随着污水处理厂污泥排放量的急剧增加及污泥中磷资源化的要求，国内外不断研发出许多污泥磷回收技术。目前，污泥磷回收技术主要有化学法、生物法和其他回收方法等。要有效地解决磷回收率问题，必须对现有的污泥磷化学回收技术的原理、影响因素等方面进行研究，使这些技术向着实用价值及良好效能的方向发展。同时，污泥磷化学回收技术也体现了污泥资源化技术的重要应用。因此，作者对下面几类污泥磷化学回收技术的研究现状及发展作了详细的综述。
1 污泥磷化学回收技术的机理
污泥磷化学回收技术主要是通过一系列的方法使污泥产生富磷上清液，然后投加化学药剂与富磷上清液发生化学反应，形成不溶性的磷酸盐沉淀，利用固液分离的方式实现回收污泥磷的目的。污泥磷化学回收技术操作简便、无时间要求、容易控制实验条件。但污泥磷化学回收技术还是处于相对发展阶段，该技术仍需改进。目前，回收污泥磷的化学技术主要有沉淀法、结晶法、吸附法。
2 污泥磷化学回收技术的研究现状及发展
2.1鸟粪石形式回收污泥磷的化学技术
鸟粪石（MgNH4PO4·6H2O，简称MAP）形式回收污泥磷的化学技术基本原理是在一定离子溶度积条件下，在污泥上清液中加入镁盐，生成粉末或颗粒状的白色晶体—MAP沉淀物（磷酸铵镁）。其MAP形式回收污泥磷的化学技术具有费用低、装置简易、操作简便等优点。但是影响MAP形式回收污泥磷的化学技术实施因素很多，如：MAP组分摩尔比、pH、反应时间、其他离子共沉淀、镁源等影响因素。
以MAP形式回收污泥磷的化学技术在污泥资源化领域应用时，许多研究者都比较青睐于影响因素的探究。研究了以MAP形式从剩余污泥中回收氮和磷，探讨了发酵时间、pH对污泥发酵释放磷的影响，以及P和Mg摩尔比对回收磷的影响，研究表明随着镁的投加，且当P和Mg摩尔比为1.2:1时，磷的回收率达到最高。研究了以MAP形式回收磷，探究了钙、镁、氮投加量与pH对MAP形成的影响，磷的回收率达到97%。在不同pH或改变其他影响因素的实验条件下，研究了pH对MAP结晶的影响，并对产物进行了表征分析。也对磷酸铵镁法回收污泥浓缩液中氮磷的影响因素进行了研究。研究了气水比对污泥水中以MAP形式回收氮磷的影响，得出气水比影响晶体产物的产量、粒径和分布，但对晶体形态和组成的影响较小。
为提高污泥中磷的释放量，通常要采取微波处理法、臭氧氧化法、厌氧消化法、超声波法、热处理、焚烧溶出法、酸碱法等方法对污泥进行预处理，得到大量的富磷上清液，从而提高污泥磷的回收率。研究磷酸盐沉淀法回收污泥中的磷时，在加热和加酸联合作用下处理污泥，污泥中磷的释放率达到96.3%；当用海水提供镁源与污泥消解后的富磷上清液进行沉淀时，污泥磷的回收率为75%，并确定了pH为10，温度为25℃，n(Mg):n(N):n(P)为1.8:1.2:1，搅拌转速为100～120r/min，搅拌时间为15min。对MAP法去除臭氧化污泥破解液中氮磷效能进行研究，最优的控制条件：pH为10，磷镁摩尔比为1.8:1，搅拌时间为10min，磷的沉淀率为88.5%。
其他改进化学技术方面，研究者通过在一个平行反应器中加入添加表面活性剂十二烷基硫酸钠及采用改型后的镁型强酸性阳离子交换树脂提高MAP的纯度。在碱解剩余污泥上清液制备磷酸铵镁的研究中，在磷酸铵镁沉淀法回收碱解剩余污泥释放的PO43--P和NH4+-N中，通过设计二级碱解工艺，以节省耗碱量并降低碱解上清液的pH。用沉淀气浮法从回流液中回收氨氮和磷，结果表明在pH为10、磷酸二钠和氯化镁为沉淀剂的条件下，磷的回收率达到98.79%；但加入AN-2气浮剂，此时沉淀产物MAP的气浮回收率可达94.91%。
因此，今后应当采用超声波耦合酸解加热、酸解加热等方式提高污泥破解释磷的效果。同时，为了减少其他有机物对MAP生成的影响，可采用水洗MAP沉淀使没有参加反应的磷酸根释放出来，再进行回收，以此提高MAP的纯度。
2.2磷酸钙盐形式回收污泥磷的化学技术
磷酸钙盐形式回收污泥磷的化学技术是指当溶液中各离子达到饱和状态时，污泥上清液的磷酸盐与加入的钙盐形成磷酸钙盐沉淀，最终转化为HAP结晶，通过除磷剂析出，从而达到回收污泥磷的目的。
磷酸钙盐结晶的影响因素主要有钙磷摩尔比、pH、碳酸根离子、有机物等。利用牛骨回收磷时，分析了钙的初始浓度、pH、碱度、反应温度对回收磷时的影响。研究不同Ca/P比下碳酸根对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响，结果表明增大钙磷摩尔比能降低CO32-对磷酸钙沉淀反应的抑制作用,将钙磷摩尔比为3.33作为适宜的反应条件。通过改变磷初始浓度、pH、温度等影响因素，探究了碳酸根对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响。利用浊度分析法研究硅酸对磷酸钙沉淀的影响，当硅酸存在时，溶液中除了生成羟基磷酸钙外，还生成其他类型的磷酸钙。
目前，一些研究者用某些物质诱导HAP结晶。研究赤泥诱导磷酸钙结晶法回收废水中的磷时，在搅拌时间为30min，搅拌速度为180r/min，沉淀30min后，初始磷酸盐浓度为60mg/L，在赤泥投加量为8g/L，赤泥粒径为250～380μm，磷的回收率达到74.1%。
磷酸钙盐形式回收污泥磷的化学技术也在晶种材料选择、制作材料等方面也取得重大的成果。以硅灰、白碳黑、硅藻土及硅胶筛选硅质原料，与钙质原料电石渣制备水化硅酸钙，通过实验研究了硅质原料特性对水化硅酸钙回收磷性能的影响。谷彩霞等[29]研究了牛骨粉为晶种的磷酸钙结晶法回收污泥发酵液中磷，在最优条件下进行流化床实验，以牛骨粉作为晶种的磷酸钙结晶法时，磷的回收率可达89.8%。
同时，磷酸钙盐形式回收污泥磷的化学技术也可以除去一些污染物。在磷酸钙沉淀法同步去除污泥水中磷和腐殖质的优化研究中，通过响应面法探究HS浓度、pH和钙磷摩尔比对磷和HS去除效果的单独和联合效应。但磷酸钙盐形式回收污泥磷的化学技术应用时，还存在碳酸根离子影响、晶种选择、污泥磷释放等问题。随着反应温度的升高,磷酸钙过饱和度指数也升高,沉淀反应会更容易发生，因此在高温条件下，以磷酸钙盐形式回收污泥中磷，这些都必将成为今后的研究热点。
2.3白云石回收污泥磷的化学技术
白云石（CaCO3·MgCO3）主要是由碳酸钙和碳酸镁组成的复式盐。白云石回收污泥磷的化学技术原理是：当白云石与污泥富磷上清液反应时，主要以磷酸钙盐和磷酸铵镁两种形式进行沉淀，再向沉淀中加入除磷剂析出，以此达到回收污泥磷的目的。
白云石回收污泥磷的影响因素主要有初始pH、反应温度、反应时间、固液比等。在利用白云石石灰去除与回收污泥厌氧消化液中氮和磷的实验中，确定了实验最优条件：最佳投药固液比为300mg/L，最佳初始pH范围为8.5～9.5，反应温度为25.0℃，搅拌速度为150r/min，反应时间为24h；通过分析可知沉淀产物中含有磷酸铵镁（MAP），可实现磷的有效回收；为了提高白云石回收污泥中磷的量，采用响应面法对影响因素进行了优化。
为了提供充足的Ca2+、Mg2+和加快结晶沉淀反应，一些研究者不断探究新的化学技术。采用了白云石石灰流化床工艺对磷进行结晶去除，药剂投加量为600～650mg/L、停留时间为5h及曝气量为50mL/min的条件下，磷的去除率可达87%；表征分析发现磷主要以磷酸铵镁和羟基磷灰石两种形式去除；同时采用响应面法优化白云石流化床运行的影响因素。采用流化床工艺以MAP或HAP形式回收厌氧消化液中磷，磷的去除率可达到80%。利用白云石回收污泥厌氧消化液中的磷时，将白云石作为钙镁源，再通过分别构建不同的磷回收体系，可以分步从污泥厌氧消化液中有效地回收磷，且提高了磷回收率。
对比了白云石质凹凸棒石粘土、白云石复混材料、单独凹凸棒石粘土与白云石3种方式对磷的吸附能力，其中白云石质凹凸棒石粘土具有较佳的磷吸附能力，可用作磷的吸附净化材料，再进一步处理吸附材料达到回收磷的目的。将氧化镁与白云石石灰结合对不同来源废水中磷的回收效果进行了研究，研究表明白云石石灰比氧化镁所需的经济成本更低，是较为理想的磷回收药剂。通过对比分析含钙材料除磷特性，可知除磷能力从小到大依次为：白云石<雪硅钙石<水化硅酸钙，其除磷率分别为51.68%、86.14%、98.84%，可知水化硅酸钙对磷的去除效果最好。
白云石回收污泥磷技术作为一种新的污泥磷回收技术，它具有较好的发展潜能。研究者还可以通过寻找新型白云石材料、诱导结晶物质、改进工艺等，以此提高白云石回收污泥磷的效率。同时，对于富含磷的上清液，可以设计二级工艺对磷进行回收，即一级工艺以磷酸铵镁形式充分利用上清液的氨氮回收磷，二级工艺再以磷酸钙盐形式、白云石形式回收剩余的磷，这为今后提供了一种磷回收的新技术。
2.4吸附回收污泥磷的化学技术
吸附回收污泥磷的化学技术原理是指利用吸附剂对预处理后的污泥上清液进行吸附，然后再加入合适的除磷剂，以此到达回收污泥磷的目的。
制备磁性吸附剂CMC-CoFe2O4对磷进行吸附回收，研究表明：确定吸附剂的实际应用解析液的浓度为5%NaOH，最佳再生液组成为15%NaNO3，实际含磷解析液中磷的回收实验中，磷回收60min，钙磷摩尔比为2，pH为13，磷的初始质量浓度为50mg/L，磷的解析率为97.3%，回收率为96.65%。研究类水滑石吸附和蓝铁石沉淀回收污水中磷，加CaCl2的类水滑石在pH大于10.5、钙磷摩尔比为2.0时，反应时间30min后磷回收率可达90%以上；考察了投加无定形FeOOH（A-FeOOH）并通过三价铁还原诱导生成蓝铁石沉淀去除污水中可溶性磷的可行性。吸附回收污泥磷的化学技术是一种操作简单、环保、效益高的技术，但是可能面临制备吸附剂费用高的问题，因此如何寻找低成本吸附材料将是一个研究的热点。
2.5其他回收污泥磷的化学技术
利用铁盐改性牡蛎壳回收剩余污泥中磷，确定了改性牡蛎壳比表面积为16.955m2/g，孔容率为0.01969cm3/g，孔径为3.870nm；在一定的实验条件下，用铁盐改性牡蛎壳吸附剩余污泥中磷，污泥消解液中磷的回收率达到90%以上。探究了铁盐回收磷的效果，在考虑了Fe/P比、pH、初始磷浓度的影响下，并采用PHREEQC软件进行模拟。在纳米过滤回收污泥中磷的研究中，对比DL、NF270、AS、Duracid四种纳米过滤膜的相关性能，通过纳米过滤去除金属离子，达到回收磷的目的，磷的回收率达到83.7%。
离子交换法回收污泥磷也得到了广泛的应用，在利用离子交换法回收磷的研究中，研究表明：因为通过离子交换的再生废液中含有SO42-、Cl-、PO43-及NO3-等较高浓度的离子，所以可以利用蒸发结晶方式回收再生废液中95%NaCl晶体；在pH为10.5及钙磷摩尔比为1.6的条件下，投加CaCl2溶液可将再生液中的磷回收，且磷的回收率在92%以上。探究了离子交换法选择性回收污泥厌氧消化液中的磷，并将D213、D202、D301、DSQ等4种阴离子交换树脂分别对磷进行回收，结果发现DSQ树脂是一种高效选择性分离磷的树脂。
3 结语与展望
污泥磷化学回收技术的深入应用与发展，已在污泥资源化方面得到了长足的进展。但也存在一些不足，今后污泥磷化学回收技术的研究方向为：1）采取超声波或微波耦合酸解加热、酸解加热等新技术增强污泥中磷的释放量；2）通过分析污泥磷回收技术的影响因素，采用水洗的方式提高MAP、磷酸钙盐等沉淀的纯度；3）探究高温条件下，以磷酸钙盐形式回收磷的影响；4）满足高效率、低成本的前提下，研发污泥磷化学回收技术的工艺-二级回收工艺，对于富含磷的上清液，设计一级工艺以磷酸铵镁形式充分利用上清液的氨氮回收磷，二级工艺再以磷酸钙盐形式、白云石形式回收剩余的磷；5）探究新型的诱导结晶物质、钙或镁源物质及吸附材料等；稳定、环保、高效的污泥磷化学回收技术将是研究、应用和开发污泥资源化技术的新领域。