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1、形成鸟粪石晶体的影响因素1鸟粪石的形成过程两个阶段: 成核阶段和成长阶段。成核阶段，组成晶体的各种离子形成晶胚，成核期的长短随反应动力学条件而变化; 成长阶段，组成晶体的离子不断结合到晶胚上，晶体逐渐长大，最后达到平衡。2影响鸟粪石结晶的因素 鸟粪石结晶过程是一个复杂的过程，涉及到固液相的传递、反应热力学、反应动力学以及一些物理和化学等相关知识。影响结晶的因素有很多，主要包括pH、溶液过饱和度、混合强度和温度等3主要有六个方面： pH 过饱和度 温度 影响因素 溶液湍流强度 其它杂质离子 反应时间41 pH 的影响 pH 是鸟粪石结晶过程中的主要影响因素之一。pH 不仅影响鸟粪石在溶液中的溶解
2、度( 溶解度随着pH 的增加先减小后增大) ，还影响溶液的过饱和度以及鸟粪石晶体的结晶速率。pH 对鸟粪石结晶过程的影响已经被很多学者所研究，研究表明: 在pH = 8. 5 9. 5 之间时，鸟粪石的结晶速率和参与反应的各离子的去除速率均最大。5pH的影响 pH 不仅影响鸟粪石晶体的增长速率，还会影响晶体的品质。研究表明: 随着pH 从8 升高至11，鸟粪石晶体的粒径降低了5 倍; 向含有NH 4+的废水中加入PO3 4-和Mg2 + 后，在一定pH 值下可能生成的沉淀主要有MgNH4PO4、Mg3( PO4)2和Mg( OH)2，其生成沉淀时的最低pH 分别为5. 5、8. 0 和10.
3、5。当平衡时溶液的pH 值较高时，生成的鸟粪石沉淀在碱性条件下分解，沉淀形态由MgNH4PO4向Mg3( PO4)2转变。pH 的改变还可能会引起NH +4向NH3转变，从而降低溶液中NH +4的含量。62 过饱和度i指溶液中各离子的活度，Kso表示鸟粪石的溶解度。当 1 时，溶液未饱和，无法生成沉淀; 当 = 1 时，溶液处于平衡状态; 只有当 1 时，溶液处于过饱和状态，才有可能生成沉淀。在pH 值一定时，溶液的过饱和度不仅影响鸟粪石晶体成核过程中的晶体诱导时间，而且会影响晶体的生长速率。 = ( Mg2 + NH4+ PO43-）/Kso7过饱和度 随着过饱和度从1增加至5，鸟粪石晶体成
4、核的诱导时间由2500s 缩短至不到300s，而晶体的生长速率也由0. 5 10 6mol /min 提高至4. 5 10 6mol /min。83 温度 温度可以影响鸟粪石的溶解度和晶体的形态。温度升高，鸟粪石的溶解度变大，溶液的过饱和度降低，生成沉淀的推动力减弱，故温度过高不利于鸟粪石晶体的生成，由于温度可以影响溶质的相对扩散速率和离子在晶体表面一体化的速率，故温度也可以影响晶体的生长速率。研究者多选用25 35为鸟粪石结晶的温度条件。94 溶液湍流强度 液体的湍流程度也可影响鸟粪石晶体的结晶过。若液体的湍流程度很低，液体进入反应器后没有立即完全混合，可能出现局部混合不均匀，从而造成反应器
5、局部过饱和的现象。液体的湍流程度可以影响晶体形状和生长速率。在湍流强度较低的条件下生成的鸟粪石晶体比湍流强度较高的条件下生成的鸟粪石晶体要修长; 鸟粪石晶体的生长速率在不同的湍流强度下呈现不同值，生长速率在高的湍流强度下是低的湍流条件下的20 倍左右。10溶液湍流强度 液体的湍流强度过高会加速晶体的成核速率，但也会影响晶体的生长，同时还可能会引起晶体的破碎。 影响反应器混合程度的因素有很多种，如搅拌式反应器的搅拌速度、搅拌桨的类型，流化床反应器内的上升流速以及颗粒大小等。主要是搅拌强度。11溶液湍流强度当搅拌转速较大时，污水或污泥脱水滤液和碱液快速混合均匀，提了各离子间和小晶体间的可能碰撞次数
6、，但是搅拌强度过大，造成大水力剪切作用会使碰撞在一起的离子和小晶体间无法牢固结合，小晶体无法持续生长; 当搅拌转速较小时，虽然污水或污泥脱水滤液和碱液混合较慢，各离子间和小晶体间可能碰撞次数相对减少，但离子和小晶体结合后不易分离，小晶体的生长过程可以持续更长。因此要选择合适的搅拌速度，以达到鸟粪石较大的收获率。125 其它杂质离子溶液中的杂质离子( 如Ca2 +、K +、CO2 3等)会与Mg2 +、NH +4和PO3 4发生反应生成其他沉淀，降低鸟粪石晶体的增长速率和纯度。有研究表明:Ca2 +、CO2 3的存在不仅会影响鸟粪石的增长速率，还会延长晶体成核的诱导时间。Ca2 + 可与PO3 4和CO2 3反应生成羟基磷灰石和碳酸钙，从而影响鸟粪石的纯度136 反应时间 反应时间也是形成MAP 晶粒大小的因素之一。研究发现，反应时间为1min 时，晶粒长度只有0 1mm，当反应时间为60min 时，晶粒长度达0 8mm，3h 后晶粒可达3mm。虽然氮磷去除率变化不大，但是晶粒越大，沉淀效果越好。14总结鸟粪石结晶析出主要与溶液的过饱和度、温度、pH 值、Ca2 + 等杂质离子的浓度有关。鸟粪石生成的最佳pH 值出现在10 0 左右。通过一定程度的降温可以提高鸟粪石的收获率。同时要选择合适的搅拌速度和反应时间，过量的Mg2 + 的添加对鸟粪石沉淀法来说也是必要的15
