路線設(shè)計(jì)、一體化連續(xù)流控制等技術(shù)路線,開(kāi)展磷酸銨鎂結(jié)晶法反應(yīng)參數(shù)優(yōu)化研究、熱力學(xué)建模評(píng)估技術(shù)研究、磷酸銨鎂堿促熱解循環(huán)沉氨技術(shù)研究、一體化新型結(jié)晶器研制等系列研究,為實(shí)施磷酸銨鎂結(jié)晶法回收氨氮技術(shù)過(guò)程提供依據(jù)。主要研究成果如下： (1)優(yōu)化了磷酸銨鎂結(jié)晶法氨氮回收技術(shù)過(guò)程工藝參數(shù) 對(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶法回收氨氮的參數(shù)調(diào)控情況,磷酸銨鎂結(jié)晶動(dòng)力學(xué)反應(yīng),化學(xué)污泥表征進(jìn)行重點(diǎn)研究,結(jié)果表明：最佳的反應(yīng)pH值范圍為9.0-10.5；最佳的Mg2+:NH4+:PO43-范圍為1.1-1.2:1:1; MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O沉淀劑組合沉氨效果最好；干擾離子Ca2+、CO32-、K+,離子強(qiáng)度,以及溫度會(huì)影響磷酸銨鎂結(jié)晶回收氨氮效果；磷酸銨鎂結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)過(guò)程符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；X射線衍射分析和傅里葉變換紅外光譜分析表明磷酸銨鎂是沉淀產(chǎn)物的主要成分,掃描電子顯微鏡及能譜分析表明沉淀產(chǎn)物為不規(guī)則形態(tài)表面粗糙晶體。 (2)建立了磷酸銨鎂結(jié)晶法的熱力學(xué)評(píng)估預(yù)測(cè)模型 開(kāi)發(fā)單因素仿真模擬與多因素評(píng)估的磷酸銨鎂結(jié)晶模型,對(duì)于參數(shù)調(diào)控優(yōu)化的理論研究與工程應(yīng)用具有預(yù)測(cè)評(píng)估作用,結(jié)果表明：磷酸銨鎂飽和溶解指數(shù)值與pH值呈現(xiàn)多項(xiàng)式關(guān)系,分別與鎂氮比(Mg/N)、初始氮濃度(CN)、磷氮比(P/N)呈現(xiàn)對(duì)數(shù)關(guān)系,隨Mg/N、CN、P/N的增加而增加,分別隨鈣氮比(Ca/N)、碳酸根氮比(C032-/N)增加而降低,隨離子強(qiáng)度增加而降低,隨溫度變化而變化；響應(yīng)面優(yōu)化法(RSM)分析認(rèn)為pH、Mg/N、CN、Ca/N、(Mg/N)×(CO32-/N)、(pH)2、(Mg/N)2、以及(CN)2是磷酸銨鎂結(jié)晶的相對(duì)顯著影響因子；實(shí)驗(yàn)證明熱力學(xué)建模有效預(yù)測(cè)磷酸銨鎂結(jié)晶法回收氨氮效率變化趨勢(shì)。 (3)解析了化學(xué)沉氨堿促熱解循環(huán)沉氨技術(shù) 利用磷酸銨鎂熱解脫氨及化學(xué)藥劑循環(huán)沉氨的技術(shù)路線,開(kāi)展磷酸銨鎂堿促熱解循環(huán)沉氨技術(shù)研究,結(jié)果表明：當(dāng)熱解溫度為110℃,熱解時(shí)間為3小時(shí),OH":NH4+為2：1時(shí),磷酸銨鎂堿促熱解脫氨效率大于90%,脫出氨氮可采用硫酸進(jìn)行資源化回收；熱解產(chǎn)物循環(huán)沉氨最佳pH值為9.5；只添加磷酸銨鎂熱解產(chǎn)物循環(huán)作沉淀劑時(shí),沉氨效率隨循環(huán)次數(shù)增加而下降,每次循環(huán)添加磷酸銨鎂熱解產(chǎn)物基礎(chǔ)上投加MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O作為補(bǔ)充,沉氨效率不隨循環(huán)次數(shù)增加而下降；使用預(yù)制磷酸銨鎂作為晶種材料的加晶種技術(shù)可提高熱解產(chǎn)物循環(huán)沉氨效率。 (4)研制出了一體化連續(xù)流機(jī)械攪拌式結(jié)晶器 開(kāi)展一體化新型磷酸銨鎂結(jié)晶器的研制,設(shè)計(jì)一體化連續(xù)流機(jī)械攪拌式結(jié)晶器(CSCSR),并對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行研究,結(jié)果表明：采用U型流向路線設(shè)計(jì),基于磷酸銨鎂結(jié)晶原理進(jìn)行模塊分區(qū)研制CSCSR,在初始pH值為11.0、Mg/N為1：1、HRT為1.5h、Ca/N為0：1時(shí),氨氮去除率達(dá)到91.08%；RSM分析認(rèn)為Mg/N、Ca/N為CSCSR運(yùn)行的顯著影響因子。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：X703.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 段妮娜;董濱;陳洪斌;何群彪;;磷酸銨鎂法去除和回收豬場(chǎng)污水中營(yíng)養(yǎng)元素的研究進(jìn)展[J];中國(guó)沼氣;2009年01期

2 ;國(guó)內(nèi)化肥文摘[J];化肥工業(yè);1985年06期

3 朱培怡;王海增;郭魯鋼;王亮;;利用鎂鹽脫除廢水中的氮磷[J];鹽業(yè)與化工;2007年03期

4 龔小英;張晶晶;曹丹妮;曹玉成;;畜禽養(yǎng)殖廢水MAP法磷回收試驗(yàn)研究[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(上半月刊);2009年21期

5 李國(guó)生;顏杰;李紅;邵旭;王秀麗;;MAP法處理高濃度氨氮老齡垃圾滲濾液研究[J];廣東化工;2011年05期

6 侯翠紅;張寶林;丁建平;王光龍;;利用堿廠廢渣氨二泥生產(chǎn)磷酸銨鎂的實(shí)驗(yàn)研究[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);2007年08期

7 李柱;杜國(guó)勇;鐘磊;;化學(xué)沉淀法去除廢水中氨氮實(shí)驗(yàn)研究[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);2009年04期

8 蔡秀萍;;磷酸銨鎂法去除污水中磷的影響因素研究[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年03期

9 岳秀;李小明;申婷婷;鄭偉;王冬波;曹建兵;;磷酸銨鎂沉淀法預(yù)處理垃圾滲濾液中的NH_4~+[J];廣州化工;2011年16期

10 黃穩(wěn)水,王繼徽,劉小瀾,劉大鵬,蔣謙;化學(xué)沉淀法預(yù)處理高濃度氨氮廢水的研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 張濤;任洪強(qiáng);丁麗麗;許柯;李秋成;;磷酸銨鎂沉淀技術(shù)處理氨氮廢水研究進(jìn)展[A];2010中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第三卷)[C];2010年

2 晏波;胡成生;吳超飛;韋朝海;;NH_3-N去除磷酸銨鎂沉淀法影響因素及應(yīng)用研究[A];中國(guó)環(huán)境保護(hù)優(yōu)秀論文精選[C];2006年

3 呂玉娟;張道斌;張暉;;化學(xué)沉淀法去除垃圾滲濾液中氨氮試驗(yàn)研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第八屆水處理化學(xué)大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

4 沈向真;侯加法;楊德吉;鄧益鋒;周振雷;;犬膀胱與尿道結(jié)石的化學(xué)成分分析與鑒定[A];全國(guó)獸醫(yī)外科學(xué)第13次學(xué)術(shù)研討會(huì)、小動(dòng)物醫(yī)學(xué)第1次學(xué)術(shù)研討會(huì)暨奶牛疾病第3次學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2006年

5 袁鵬;宋永會(huì);崔曉宇;彭劍峰;袁芳;;養(yǎng)豬廢水磷回收工藝技術(shù)研究[A];全國(guó)畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染監(jiān)測(cè)與控制治理技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2008年

6 馬國(guó)冉;鄒龍江;薛冬峰;;鎂鹽工業(yè)化研究進(jìn)展[A];2010中西部地區(qū)無(wú)機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 鄭州大學(xué)樂(lè)喜施磷復(fù)肥技術(shù)研究推廣中心 許秀成 李萍 王好斌;以肥包肥可制緩/控釋肥料[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2004年

2 “光明視點(diǎn)”記者　張炳升 本期策劃　韓秀琪　徐可;磷，還夠我們用多少年？[N];光明日?qǐng)?bào);2004年

3 張景倫 張其中;鹽化工世界難題攻破[N];中國(guó)化工報(bào);2002年

4 ;鎂肥的種類及在作物上的應(yīng)用[N];中華合作時(shí)報(bào);2004年

5 國(guó)家鈣、鎂、磷復(fù)合肥技術(shù)研究推廣中心 許秀成;創(chuàng)立中國(guó)作物養(yǎng)分供應(yīng)新體系[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2004年

6 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所 謝春生 唐拴虎 徐培智 張發(fā)寶 陳建生;控釋肥施用研究支撐推廣應(yīng)用[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2004年

7 彭家澤 劉振輝 劉云輝;植酸在食品工業(yè)上的應(yīng)用[N];中國(guó)食品質(zhì)量報(bào);2003年

8 袁俊杰 臧劍士 胡們 曲慶章;植酸在食品中妙用[N];中國(guó)化工報(bào);2000年

9 陳士英 章銀柯;容器栽培中緩釋肥的應(yīng)用[N];中國(guó)花卉報(bào);2004年

10 記者 楊麗佳　通訊員 劉寧春;“結(jié)石娃”診治不能一概而論[N];健康報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張濤;基于磷酸銨鎂結(jié)晶法的氨氮回收技術(shù)過(guò)程研究[D];南京大學(xué);2011年

2 湯琪;磷酸銨鎂脫氮除磷技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2008年

3 王金勇;山羊磷酸銨（鉀）鎂尿石癥試驗(yàn)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

4 婁紅軍;犬磷酸銨鎂尿石癥的診療及其中草藥添加劑的研制[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

5 徐康寧;基于磷和鉀回收的黃水資源化處理技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2011年

6 鄭偉;嗜熱菌污泥減量化及對(duì)氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除與回收[D];湖南大學(xué);2012年

7 李莉;生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液物化和生化預(yù)處理及組合處理工藝研究[D];重慶大學(xué);2010年

8 岳秀;垃圾滲濾液的預(yù)處理方法及其機(jī)理研究[D];湖南大學(xué);2011年

9 王國(guó)文;催化濕式氧化—好氧顆粒污泥處理高濃度制藥廢水研究[D];大連理工大學(xué);2012年

10 吳彥瑜;Fenton氧化和MAP化學(xué)沉淀工藝深度處理垃圾滲濾液[D];華南理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬泉智;畜禽糞便沼液預(yù)處理及磷酸銨鎂法回收磷的研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

2 馬靜;基于源控制的磷酸銨鎂結(jié)晶法去除與回收磷研究[D];濟(jì)南大學(xué);2012年

3 李秋成;磷酸銨鎂結(jié)晶法回收廢水中高濃度氮磷技術(shù)研究[D];南京大學(xué);2012年

4 蔡春根;化學(xué)沉淀法去除垃圾滲濾液中高濃度氨氮研究[D];南昌大學(xué);2008年

5 李國(guó)鋒;廢水中氨氮的去除[D];大慶石油學(xué)院;2005年

6 劉小瀾;化學(xué)沉淀法處理焦化高濃度氨氮廢水技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用探討[D];湖南大學(xué);2004年

7 黃穩(wěn)水;以緩釋肥形式回收石化廢水中氨氮的研究[D];湖南大學(xué);2004年

8 丁建平;固體廢棄物氨二泥資源化研究[D];鄭州大學(xué);2006年

9 袁媛;化學(xué)沉淀法脫除焦化廢水中的氨氮及MAP重復(fù)使用的研究[D];武漢科技大學(xué);2007年

10 劉曉東;城市生活垃圾衛(wèi)生填埋滲濾液預(yù)處理研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2733668