蓝铁石结晶法磷回收过程特征及其在乙炔清净废水处理中的应用研究

摘要

从废水中回收磷是缓解磷资源短缺和控制水体富营养化的关键途径。蓝铁石(Fe₃（PO₄）₂·8H₂O)结晶法因投加药剂（Fe^Ⅱ盐）成本低、适用pH范围广等优势，成为一种具有潜力的磷回收技术。本文探讨蓝铁石结晶过程的诱导时间和二次成核速率及其在流化床结晶器中对乙炔清净废水中磷的回收效能。结果表明，蓝铁石结晶的诱导时间随过饱和度升高而缩短，且在过饱和度S_a为26时，成核机制由非均相主导转变为均相主导。二次成核速率随过饱和度显著增加，临界相对过饱和度σ为24。在连续流结晶器中，水力停留时间为60 min时，磷去除率可达70%，蓝铁石平均粒径约为50μm。热力学模拟进一步表明，在pH 5～10范围内，蓝铁石可在乙炔清净废水中生成，其中的Na⁺、Cl^-等杂质离子对其生成无明显影响。该研究通过静态实验与连续流实验相结合，从动力学和热力学的角度为蓝铁石结晶法在工业废水磷回收中的应用提供了理论依据与技术支撑。

关键词

乙炔清净废水 / 磷回收 / 结晶 / 蓝铁石 / 成核动力学 / 热力学

基金资助

国家自然科学基金资助项目“蓝铁石结晶磷回收体系中FeⅡ的氧化与络合干扰及其pH调控作用机制”（52470025）