【摘要】：磷是生命不可或缺的營養(yǎng)元素之一,磷的開循環(huán)使得磷回收成為必然。污水處理廠剩余污泥含磷豐富,具有較高的回收利用價值。在污泥磷回收方法中,鳥糞石結(jié)晶法具有眾多優(yōu)點而被廣泛采用。從污泥中回收磷的關(guān)鍵是將泥中的磷盡可能多的釋放到液相中。污泥的熱水解+厭氧消化工藝,可提高沼氣產(chǎn)量、減少消化池容,降低沼渣量,是目前國際國內(nèi)污泥處理的主流工藝,但存在熱水解階段能耗高,污泥輸送管道和消化罐內(nèi)壁容易產(chǎn)生鳥糞石結(jié)垢,磷的回收率不高等問題。本論文提出兩段式鳥糞石磷回收工藝,即第一段采用低溫?zé)崴忸A(yù)處理污泥,從處理后的上清液中回收磷;第二段對回收磷之后的泥水混合液采取厭氧消化法,進一步回收消化液中的磷。從而獲得了比較滿意的結(jié)果。論文獲得的主要研究成果如下:(1)獲得了熱水解污泥磷釋放的最佳條件。通過單因素輪換實驗,確定出加熱溫度75℃、加熱時間lh、pH=3是熱水解磷釋放的最佳條件。此時TP和IP的釋放量分別為311.9 mg/L和293.8 mg/L,釋放的磷以IP為主,占上清液TP的比例為94.2%;將上述污泥混合液在35℃條件下靜置24 h,污泥液相中NH4+-N濃度由96.0 mg/L提高到318.7 mg/L,是液相中IP(摩爾比)的2.3倍,同時伴隨著SCOD濃度的明顯減小,非常有利于采用鳥糞石法回收磷。(2)確定出磷回收的最佳工藝條件。采用單因素輪換實驗,確定出pH,Mg/P和反應(yīng)時間是磷回收的主要影響因子;采用響應(yīng)曲面分析法,獲得了鳥糞石磷回收的最佳工藝條件為:pH=9,Mg/P為1.3,反應(yīng)時間10min;此條件下,磷的回收率和NH4+-N的去除率可分別達到96.7%和20.9%。(3)經(jīng)一階段磷回收后的上清液與泥的混合液經(jīng)厭氧消化(SRT=15d)處理后,消化液中IP濃度為123.4 mg/L。經(jīng)兩階段鳥糞石回收工藝,磷的回收效率可以達到59.0%,比一段法提高29%。此時混合液的脫水效果更好,消化液中的磷也更容易以鳥糞石形式回收。經(jīng)成本核算,采用兩段法進行磷回收,每噸污泥(含固率5%)可獲得約1.44元的收益。(4)確定出影響鳥糞石純度的關(guān)鍵因子,提出采用陽離子交換樹脂可提高產(chǎn)品純度的工藝方案。上清液中Ca2+濃度對鳥糞石純度的影響顯著,尤其是pH和Ca/P對鳥糞石純度產(chǎn)生重要影響。當(dāng)pH=7時回收的鳥糞石產(chǎn)物純度最高,為31.2%,但產(chǎn)量最低;pH=9時,產(chǎn)量是pH=7時的3.26倍,但產(chǎn)品純度僅為6.3%;即Ca/P比越大,磷的回收率越高,但純度降低。當(dāng)Ca/P=0.1時,回收率為82.8%,鳥糞石產(chǎn)品純度為90.2%;當(dāng)Ca/P=1.1時,回收率可達到99.1%;產(chǎn)品純度降低至35.1%。在pH=9的條件下,污泥上清液采用陽離子交換樹脂處理后,Ca/P比由1.2降至0.4,鳥糞石產(chǎn)品純度由6.3%提高到 55.1%。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703
【圖文】：

圖 1-1 全球磷礦分布及中國磷礦分布Fig1-1 Distribution of Global Phosphorus Ore and Distribution of Phosphorus in C2.22.11.95.418.25

圖 2-2 熱水解裝置Fig 2-2 Thermal hydrolysis device化裝置：厭氧消化裝置由進泥罐、蠕動泵及厭氧反應(yīng)設(shè)計圖；2-3 b 是實際運行后的圖。反應(yīng)器材質(zhì)為有

a b圖 2-3 厭氧消化裝置設(shè)計圖及實物圖Figure 2-3 Anaerobic digestion device design and actual operation diagram

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫連鵬;譚錦欣;郭五珍;葉挺進;歐偉松;;厭氧條件下剩余污泥中磷及相關(guān)指標(biāo)的釋放和變化規(guī)律[J];生態(tài)環(huán)境學(xué)報;2014年02期

2 董濱;劉曉光;戴翎翎;戴曉虎;;低溫短時熱水解對剩余污泥厭氧消化的影響[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年05期

3 梅翔;王欣;楊旭;何s

本文編號：2777247