以鸟粪石形式从剩余污泥中回收氮和磷.pdf

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1、第34卷第4期华侨大学学报(自然科学版)V01．34No．42013年7月JournalofHuaqiaoUniversity(NaturalScience)Ju1．2013文章编号：1000—5013(2013)04—0429～05doi：10．11830／ISSN．1000—5013．2013．04．0429以鸟粪石形式从剩余污泥中回收氮和磷沈春花，曾庆玲，李飞，周真明，邓知雨，何强(华侨大学土木工程学院，福建厦门361021)摘要：以鸟粪石形式从固体废弃物——剩余污泥中回收氮磷，探讨pH值和发酵时间对污泥发酵溶出氮和磷的影响，以及Mg和P摩尔比对回收磷的影响．结果表明：在强酸或强碱条件下

2、，溶出的氮、磷的质量浓度较高，而且随着发酵时间延长，发酵液中氨氮与正磷酸盐质量浓度增加，其最佳发酵时间为2d此外，随着投加镁的增加，氮磷回收率增加，当发酵液中Mg和P的摩尔比为1．2：1时，磷的回收率最高．对回收产物进行组分分析、电镜扫描与x射线衍射分析，证明沉淀主要成分为鸟粪石．关键词：污泥；厌氧发酵；氨氮；正磷酸盐；鸟粪石中图分类号：X703文献标志码：A氮和磷是引起水体富营养化的主要因素，而水体富营养化已严重威胁到饮用水的安全问题[1]．为了减轻或避免水体富营养化的发生，就要求对污水进行脱氮除磷．目前城市污水处理大都采用活性污泥法脱氮除磷，但它的一个最大的弊端就是会产生大量剩余污泥[2]

3、．剩余污泥的处置一直以来都难以达到满意的效果．污水脱氮除磷工艺对磷的去除是将磷从污水中转移到剩余污泥中，虽然对污水中的磷有较好的去除效果，但磷随剩余污泥一起处置造成了很大的资源浪费，不符合目前污泥处理处置的减量化、资源化与无害化原则．鸟粪石结晶沉淀法可以回收剩余污泥中的磷，实现污泥资源化处理，且其操作简单、容易控制、反应周期短、运行费用低廉、适应范围广，符合经济、高效、低耗的可持续发展方向，具有广阔的应用前景[3]．在剩余污泥发酵液中加入镁，以鸟粪石(磷酸铵镁)[5]形式回收磷的方法不仅可以减少剩余污泥的产量，而且还能对其进行资源化利用，回收后将得到一种高效缓释肥，最终实现变废为宝的目的[6]

4、．本文以鸟粪石形式从固体废弃物——剩余污泥中回收氮磷，并对回收产物性质进行测定．1实验材料与方法1．1实验材料剩余污泥取自华侨大学厦门校区污水处理站．氯化铵(NHCI)、磷酸氢二钠(NazHPO4·6HzO)、六水合氯化镁(MgC1。·6HO)等(上海国药集团化学试剂有限公司)，均为分析纯．1．2污泥发酵和最佳发酵条件确定将污泥沉淀，弃上清液，浓缩沉淀后的污泥质量浓度约为lOg·L叫；然后，将浓缩污泥分为4组，分别放人4个玻璃烧杯中，每组约1．5L，调节pH值，密封烧杯，用磁力搅拌机不断搅拌进行厌氧发酵．发酵时间为5d，期间每天定时调整pH值，以保证pH值不随发酵时间发生大幅度的变化．每天取定

5、量污泥，于4000r·min下离心5min，取上清液，测定污泥发酵液中氨氮与正磷酸盐的质量浓度(氨氮与正磷酸盐在下文中分别简称为氮与磷)．根据前期实验结果，从经济节能角度考虑，重新取华侨大学污水处理站污泥，浓缩后分为2组，分别调整pH值至4和10，厌氧发酵．发酵过程中重新调整pH值一次，发酵2d，同上法测定污泥发酵液中氨氮与正磷酸盐的质量浓度，以确定污泥发酵的最佳发酵条件．收稿日期：2012—10—25通信作者：曾庆玲(1975一)，女，副研究员，主要从事污水处理与资源化技术的研究．E-mail：zerozql@hqu．edu．an．基金项目：国家自然科学基金资助项目(51208215，511

6、08197)；福建省自然科学基金资助项目(2011J01318，2011JO5135)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(11QZRo8，11QZR07)430华侨大学学报(自然科学版)2013年1．3鸟粪石反应为了同时回收剩余污泥中的氮和磷，先将剩余污泥发酵溶出氮磷，然后投加镁到发酵液中，以鸟粪石形式回收污泥中的氮磷．以鸟粪石形式回收磷的基本原理[5]，是在剩余污泥发酵液中加入镁，发生反应为Mgz++NH4++PO4卜+6H2O—MgNH4PO4·6HzO、}，∞加∞∞∞柏加0所得沉淀即为鸟粪石(磷酸铵镁)．当发酵液中氮与磷摩尔比((N)：(P))大于1时，根据发酵液中磷的浓度投加Mg

7、C1z溶液于发酵液中，调节pH值至10左右，搅拌反应5min．反应结束后静置10min，离心，取上清液测定氮、磷、镁的残余质量浓度．收集沉淀，用于组分号l生质分析．1．4分析方法将收集的沉淀用蒸馏水清洗2～3次，沉淀产物在40℃恒温干燥箱内加热48h以上至沉淀物干燥，称取沉淀物的质量；然后，将沉淀物溶于稀盐酸中，定容于100mL容量瓶．根据需要，取容量瓶中的溶液稀释不同的倍数，测出沉淀物中氮、磷、