导　　师： 路星雯; 潘丽梅

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 以鸟粪石回收废水中的磷作为缓释肥料,是解决磷资源匮乏并减少水体富营养化的重要手段。在磷结晶过程中,废水中的重金属离子会进入鸟粪石沉淀,导致鸟粪石结构和形态的改变和重金属在鸟粪石中的累积,对土壤和作物形成潜在危害。目前的研究主要集中在鸟粪石结晶过程中实验参数(如pH值、沉淀时间、Ca2+、Fe3+以及有机物的影响)、设备条件等的优化,较少关注到含磷废水回收过程中重金属的赋存累积问题。本论文主要研究在鸟粪石结晶过程中重金属（Cu、Zn、Pb、Cd和Ni）的添加对鸟粪石含量、晶形、形貌和化学形态的影响,阐释其进入鸟粪石产物的机理。探讨多种重金属共存对鸟粪石产物含量和物相的影响。了解实际废水回收鸟粪石的过程中不同Mg源以及N/P/Mg摩尔比对鸟粪石结晶的影响。在模拟废水中加入0.1-500 mg/L单一重金属参与沉淀反应,得到的产物利用XRD、ICP-OES、SEM、TEM-Mapping和XPS等手段表征分析。研究结果表明:Cu主要形成含Cu-NH3、Cu-PO4和Cu-OH基团的物质附着于鸟粪石表面而进入产物中。Zn以Zn-OH和Zn-PO4的形式形成沉淀附着于鸟粪石表面而进入产物中,且对鸟粪石含量影响最为显著,500 mg/L时产物中已完全无鸟粪石物相。Pb在0.1-50 mg/L时主要通过形成含Pb-PO4和/或Pb-OH基团的物相附着于鸟粪石表面进入产物中;100-500 mg/L时以生成羟基磷酸铅晶体的方式在产物中不断的累积。0.1-10 mg/L时Ni2+通过取代鸟粪石中Mg2+的方式进入鸟粪石晶格;50-500 mg/L时Ni通过生成含Ni-PO4和Ni-OH基团的物质附着于鸟粪石表面;Cd形成含Cd-PO4和/或Cd-OH基团的沉淀物大量附着于鸟粪石表面而进入产物中。两种重金属共存时（Cu/Zn、Cu/Ni、Zn/Ni）,产物中的晶相为鸟粪石,且其含量随着重金属浓度比的增加而减少。在Cu/Zn=50:5-50:25、Cu/Ni=50:5-50:300以及Zn/Ni=50:5-50:300阶段,产物中鸟粪石的含量均高于Cu或Zn或Ni单独参与反应时,说明这些浓度比下,重金属间相互作用会使得它们对鸟粪石产量的影响小于Cu或Zn或Ni单独参与反应时;而在Cu/Zn=50:50-50:300阶段,Cu和Zn的相互作用会显著减少产物中鸟粪石的含量,对鸟粪石含量的影响大于铜或锌单独参与反应时。实际废水在鸟粪石结晶法回收产物的过程中,除了鸟粪石外还会有Na3PO4·12H2O、Na2HPO4·2H2O和NiAP等物相存在。以Mg（OH）2作为镁源更有利于鸟粪石产生,但同时产物中Cu和Zn的含量也会增加。通过研究重金属离子对鸟粪石产物质量的影响及其进入鸟粪石产物的机理,可以为高纯度的鸟粪石产物的回收提供理论指导。更多还原

关 键 词： [3367812]重金属 [2778317]鸟粪石 [4428756]磷回收 结晶

分 类 号： [X703]

领　　域： []