【摘要】：磷是生命體所必需的營養(yǎng)元素之一,也是一種難以再生的礦物資源。城市廢物流中的磷元素會經(jīng)集中式污水處理系統(tǒng)被富集至剩余污泥之中,因此,通過回收污泥中的磷,可以重構(gòu)城市廢物流系統(tǒng)的磷循環(huán)通道。污泥中的磷包含有機磷(OP)、聚磷(Poly-P)、無機磷(IP)等多種形態(tài),其含量分布主要取決于污水處理過程中的除磷工藝。近年來,隨著污水處理標(biāo)準(zhǔn)的提高,僅通過生物除磷難以實現(xiàn)污水的達標(biāo)排放,因而鐵混凝劑被廣泛應(yīng)用于污水處理系統(tǒng),鐵結(jié)合態(tài)磷(Fe-P)在污泥中也具有相當(dāng)比重。但是,由于Fe-P溶解度極低,從污泥中回收難度很高,Fe-P的釋放被認(rèn)為是實現(xiàn)污泥體系磷回收的瓶頸問題。因此,本課題提出厭氧發(fā)酵耦合硫酸鹽還原(AF-SR)體系,通過發(fā)酵過程實現(xiàn)聚磷(Poly-P)與有機酸的釋放,同時利用硫酸鹽還原過程生成更易與Fe~(2+)/Fe~(3+)結(jié)合的S~(2-),實現(xiàn)污泥中Fe-P的釋放。通過外部投加硫酸鹽構(gòu)建剩余污泥AF-SR體系,分析對照組與實驗組中磷的釋放效率,探究AF-SR促進磷釋放的可行性及該體系適宜的環(huán)境條件。同時,通過實際污水混凝過程,制備鐵強化混凝污泥,并以此混凝污泥為底物,再次考察AF-SR體系中的磷釋放效果,與實際剩余污泥AF-SR過程磷的釋放速率進行對比,探究污水、污泥磷回收系統(tǒng)的潛在優(yōu)化工藝流程。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)通過向AF-SR體系投加硫酸鹽,研究了不同S/Fe下剩余污泥中Poly-P與Fe-P的釋放情況,以及P在固、液兩相的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果表明未加入硫酸鹽的原始剩余污泥中PO_4~(3-)-P難以被釋放,而在S/Fe元素比為2.0的實驗組,PO_4~(3-)-P在發(fā)酵前10天內(nèi)釋放完全,此時PO_4~(3-)-P濃度為238.9mg/L,占污泥總P含量的40.8%。(2)通過Visual MINTEQ 3.0模擬計算,分析了AF-SR體系中影響PO_4~(3-)-P釋放率的因素及AF-SR體系的釋磷機制。結(jié)果表明SO_4~(2-)-S的還原速率決定了PO_4~(3-)-P的釋放速率,AF-SR體系的最佳釋磷S~(2-)/Fe~(2+)比為1.0,最適pH在7.0-8.0范圍內(nèi),若污泥體系中的磷主要以無機磷形態(tài)存在,AF-SR體系中60.9-61.9%的磷可被釋放。(3)通過AF-SR體系混凝污泥序批式發(fā)酵實驗,研究了前置鐵強化污水混凝除磷工藝對整體磷回收效率的提升作用。結(jié)果表明,混凝污泥中的磷在3-5天內(nèi)可以釋放完全,上清液中磷的濃度可達272.6 mg/L,占總磷含量的58.9%,相比與剩余污泥體系,混凝污泥發(fā)酵速率與磷釋放率都有顯著的提高,驗證了前置鐵強化污水混凝除磷工藝對整體磷回收效率的提升作用。(4)通過比較經(jīng)不同方式處理后污泥中磷的釋放效率,結(jié)合藥劑投初步成本分析,探究分別以剩余污泥和混凝污泥為底物時,AF-SR體系的經(jīng)濟性及應(yīng)用潛能。結(jié)果表明依賴于硫酸鹽投加的AF-SR體系藥劑成本較低,易于操作。同時,本研究提出了基于AF-SR體系的污水、污泥處理處置工藝流程概念,以實現(xiàn)P、N的高效回收利用及Fe、S、C三種元素的循環(huán)使用。
【圖文】：

上海大學(xué)碩士學(xué)位論文構(gòu)建厭氧發(fā)酵耦合硫酸鹽還原（AF-SR）體系實現(xiàn)剩余污泥中多形態(tài)磷的同步釋放剩余污泥厭氧發(fā)酵釋磷效果 污泥中磷的釋放潛力SIP、SO42-、IP、OP、TP Visual MINTEQ 模擬計算基于 AF-SR 體系強化混凝沉淀實現(xiàn)污泥中鐵結(jié)合態(tài)磷的高效釋放鐵鹽強化污水除磷制備混凝污泥 探究 AF-SR 體系的應(yīng)用潛能

圖 2-1 剩余污泥厭氧發(fā)酵批次實驗示意圖-1 Schematic diagram of waste activated sludge anaerobic fermentation experimen混凝污泥發(fā)酵實驗方法混凝污泥的制備實驗所用混凝污泥來自上海市石洞口污水處理廠，通過現(xiàn)場混凝實在污水處理廠進水口搭建混凝裝置（500L），經(jīng)篩網(wǎng)過濾去除進水礫、木質(zhì)纖維、塑料顆粒等雜質(zhì)后，向 500 L 混凝裝置中加入 0.5液（30 g/L-Fe），即污水中鐵混凝劑投加量為 30 mg/L-Fe，先快速180 rpm），再慢速攪拌 15 min（30 rpm），，靜置 2 h 后從裝置下層排泥。鐵強化混凝污泥呈黑色。運回后靜置 24 小時，棄去上清液，
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖瓊;;從韓國經(jīng)驗透視中國污泥政策障礙[J];給水排水動態(tài);2017年04期

2 ;日本大阪利用新技術(shù)使污泥“變廢為寶”[J];中國建材資訊;2015年06期

3 ;污泥發(fā)電紹興新能源有亮色[J];廣西電力建設(shè)科技信息;2006年01期

4 廖永芳;;新型污泥處理裝置的工程評價[J];煉油設(shè)計;1982年01期

5 南彥斌;雷克剛;王向舉;李秦翔;黃劍明;邵兆偉;;污泥處理中的可持續(xù)發(fā)展策略[J];甘肅科技;2019年16期

6 盧t熀

本文編號：2636758