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表4 四种物质中所含磷元素的特性参数
在过去的十年里,德国进行了大量关于磷回收的研究。然而,要想从出污水中去除磷,就必须对所有的污水进行处理,这也就是为什么迄今为止这项技术还没有得到广泛应用。相比之下,污泥、污泥回流液的体量就会小很多,而污泥灰分的体量是最小的。这也就是为什么有这么多研究都将重点放在了污泥以及污泥灰分上,因为它们是技术可行性最高的。
1、从污泥中回收磷
由于高昂费用的原因,在德国,截止到2011年只有吉夫霍恩有一座污水处理厂采用了较大规模的磷回收工艺。该水厂的处理能力是50000PE。在吉夫霍恩,“Seaborne Process”被用来进行消化污泥处理,这个技术分为三个步骤:
——酸浸泡;——去除重金属;
——沉淀;
图10 吉夫霍恩的Seaborne process流程图
在酸浸泡阶段,消化污泥与H2SO4相混合,用以降低pH。此时,重金属和磷酸盐就会被溶解。在此过程中,可以加入氧化剂。两小时以后,离心机就可以将非溶解态物质分离出来。
被分离出的含有溶解态磷酸盐、氮和重金属的液相将进入重金属去除阶段。这个过程中,需加入Na2S,重金属便会以硫化物的形式沉淀析出。
接下来并且是最重要的步骤,就是加入氢氧化镁,沉淀的磷酸盐将形成鸟粪石,鸟粪石是一种非常好的肥料。鸟粪石或者硫酸铵镁(MgNH4PO4×6H2O)中的Mg2+, NH4+ 和 PO43- 的含量比例是1:1:1,它也被称作MAP,形成过程见以下方程式:
HPO42- + NH4+ + Mg2+ + OH– + 6 H2O → MgNH4PO4×6H2O
在吉夫霍恩,该水厂的总投资是700万欧元,而平时的产出大约是1.3吨的N-P肥料。至今为止,其成本投入仍然是回报资金的好几倍。
2、从污泥灰分中回收磷
只有当污泥只经过焚烧一道工序时,磷回收才会有一定的意义。否则的话,磷的含量会非常低。在德国,大约有20%的污泥将会被用来单独焚烧,焚烧会将污水中的磷浓缩并转移至污泥灰分中。污泥灰分会分解为有机物,包括一些潜在的毒性有机物。因此,灰分中的磷不再适宜用于植被肥料等。污泥灰分包括大约17%的P2O5。根据原水性质不同,污泥灰分将有可能含有不同的重金属。这也就是为什么灰分再用于农业生产之前必须经过适当处理的原因。
迄今为止,德国只有一座小规模污水处理试验厂在实验此技术,这座水厂属于欧盟SUSAN工程(Sustainable and Safe Re-Use of Municipal Sewage Sludge for Nutrient Recovery)。此技术是将污泥灰分与含氯物质(e.g., MgCl2)掺混在一起,放入炉中加热至850-1000ºC。此时,挥发性重金属氯化物将会以气态形式挥发至大气,同时,新的矿物质将会形成,并且磷的生物利用率将会增加。
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摘要:地球磷危机时代已经来临,唯有发掘“第二磷矿”才能有效遏制磷的匮乏速度。剩余污泥焚烧灰分是污水的磷汇,是实施磷回收的最佳位点。因灰分中重金属含量较高,实施磷回收需要将其分离并加以利用。否则,回收磷难以与矿物磷形成竞争。比较各种灰分磷回收方法发现,热化学法中的AshDec工艺可利用金
[文章亮点]剩余污泥焚烧灰分磷回收过程中伴随着(重)金属(Al3+和Fe3+等)去除。海水淡化副产品——卤水中富含阴离子Cl-与SO42-。灰分中阳离子(Al3+和Fe3+)与卤水中阴离子(Cl-和SO42-)耦合可以生产混凝剂。将灰分中Al3+与卤水耦合获得液体聚合氯化铝(PAC),具有良好混凝效果。不同废物利用创建
对目前国内外污水和污泥回收磷技术进行了总结。污水处理过程中,可以从污泥脱水清液、消化后浓缩污泥和污泥焚烧飞灰中进行磷回收,回收率最高可以达到90%以上。磷回收的产品主要有磷酸铵镁、磷酸钙、磷酸等,可以进一步加工成化肥或者用作磷化工原料。对上海市污水处理厂的研究表明,典型进水中磷含量
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磷是动植物生长必不可少的营养元素,也是不可再生的有限资源,而城市化后的现代卫生排水设施使其断了回归土地之路,导致其呈直线流动形式从陆地逐渐流向海洋。磷危机已经出现,没了磷便意味着人类食物从此会断档,这个时间很快,最多也就100年的功夫。前几期推送已向大家介绍了农村地区应坚守“粪尿返
编者按:近年,从视污水为一无是处的废物到把它当作全身是宝的话锋显得突变。尽管污水资源化实操还存在技术、经济问题,但一时间来势汹汹的学界态势确实说明污水处理技术未来发展方向将以资源化、能源化为主要目标。这种理念的转变显然是基于人类对自身发展模式的逐渐认识与否定,遂倡导可持续发展之模
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