污泥中磷的释出效率与回收技术研究.docx

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摘要

研究污泥中磷的回收，对实现污泥的废弃物利用、磷资源的可持续及防治水体富营养化发展均具有重要的意义。本论文以回收污泥中的磷为目的，针对3种不同处理工艺的污水处理厂污泥，分析污泥中不同形态磷的占比，重点研究不同反应条件对污泥磷释放的影响；利用响应面法优化实验条件，得到富磷上清液，以磷酸铵镁的形式进行磷的回收，并对回收效率进行分析；同时探讨污泥焚烧灰中磷的浸出效率。主要研究结果如下：

1.污水经处理后，通过污泥形式排放的磷比例高达60%以上。污泥总磷含量高，是一种可利用的富磷资源。污泥中的磷主要以无机磷形态存在，占总磷的71.7%-89.3%;非磷灰石是无机磷的主要形态，占50%左右。

2.低温热解时，在50℃条件下污泥总磷的释放率最高，达50%以上。投加酸碱时，酸性或碱性条件下污泥磷释放效果优于中性条件，pH为4.0时污泥的磷释放率最高，在40%左右；碱性条件下，污泥中非磷灰石态无机磷会大量释放。投加EDTA时，磷灰石态无机磷的释放率大于非磷灰石态无机磷。

3.采用响应曲面法，研究pH、反应温度、EDTA浓度3个因素对磷释放过程的影响，并优化反应条件，建立数学模型，得出最优实验条件。模型拟合度较高 (R2为0.9870),各因素对磷释放影响的大小为：pH反应温度EDTA浓度。优化后的反应条件为：pH值为4.0,反应温度为53℃,EDTA浓度为14.5mmol-L-。在该反应条件下，磷的释放率达到62.91%。

4.以磷酸铵镁沉淀法回收污泥上清液中的磷，反应时间对磷回收的效率没有较大的影响，在10min内可快速完成磷酸铵镁沉淀反应。综合考虑实验的经济性，回收磷的最佳反应条件：pH为9.5,n(Mg):n(P)为1.2,反应时间10min。

5.采用酸和碱浸出焚烧灰中的磷，H?SO?浸出效果优于HCL和HNO?,碱不能对磷元素进行有效的浸出。焚烧温度为900℃时，污泥总磷浸出率最高，且上清液中磷酸根的含量在80%以上。当浸提剂为H?SO?时，浸出磷的最佳液固比为60mL·g1。

关键词：污泥磷；磷的释放与回收；污泥磷形态；响应面法；污泥焚烧

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Abstract

Studyingtherecoveryofphosphorus(P)insludgewasofgreatsignificancefortherealizationofsludgewasteutilization,thesustainabledevelopmentofPresourcesandthepreventionandcontrolofwatereutrophication.ForthepurposeofrecoveringPinsludge,thispaperanalyzedtheproportionofdifferentformsofPinsludgeofthesewagetreatmentplantwiththreedifferenttreatmentprocesses,andfocusedontheimpactofdifferentreactionconditionsonthereleaseofPfromthesludge;Theexperimentalconditionswereoptimizedbyresponsesurfacemethod(RSM)toobtainP-richsupernatant.Phosphoruswasrecoveredintheformofmagnesiumammonium

phosphate(MAP),andtherecoveryefficiencywasanalyzed.Atthesametime,thePleachingefficiencyofsludgeincinerationashwasdiscussed.Themainfindingswereasfollows:

1.Afterthesewagewastreated,Pwasdischargedintwoforms:effluentandsludge,ofwhichtheproportionofPdischargedintheformofsludgewasashighasmorethan60%.ThetotalPcontentofthesludge