摘要：【目的】 磷污染是畜禽养殖业主要环境问题之一。 为了实现磷资源的可持续发展,从养猪废水中回收磷受到了广泛关注。 【方法】 试验以AZ31B 镁合金板为阳极、TC4 钛合金板为阴极,构建鸟粪石电解反应器。 通过单因素试验,系统考察了在不同初始电流密度条件下,反应体系中pH 变化、镁离子释放特性、磷回收效率及镁阳极电化学特征。 同时,利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X 射线光谱(EDS)和X 射线衍射(XRD)对沉淀产物的形貌及物相进行表征。 【结果】 研究表明,随着电流密度的升高,阳极镁离子的释放速率显著加快,促进了磷酸盐的沉淀与回收。 当初始pH 值为7.2、极板间距为5 cm、电解时间为60 min、初始电流密度为1.11 mA/cm2 时,磷回收率达到84.5%,沉淀产物为主要衍射峰强度高、半峰宽小的鸟粪石晶体;当电流密度增至1.67 mA/cm2 时,磷回收率提高至92.4%,沉淀产物为主要衍射峰强度较弱、半峰宽较小的鸟粪石晶体;电流密度达2.22 mA/cm2 时,磷回收率仅略微提高至92.72%,但沉淀产物转变为非鸟粪石结构的镁磷化合物。 这表明,过高的电流密度可能导致电极表面反应机制的改变,并对鸟粪石的稳定性和结晶过程产生不利影响。 【结论】 研究结果可为养猪废水中磷资源的回收与利用提供重要的理论依据和技术指导,同时为电化学鸟粪石沉淀反应器的设计和优化提供关键参数,促进资源循环利用和环境可持续发展。

关键词：电化学，电解反应器，镁阳极，鸟粪石，磷回收

基金资助：湖北省自然科学基金计划联合基金项目(2023AFD088);湖北省教育厅科学技术研究项目(Q20221902);高水平科研成果校内培育项目(PY22007);湖北民族大学大学生创新创业训练计划项目(S202310517020)

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