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面向未来的污水处理技术-磷回收利用

2015-12-18 10:39来源:水博网关键词:污水处理污泥脱水磷回收利用收藏点赞

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通过长期研究观测还可以证明, 很高的磷酸根离子浓度 (100~ 400mg/LPO43-) 会提高消化污泥 (细胞表面蛋白质) 的亲水能力, 从而对机械性污泥脱水产生负面影响。在食品工业例如鱼肉加工工业内,为了增加食品亲水能力也是同样添加磷化合物。但在污泥脱水处理时,磷的存在自然反而是造成负面影响 (图 2)。

在采用离心脱水机或其他污泥脱水装置进行固液分离之后,含有高浓度磷酸盐的污泥水又重新返回市政污水处理厂, 产生了相当部分的磷返回负荷。从市政污水处理厂的总体磷平衡分析可以知道,对污水处理厂的出水磷指标会产生负面影响。

柏林 Waßmannsdorf 污水处理厂的一些其他技改措施无意中进一步突出了这一问题的严重性。特别是通过对污泥进行静力浓缩和机械浓缩处理之后,强制性导致污泥内许多溶解性离子浓度如镁、胺和磷进一步提高。

特别是厌氧污泥消化过程中,随着胺离子浓度增加还额外导致pH值上升, 从而进一步加重了沉淀结晶问题 (图 2)。

总结上面情况之后可以清楚看到,在引入生物除磷 (Bio-P) 工艺之后虽然提高生物污水处理过程中的除磷能力,节省化学沉淀药剂费用, 但同时还必须对后续污泥处理过程进行优化处理。必须在合适地点采用化学方法进行定向干预,才能有效避免返溶产生的高浓度磷离子与物质产生自发性沉淀反应。.

3 解决处理方案

通过采用新开发的MAP-沉淀工艺,可以解决这一问题。简单来说, 可在污泥消化塔和污泥脱水机之间进行定向 MAP 沉淀处理,可以从污泥内有效去除游离的正态磷,从而解决上面描述的各种问题。近些年来,德国柏林Waßmannsdorf市政污水处理厂在采用这一提磷回收工艺之后,使得生物除磷工艺能够完全经济有效的操作运转 (图 3)。

这一处理工艺在 2001 年申报了专利,目前由德国P.C.S. GmbH 公司负责在全球市场上推广应用这一技术。

这一处理工艺的基本思想是首先将原来污泥处理工段各种设备内无序自发性的磷沉淀反应集中在一点进行, 从而实现其他工艺处理过程能够正常操作运转。

为了达到这一目的,首先将消化污泥中间储存在厌氧污泥消化塔之后的连续沉淀反应罐内,通过曝气处理可将液体内剩余的 CO2 吹脱排出, 从而将 pH值从 7.2 提高至 7.8~8。与此同时,通过投加氯化镁 (MgCl2) 沉淀剂, 使得在此反应罐内的MAP 沉淀效率至少达到 90 %以上。在这个原来临时设计的吹脱反应罐的罐底上安装了板式曝气装置, 不仅可以对液体内的CO2 进行吹脱处理, 还能使污泥得到搅拌均匀化处理, 确保污泥和沉淀药液之间获得充分的混合搅拌。在试验开始初期,没有打算将沉淀产生的MAP-结晶颗粒进行抽提回收, 而是和消化污泥一起进入后续安装的离心脱水机进行固液分离。

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