课题研究报告学号XXXXXXXXX姓名XXXX课题名称水处理中有关磷回收利用的相关研究学院XX学院导师签名联系方式e-mail:kirraXXXXX@手机：1500XXXX300201X年9月30日1.课题研究背景及意义随着城市人口的集中和工农业的发展，水体的富营养化问题日趋严重，在相对比较发达的城市中，水体富营养化的问题尤为明显，国家也花费了大量的财力，试验了各种方法控制水体的富营养化，近几年的研究表明，虽然治理效果明显，但容易反弹，这也给居民生产生活带来很大的不便。

随着人们对水体富营养化的研究深入，人们越来越发现水中磷是引起水体富营养化的主要因素，最近几年国家出台了一系列的政策，控制使用含磷洗涤剂，不过研究表明，水体中总磷的含量大于0.02mg·L-1时，水体中的藻类就会疯长，既可以视为水体为富营养化的水体。

富营养化状态下水体不仅气味难闻，而且水中的藻类分泌、释放出有毒物质，威胁到动物人类的健康。

富营养化的水体作为水源时，会给净水厂带来一系列问题，影响其供水水质和增加制水成本。

同时磷元素是一种不可再生资源，在物质循环和社会循环中起着重要的作用。

做一结合富营养化产生的主要因素是磷元素，故考虑将污水处理中的磷元素的回收作为课题，寻找相关方面的文献和研究成果。

2.文献检索范围及策略中文检索词：污水处理；富营养水体；除磷处理；磷回收；微污染水体外文检索词：Sewage treatment；Eutrophic water；Phosphorus treatment；Phosphorus recovery；micro-polluted water2.1.国内数据库检索2.1.1.中国知网微污染水除磷的工艺检索策略：磷回收and污水处理检索范围：中国知网，2002年~2012年，核心期刊检索结果：21篇缩小检索范围，在检索关键词中点击“磷回收”。

检索到结果有12篇点击“期刊”，对文章进行筛选课题，为了了解研究的背景，对这篇文章的参考文献进行研究删选得到研究所需要的文献15篇2.1.2.万方数据库微污染水除磷的工艺检索策略：磷回收and污水处理检索范围：万方数据库学术论文检索结果：60篇缩小检索范围学位论文中筛选得到有16篇与研究课题相关的背景，但是经过对摘要的筛选只有4篇与课题直接相关的文章。

在之前的基础上再从另一方面缩小范围，查找“期刊文章”查找到结果有33篇。

检索近3年的期刊论文，可以了解国内研究的最新成果。

检索的到了13篇。

进一步筛选可以知道，有9篇与研究课题相关连。

2.1.3.读秀知识库检索策略：磷回收and污水处理检索范围：读秀知识库检索到了697条相关信息，显然范围太过广泛，需要缩小检索范围。

使用在结果中搜索的功能。

在结果中搜索“磷回收工艺”。

找到十二篇相关的文献通过阅读摘要，可以筛选出10篇文章与课题相关。

在读秀期刊中搜索题名为“磷回收”and“污水处理”，查找到文章为2篇，同时我关注了下读秀右半边的“相关栏”，可以查找到相关的回忆记录和专利，如下可以了解到相关文献一共有5篇。

检索读秀学位论文，检索策略相同：磷回收and污水处理，检索到一篇相关论文。

2.1.4.国家知识产权专利数据库检索策略：磷回收检索范围：发明专利and实用新型专利检索结果：30发现其中有大部分的专利与本课题想关心不大，可能涉及的范围是化学领域，故缩小检索的范围，以“污水+磷回收”为关键字再次搜索。

检索策略：污水+磷回收检索范围：发明专利and实用新型专利检索结果：1篇相比较明显变少，结合之前的结果总共有8篇相关的专利。

2.1.5.中国科技论文在线检索策略：磷回收（题目）+污水处理（题目）（模糊）检索范围：全部检索结果：719篇缩小范围，点击“环境科学”检索得到93篇文章。

可以看到范围还是太大，检索的文章太多，而且大多数文章与课题没有什么相关性，分析造成结果是因为用到的检索式标题模糊检索，且有污水处理这个大家研究的比较多的课题，造成文献量很大，但与我研究的方向相关性不大，故调整策略，在检索策略中去掉污水处理检索策略：磷回收（标题）（模糊）检索范围：全部检索结果：13篇分析检索到的结果，13篇中与课题相关的有8篇与课题相关2.2.国外数据库检索2.2.1.EI检索策略：Sewage treatment +Phosphorus recovery检索范围：2002~2012年检索结果：118 record缩小检索范围点击页面左侧的限制栏，然后点击limit to,如下图所示：得到13篇文章与课题相关，查看相关的摘要，得知研究的主要方向主要是采用结晶床诱导磷元素在表面结晶，达到回收利用的目的。

继续限制条件，想了解最近五年的研究成果检索得到文章有11篇，对这些文章的摘要进行分析，有8篇与课题相关性比较大。

2.2.2.Web of Science检索策略：Sewage treatment +Phosphorus recovery检索范围：2002~2012年检索结果：236 record检索得到结果缩小检索范围，选定我研究所设计的几个可能的方向，点击“精炼”。

查的结果有27篇文章相关性较强选定最近五年的研究来了解行业中最新的研究成果精炼得到结果有15篇文章2.2.3.PQDT检索策略：Sewage treatment + Phosphorus recovery检索范围：2002~2012年检索结果：no record更换检索条件再检索，将标题改为摘要，再次以以上的两个关键词检索检索得到的结果还是no record。

扩大检索范围，减少检索词，单以Phosphorus recovery为关键词检索检索得到有三篇文章与关键字相关只有一篇文章与我所研究的学科比较相关。

2.2.4.欧洲专利局数据库检索策略：Sewage treatment + Phosphorus recovery检索范围：worldwide-full collection of published patent applications from 90+ countries检索结果：record查找到13条相关的专利。

筛选得到相关的专利有11项，主要方向也是诱导结晶回收。

2.2.5.Elsevier SDOS 电子期刊检索策略：Sewage treatment + Phosphorus recovery检索范围：Environmental Science ，2002 to Present检索结果：3 record搜索的结果太少，扩大检索的范围，以Phosphorus recovery为标题重新检索检索到54篇文章与关键字相关，缩小检索范围查找到11篇文章与课题相关。

3.国内外研究现状综述3.1.国内水体污染现状我国主要湖泊总氮总磷严重超标,富营养化问题突出,迫切需要提高现有城镇污水处理厂氮、磷排放标准。

A2O 等传统城市污水除磷脱氮工艺,由于自身存在碳源竞争等固有矛盾,其出水难以稳定达到GB-18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A排放标准。

另一方面磷是一种宝贵的资源,且具有单向流动的特点,随污水流失的磷量巨大,回收磷的必要性及可行性已经被广泛认可,但此方面研究在国仍处于起步阶段。

本次论文检索主要目的是检索国内外关于污水处理中磷元素税收的常用方法和各种研究现状。

3.2.国内外污水中磷元素回收的方法3.2.1.化学沉淀除磷方法该方法使磷酸根与某些离子反应生成难溶盐 ,其达到一定过饱和度后从水中自发析出 ,依靠重力作用(或过滤) 从水中分离出去。

通常为了促进沉淀过程 ,需要添加一些阴离子助凝剂。

沉淀法形成的化学污泥含水率高 ,磷酸盐也难以达到太高的纯度 ,回收困难。

3.2.2.结晶磷回收方法与技术结晶磷回收方法与技术。

结晶法一般指通过向反应器中加入晶种,降低界面能,使磷酸盐化合物析出来并沉积在晶种材料的表面上。

结晶除磷技术于20世纪70 年代开始发展,是为了响应更加严格的磷去除要求和产生有市场价值的最终产品。

结晶法的突出优点在于磷回收过程不产生附加污泥,磷结晶在诱导晶种上,易于分离,且纯度较高。

污水中结晶的形成可以分成两步,即晶核形成(成核)与晶体生长,成核就是在水中产生晶体析出,生长就是离子不断传输到晶核表面定向成晶格而使晶体不断长大(称为造粒) ,第二步实质上是非均相结晶过程。

向反应器中投加晶种可加快晶体成核速度,使难溶盐结晶于晶种表面,诱导结晶。

添加的颗粒通常有石英砂、无烟煤、多孔陶粒,也有报道使用价格便宜的黄砂焦碳等,结晶反应器的形式有柱状流化床、固定床、phosinix 、双反应器等.3.2.3.磷回收的主要途径目前比较普遍的是以磷酸钙盐和鸟粪石的形式回收磷。

磷酸钙是天然矿石的主要成分,可直接做磷肥生产的主要原料。

鸟粪石在自然界的储量极少 ,但其磷含量极高 ,P2O5含量约为58.0%。

鸟粪石的形式回收磷是国内外较多采用的回收方式。

第3届磷酸盐回收利用国际会议便是主要围绕以鸟粪石形式回收磷展开的。

3.2.4.其他回收途径除了沉淀、结晶等主流磷回收技术外,也有不少研究采用其他途径回收磷,如离子交换法、吸附法等。

离子交换除磷主要通过选用新型树脂,并添加Cu2+等提高树脂对磷酸根离子的亲和性将磷酸盐从富磷浓缩液中去除。

该技术可用于磷的回收,通过再生过程回收磷,回收效率较高。

3.3.污水中磷回收的技术分析化学方法(化学沉淀、结晶法)对于低磷酸盐浓度的废水无法达到理想处理效果,单一的生物处理工艺很难得到稳定高效的污水除磷效果,因此利用化学除磷宏量效果显著,生物除磷微量作用明显的特点 ,将化学处理方法与生物处理方法相结合是污水磷回收技术的一个研究方向。

今后生物方法与化学方法相结合从污水中回收磷技术路线可以概括为两种形式。

侧流工艺化学单元的处理对象为污泥处理过程中产生硝化上清液、浓缩上清液、脱水滤液的混合液体 ,含磷量较高 ,如北京高碑店污水厂污泥厌氧硝化上清液的 TP 浓度达到86.8mg/L～195.3mg/L。

但该方法回收磷存在以下问题:首先污泥厌氧硝化上清液浊度较高,浊度过高会对化学处理过程尤其是结晶过程带来影响 ,因此对预处理过程要求较高。

其次化学回收单元实际上是放在污泥处理部分的 ,磷的去除(回收) 本质上仍是依靠剩余污泥的排放实现的 ,化学处理单元的加入并不能帮助解决除磷脱氮系统本身固有的矛盾,从而改善生物系统处理效果。

主流磷回收工艺将厌氧释磷池部分富磷上清液引入化学单元去除部分磷 ,减轻了生物系统除磷负担 ,改善了整个系统的处理效果,同时可实现磷的回收。

化学方法辅助生物除磷是近年来国内外研究的热点 ,研究结果表明,化学方法辅助除磷的方式可以使生物处理系统的出水 TP 浓度显著降低, 一般可以降低到0.5mg/L以下。