基于低溫熱處理技術的城市污泥磷回收.pdf

1、中國在“十二五”和“十三五”期間大力興建污水處理廠，在顯著改善水環(huán)境質量的同時，也產(chǎn)生了大量富含磷的活性污泥。由于熱源獲取難度小且熱處理工藝污泥減量明顯，近年來國內(nèi)外學者對污泥熱處理展示出濃厚的興趣。本研究使用低溫熱處理技術聯(lián)合化學結晶方法從富含金屬鹽類的活性污泥中回收磷元素。該技術具有工藝簡單、氮磷元素回收效果理想、回收產(chǎn)物高值化等特點，在中小污水廠具有廣闊的應用前景。
　　本文對城市污水處理廠好氧池末端的活性污泥進行低溫熱處理

2、釋放其中的磷，并以磷酸銨鎂的形式回收磷。將有無添加金屬絡合劑EDTA污泥的釋磷效果進行對比分析，研究EDTA在加熱過程中對污泥磷釋放的影響機制，并考察了低溫加熱過程和磷酸銨鎂沉淀過程中各個因素對磷釋放和磷回收的影響，確定其最優(yōu)化的條件。
　　研究結果表明：污泥在只進行低溫熱處理后釋放磷元素非常有限，只釋放出5％的總磷（T-P）。添加10mmol/L的EDTA后，能夠釋放出大量的磷，磷酸鹽（Pi）和T-P的釋放量達到110mmol/

3、L和140mmol/L，比沒添加EDTA增加了將近10倍。本試驗中添加10mmol/L的EDTA并在80℃下低溫加熱處理60min后，能夠最有效地釋放污泥中的磷。在這個條件下，TP的釋放量可達到140mg/L（約65%），其中所釋放的Pi和聚磷酸鹽（po ly-P）分別占TP的78%和20%。EDTA主要通過影響污泥中的金屬元素的釋放來提高磷的釋放量，其中影響最大的是Ca、Mg、Al和Fe這四種金屬元素。按照EDTA對其影響程度由大到小

4、進行排列分別為：Al>Fe>Ca>Mg。添加EDTA還可以明顯地提高污泥的破解程度。pH值和Mg：N：P的摩爾比對上清液中Pi和po ly-P的回收效果都有顯著的影響，并且其影響程度很接近。在pH=9、n（Mg2+）：n（NH4+）：n（P）=1.5：1：1的條件下，磷酸銨鎂沉淀法能夠最有效地回收磷。此時分別回收105mg/L的Pi和40mg/L的po ly-P，其沉淀率分別為88%和80%。產(chǎn)物中的磷大部分以磷酸銨鎂的形式回收。在本試

5、驗中，磷的回收率可達50%多。
　　本研究可得出以下結論：污泥中的金屬鹽類會嚴重阻礙低溫加熱過程中磷的釋放，可通過添加金屬絡合劑EDTA來改善其效果。大部分的Ca離子和少部分其它金屬離子在EPS中與磷結合形成的難溶物并通過架橋作用增強EPS對溫度的抗性；而且含有金屬化合物的EPS和附著在細胞表面的含Al化合物能夠堵住微生物細胞膜和細胞壁上的通道，從而阻礙細胞中磷的釋放。添加EDTA還可以明顯地提高污泥的破解程度，從而減少污泥產(chǎn)量，