磷酸銨鎂結晶法回收污水廠沼液中磷的經濟性分析

曹 智，周 律，馬可可，時義磊

（清華大學環境學院，北京100084）

磷是一種重要的不可再生資源， 是動植物生長必不可少的元素〔1〕。 2016 年，中國磷礦儲量為32.4億t，依目前的消耗速率，百年內將會耗盡〔2〕。 經過估算，1 座30×104m3/d 的城鎮生活污水處理廠一年回收的磷資源量，可滿足約6.67×107m2土地一年的水稻種植磷肥需要〔3〕。 因此，從城鎮污水處理廠回收磷資源具有重大意義。

在典型A2/O 工藝污水處理廠中（污水處理標準執行GB 18918—2002 中一級A 標準），城鎮生活污水中的磷經過聚磷菌作用被富集在剩余污泥中〔3〕，剩余污泥經過中溫厭氧消化后釋放磷〔4〕，再經過脫水可得到富含磷的消化污泥脫水沼液（簡稱沼液）〔5〕。回收沼液中的磷常采用磷酸銨鎂結晶技術（簡稱MAP 技術）〔6-8〕。 MAP 技術常見的工藝有AirPrex 工藝、 流化床結晶工藝、NuReSys 工藝、Ostara Pearl 工藝等〔1，9〕。 其中，流化床結晶工藝使用石英砂作為晶種，通過回流營造合適的水力條件，投加鎂鹽、堿液入沼液中，在流化床反應器中生產MAP 結晶。 該工藝的主要參數〔10-12〕:進水磷質量濃度10～100 mg/L，回流比100%，pH 9，Mg 與P 的物質的量比1.2∶1，鳥糞石純度70%。 流化床結晶工藝產生的MAP 結晶純度高、顆粒大，工藝較為簡單，在世界范圍內被廣泛應用。

MAP 俗稱鳥糞石，富含植物生長需要的元素氮磷鎂，是一種高質量的緩釋肥〔13-14〕。 采用MAP 技術回收沼液中的磷可以生產鳥糞石， 出售后具有經濟效益，也會減少除磷劑的使用，可降低污水處理成本〔15-17〕。 但是，實施MAP 技術需要固定資產投資，且投加鎂鹽、堿液等會增加MAP 的回收成本〔18-19〕。 因此，MAP 技術是否具有經濟性是個值得研究的問題。……