富磷污泥厌氧消化磷释放与回收的研究进展-论文.pdf

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1、王文瀚等富磷污泥厌氧消化磷释放与回收的研究进展富磷污泥厌氧消化磷释放与回收的研究进展*王文瀚王林李咏梅(同济大学环境科学与工程学院，污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092)摘要生物强化除磷(EBPR)T．艺会产生大量的富磷污泥。富磷污泥中的聚磷菌(PAOs)在厌氧消化过程中吸收外界碳源并释放大量正磷，高浓度的磷会对厌氧消化系统中厌氧微生物的代谢产生影响，使得消化过程更加复杂。富磷污泥厌氧消化过程会产生磷、氮、有机物和金属离子等物质，其中磷的回收利用可以减少磷矿资源的开采，从而实现磷资源的可持续循环利用。因此，研究富磷污泥厌氧消化过程中磷的变化规律，既为厌氧消化系统的

2、稳定运行提供理论依据，又为磷的资源化回收利用提供参考。对富磷污泥厌氧消化释磷的相关研究成果以及磷回收进行分析和总结，并提出了相应的研究方向。关键词富磷污泥厌氧消化释磷机制磷资源化随着我国对出水磷排放的要求越来越严格，为效果产生影响，造成出水磷不达标L3j9。消化液中达到国家制定的相关磷排放标准，越来越多的污水高浓度的磷还可能会影响厌氧消化系统中厌氧微生处理厂采用生物强化除磷(EBPR)工艺。EBPR工物(如产甲烷菌等)的代谢，不利于厌氧消化系统的艺在厌氧／好氧间歇的运行方式下会筛选出优一势一菌一稳定一运一行一，所一以需一要一研一究富一磷一污泥厌一氧消化的磷释种——聚磷菌(PAOs

3、)。PAOs可以在厌氧条件下放机制。释放磷，并在好氧条件下过量吸收磷，所以EBPR工磷是地球上不可再生的有限资源，据预测，全球艺排出的剩余污泥含磷量(质量分数为7)要高于磷矿储量仅能维持100年左右。我国磷矿资源总量普通剩余污泥的含磷量(1．5％(质量分数，下同)～居世界前列，但在已探明的储量中高品位矿仅占磷2．0)[1]2盯，这种污泥被称为富磷污泥。矿总量的8，现有磷矿储量仅够维持使用7O年左厌氧消化是剩余污泥处理的常用手段，富磷污右，因此磷矿被列为我国201o年后不能满足国民经泥厌氧消化过程会释放大量的磷。消化液中的磷与济发展需要的2O种矿产之一_4]。富磷污泥消化液镁、钙等

4、发生反应形成沉淀，这些沉淀物会堵塞消化中含有大量的磷，如果能加以回收则不仅可以实现池管道，增加污水处理厂的维护管理费用]。消化磷资源的可持续利用L5]，还可以解决高浓度磷对厌液回流会增加系统的磷负荷，对污水处理厂的除磷氧消化系统产生的影响。第一作者：王文瀚，男，l989年生，硕士研究生，研究方向为污水处理理论与资源化。通讯作者。*国家“863计划”课题项目(No．2011AAO6O9O2)；上海市科委国际合作项目(No．11230700700)。·75·环境污染与防治第36卷第4期2014年4月笔者总结了富磷污泥厌氧消化过程中磷的变化生化学反应生成沉淀，这些金属离子主要来源于污规

5、律，能为富磷污泥厌氧消化的稳定运行和消化液水处理厂的进水，在污水生化处理工艺中被污泥吸中磷的回收提供参考。收或吸附，在厌氧消化过程被再次释放出来。消化液中金属离子的浓度影响着磷在消化液中的浓度和1磷在厌氧消化过程中的释放与固定形态，NYBERG等_1提出厌氧消化系统中金属离EBPR工艺末端排出的剩余污泥中含有大量的子的浓度决定了磷沉淀的潜能。JARDIN等口jg卯磷，主要以3种形式存在：第1种是生理性磷，如研究发现，厌氧消化系统中一部分溶解性正磷与DNA、RNA、NAD和FAD，也称为有机磷；第2种Mg反应生成鸟粪石，还有一部分溶解性正磷与铝是在微生物胞内储存的聚磷；第3种是物理

6、化学方合物发生反应而被固定。BARAT等。则指出，随式固定的磷。]。着厌氧消化系统中pH和氨氮浓度的增加，有富磷污泥厌氧消化过程中，释放的正磷主要来50．7的溶解性正磷形成沉淀，其中52．0为鸟粪源于聚磷和有机磷。在厌氧消化的初始阶段，PAOs石，39．2为羟基磷灰石，还有8．8被吸附在固体分解胞内的聚磷并吸收胞外易降解有机物。聚磷分表面；并且通过热动力学计算证明钾型鸟粪石不会解后大量的正磷被释放到消化液中，K、Mg。也相在消化池中形成。WILD等口还建立了数学模型应地被释放出来[8]。正磷的释放速率主要由外界条来预测富磷污泥厌氧消化过程中磷的变化规律。件决定，如pH、温度等，但

7、是最大释磷量只取决于关于富磷污泥厌氧消化过程磷变化的影响因素PAOs胞内的聚磷含量。富磷污泥厌氧消化过程除的研究并不多。毕东苏等叩研究了富磷污泥厌氧了聚磷分解释磷外，有机磷也会分解释磷。PAOs消化过程中pH和温度对磷释放形态的影响，结果代谢作用结束后活性会大大降低]，一部分细胞开表明，温度对消化液中磷的存在形态影响较小，而始死亡I1。死亡的细胞破裂释放出大量的胞内有pH才是影响磷形态的关键因素。酸性条件下消化机物口，同其他有机物一样，有机磷也成为了水解过程释放的磷主要以正磷形式