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剩余污泥中磷的释放和回收技术的研究进展

2021-06-30何海东刘亚利

化工技术与开发 2021年6期

何海东,刘亚利

(南京林业大学土木工程学院,江苏 南京 210037)

我国每年约有0.29Mt的磷随污水进入污水厂,经生物强化除磷或化学除磷后,90%以上的磷会转移到剩余污泥中[1-2],因此,用剩余污泥替代磷矿石来缓解磷供应短缺的问题,是经济可行、环境友好的方法。然而,剩余污泥中的铬、聚芳烃等有害物质限制了其直接作为磷肥施用到农田上的可能[3]。近年来的研究表明,采用鸟粪石、多羟基磷灰石、铁盐等进行沉淀的方法,可从剩余污泥的上清液中获得可直接应用于农田的高品质磷矿物质。值得注意的是,剩余污泥中的磷主要以多磷酸盐、正磷酸盐、有机磷等形式,存在于微生物细胞和细胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中[4-5]。破坏剩余污泥的细胞和絮体结构,将磷释放至上清液中,是有效回收磷的第一步。因此,本文针对剩余污泥中磷的存在形态,重点阐述了热水解、酸/碱、超声、臭氧等预处理技术对剩余污泥中磷释放的影响,并总结了沉淀法回收磷的机理和效能。

1 污泥中磷的形态

污水处理过程中,一般通过生物强化除磷和化学除磷工艺,将磷酸盐从液相转移到固相,而后通过排泥的方式去除。在生物除磷工艺中,聚磷菌在好氧条件下过量地从污水中摄取磷酸盐,并将其以聚磷酸盐的形式储存于细胞内。在化学除磷过程中,与铁盐、铝盐反应生成磷酸铝或磷酸铁沉淀,进入剩余污泥。因此,剩余污泥中的磷按照化学性质可分为有机磷和无机磷。据报道,剩余污泥中40%的磷以有机磷的形态存在于聚磷菌的细胞内。……

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