【摘 要】
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随着畜禽养殖业的规模化、集约化发展,高浓度有机物和高氮磷的养殖废水的处理问题越来越突出。工业生产对磷和磷酸盐资源仍有很大需求,因此,从富含氮磷的废水（如养猪废水）中开展氮磷回收研究对氮磷资源的可持续利用具有不可替代的意义。本文（1）以模拟养猪废水为研究对象,在各种影响因素的条件下,对电解镁阳极和电解活化蛇纹石通过电化学鸟粪石沉淀法回收废水中的氮磷进行了探究,再选取较优参数探讨有机物对电解回收鸟粪石
【基金项目】
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2021年度广东省自然科学基金杰出青年项目（编号:108）；
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随着畜禽养殖业的规模化、集约化发展,高浓度有机物和高氮磷的养殖废水的处理问题越来越突出。工业生产对磷和磷酸盐资源仍有很大需求,因此,从富含氮磷的废水（如养猪废水）中开展氮磷回收研究对氮磷资源的可持续利用具有不可替代的意义。本文（1）以模拟养猪废水为研究对象,在各种影响因素的条件下,对电解镁阳极和电解活化蛇纹石通过电化学鸟粪石沉淀法回收废水中的氮磷进行了探究,再选取较优参数探讨有机物对电解回收鸟粪石的影响机理。主要研究结论如下:首先,电解镁阳极从废水中回收鸟粪石的实验结果表明:（1）PO43-的去除率随着电流密度和电解时间的增加而增加,随着初始p H和P/N的增加而下降,且PO43-的去除率受极板间距的影响不大。高电流密度,高p H和极板间距增大会抑制长时间电解中NH4+的去除率。此外,NH4+的去除率随着P/N的增大而增加,随着电解时间的增加呈先增加后下降的趋势。在阴极极板面积为4,阳极极板面积为8的条件下,磷酸盐的去除率总体上较其他条件略高;在阴极极板面积为8,阳极极板面积为4的条件下,NH4+的去除率总体上较其他条件略低。（2）柠檬酸钠、海藻酸钠和腐植酸的浓度越高,对抑制PO43-的去除效果越强,葡萄糖浓度的增加对PO43-的去除无明显影响;NH4+的去除率均随着柠檬酸钠、海藻酸钠、葡萄糖和腐植酸浓度的增加呈下降趋势。（3）四种不同的有机物在电解镁阳极处理过程中对鸟粪石晶体的晶形产生了显著的影响。有柠檬酸钠存在的电化学结晶产物主要为细长的针状;有海藻酸钠存在的电化学结晶产物主要呈短小的斜方形;有葡萄糖存在的电化学结晶产物既有较粗的棒状结构,同时还出现较多的细长的斜方形;有腐植酸存在的电化学结晶产物主要呈三角形形状。其次,电解蛇纹石从废水中回收鸟粪石的实验结果表明:（1）NaCl浓度在电解未活化蛇纹石时对磷酸盐的去除没有一个明显的趋势且去除率较低;在NaCl浓度为1～5 g/L时,NH4+的去除率随着NaCl浓度的增加而增加;在NaCl浓度为7～12 g/L时,NH4+的去除率不再随着NaCl浓度的增加而增加。（2）研磨过程破坏了蛇纹石结构单元中的离子键,而离子键的断裂有助于Mg2+和OH-从固体颗粒溶解到水溶液中。在相同条件下,采用1.5 g活化蛇纹石粉作为镁源的磷酸盐去除率比用原蛇纹石粉的高很多,能达到95%以上;氨氮去除率达到55%以上。（3）高电流密度对磷酸盐去除产生抑制作用,氨氮的去除率随电流密度的增大而增大,溶液的p H值随电流密度的增加而降低。溶液初始p H值过高会导致磷酸盐去除率达到最大值时需要的时间更长,NH4+的去除率随着电解时间的增加而增加。极板间距的最适距离为2.5 cm,在电解时间为20 min时,磷酸盐去除率达到最大为97.77%,p H达到最大为9.04。（4）整体来看,有机物对PO43--P去除的抑制效果大小关系为:腐植酸＞海藻酸钠＞葡萄糖＞柠檬酸钠,对NH4+-N去除的抑制效果大小关系为:腐植酸＞柠檬酸＞海藻酸钠＞葡萄糖。溶液p H的变化受海藻酸钠浓度、葡萄糖浓度和腐植酸浓度的影响。
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