工业废水中常含有大量的氮磷元素,直接排放不仅会造成水体的富营养化近而导致环境污染还会造成氮磷资源的浪费。目前,广泛采用向废水中添加镁离子生成鸟粪石(Mg NH4PO4·6H2O)沉淀的方法处理高浓度氮磷废水,生成的鸟粪石可以直接用作农业肥料使用达到回收氮磷资源的目的。然而,目前在工业应用中鸟粪石法仍存在两方面问题,一方面鸟粪石法生成的固态鸟粪石颗粒细小难于与废水分离;另一方面鸟粪石在工业废水输送过程中容易沉降聚结和结垢阻塞管道。本文系统对鸟粪石晶体的生长和形态控制开展研究,测定结晶热力学和动力学数据,掌握晶体生长习性,最终开发并优化大尺寸、高纯度且晶习理想的鸟粪石晶体生长工艺,以期解决上述鸟粪石法在工业应用中存在的问题。具体内容如下:采用激光动态法测定鸟粪石的溶解相平衡数据,发现其溶解度随温度升高而增大随p H升高而减小,进一步确定结晶介稳区,获得鸟粪石成核临界过饱和度。测定不同温度及过饱和度下鸟粪石{0 1 2}和{1 0 1}晶面的生长速率,建立了鸟粪石晶体生长模型方程,初步掌握鸟粪石结晶基础数据。从鸟粪石晶体结构出发,通过附着能理论预测其真空晶习,分析水分子对表面集成的影响得到水溶液修正后的模拟晶习。实验发现随着溶液p H升高鸟粪石晶体呈现出棱柱状、纺锤状、枝晶和针状四种不同的晶习,这是由于溶液p H升高导致磷酸根浓度增大所引起的。通过扩散动力学模拟得出磷酸根浓度增大导致溶液扩散变慢,使得晶体形态由表面集成控制向扩散控制转变,并根据DLA模型证明扩散控制导致了鸟粪石枝晶的形成。开发了以pH作为推动力通过反馈控制获得大尺寸鸟粪石晶体的生长工艺,通过外加晶种有效控制初级成核,调节溶液p H使过饱和度位于介稳区内抑制二次成核,最后通过过饱和度的反馈控制分布定量加碱使晶体持续获得生长推动力。进一步对工艺的过饱和度、控制方式、晶种比例和温度进行优化,最终工艺的结晶产物平均尺寸达到193.9μm。通过安德里亚森法的改进方法对产物的沉降速率进行测量,结果发现与无反馈控制的鸟粪石结晶产物相比沉降速率提高了近10倍,证明了该工艺能有效提升鸟粪石法的固液分离效果。