脱磷换“石”一举两得——从污水处理过程中回收磷项目-澳门人威尼斯3966

近日，一项“从污水处理过程中回收磷?的项目已经在北京市高碑店污水处理厂小试成功。目前，负责该项目的北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心“从污水处理过程中回收磷可行性研究?课题组正在与北京城市排水集团有限责任公司就该项目的中试方案进行研讨，预计在今年年底或明年年初中试设备将准备完毕。该技术原理简单，成本低廉，取得了“一箭双雕?的效果：既有效地防止水体富养化情况的发生，又可以实现磷回收，实现资源再利用。
　　“从污水中提取磷的工艺不仅可以有效地克服磷危机，还能够解决水体富营养化的问题，同时还能为污水处理厂带来较大的经济效益。?负责该项目的北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心的郝晓地教授如是说。郝晓地教授曾担任过荷兰应用科学研究院（tno）环境科学研究所、皇家科学院（knaw）、代尔夫特理工大学（yudelft）客座研究员和法国农业与环境工程研究院（cemagref）雷恩研究中心高级研究员，长期从事废水生物脱氮除磷技术与可持续废水生物处理技术研究，并颇有建树。回国后，在2002年从事的可持续废水生物脱氮技术研发成为教育部回国留学人员科研启动基金项目。他带领的课题组用一年多的时间完成了实验室研究和中试方案的设计。该项目已受到了政府有关领导和部门的关注。
　　该技术巧妙的利用了北京地区地下水钙、镁含量较高的特点，只需调节生物脱氮除磷工艺某些环节的ph值，即可实现磷酸钙与磷酸铵镁（map：鸟粪石）混合沉淀，最终实现磷回收。磷回收对污水处理的好处远不止在循环经济方面的意义，更重要的是它还能相对提高污水中的c／p和c／n比，从而明显提高生物脱氮除磷的效果。整个回收过程技术操作简单，成本低廉，省去了寻找廉价镁源的麻烦，不会产生“二次污染”，产业推广前景广阔。据郝教授介绍，在高碑店污水处理厂的小试显示，每立方米污水中所含5～6克磷中约有50％渴望实现回收。按小试结果计算，高碑店污水处理厂作为目前我国最大、亚洲第二的污水处理厂，每天处理污水能力高达100万立方米，每天可以回收2.5～3吨纯磷（以p计），换算为鸟粪石为20～24吨。以国际市场平均价格计算（300美元／吨鸟粪石），仅高碑店一个污水处理厂每日从磷回收中便可获取6000美元的经济效益。
　　长期以来，对水体富营养化的控制已成为污水治理的重中之重，国家每年都花相当数量的人力、物力、财力予以治理。而与水体中“磷丰富?相反的是，我国的磷储量却相当贫乏。我国国土资源部相关统计数据表明，我国磷储量虽位居世界第三，仅次于摩洛哥和美国，但实际上现储存的27亿吨折标磷矿仅够维持我国再使用70～80年的时间，其中还包含90％以上的贫磷矿。如果仅以富磷矿（p2o5≥30％）磷储量计算，我国富磷矿储量（占总磷矿储量的8.4％）仅能维持我国使用10～15年。一边是白白浪费，花大价钱治理；另一边却是捉襟见肘，储量匮乏。郝教授说，很多磷化肥厂在得知这一项目之后，纷纷和他们联系，希望能够缓解工厂的原材料“危机?。北京城市排水集团有限责任公司的教授级高工甘一萍说，这是阻止磷大量流失的最佳途径。因为在可以回收的鸟粪石的成分中，磷含量折表p2o5后高达52％，比世界上最富磷矿的46％还高出6个百分点。
　　发达国家早已认识到这种潜在“危机?。从污水处理过程中回收磷，已渐渐成为欧美等国家政府、专业组织、水工业部门等积极倡导的事情。早在上个世纪90年代，欧盟便出台了污水脱氮除磷的纲领性文件：“市政污水处理协定（91／271）?。该文件硬性规定从污水中去除的磷或者以污泥形式返还农田，或者以可以回收或利用的化合物形式予以回收。由于污泥中所含重金属及潜在的“二次污染”问题，含磷污泥作为肥料返田各国已日趋限制。欧洲磷酸盐工业协会（ceep）、化肥工业、水工业等行业组织已向欧盟提出研发从污水处理过程中回收磷，以减少对天然磷矿藏使用量的研究计划。ceep目标是在10年内实现25％的洗涤剂磷酸盐用量从污水处理过程中回收。从2005年起，ceep期望所有磷酸盐工业今后有50％的磷原料来自于回收磷（除从污水中回收外，也可从动物废料中回收）。
　　近年来带有回收磷的污水处理厂得到了快速的发展。例如，日本岛根县的unitika污水处理厂（5000m3／d），将氢氧化镁与氢氧化钠以1∶1摩尔的比例投入污泥消化液中，使鸟粪石以细小晶体的形式在流化床中沉淀，该装置能回收90％的溶解性磷。意大利triviso污水处理厂，在脱水液中安装鸟粪石沉淀装置，能够回收进水中55～64％的溶解性磷。此外，荷兰、英国等国家也建设了一些能够进行磷回收工艺的污水处理厂，如bcfsr工艺等。