在污水處理實驗裝置中,磷回收與碳源制備的耦合工藝路徑探索,是實現資源循環(huán)利用與節(jié)能減排的關鍵方向。結合現有技術與實踐案例,可從以下路徑展開:
一、磷回收工藝選擇與優(yōu)化
磷回收需根據污水成分選擇適宜方法?;瘜W沉淀法通過投加鈣鹽、鎂鹽生成磷酸鈣或鳥糞石(MAP)沉淀,適用于高濃度含磷廢水,但需控制pH值與共存離子干擾。例如,天津津南污泥處理廠采用工藝,在污泥脫水濾液中投加MgCl?,通過曝氣吹脫促進MAP結晶,磷回收率超85%,同時提升污泥脫水性能,降低絮凝劑用量。生物法如強化生物除磷(EBPR)通過聚磷菌富集磷,再通過污泥消化液或焚燒灰渣回收磷,但需解決重金屬污染問題。
二、碳源制備與磷回收的協(xié)同路徑
碳源制備需兼顧經濟性與可生化性。以餐廚垃圾水解產酸為例,通過控制溫度、pH及停留時間,可將其轉化為高濃度有機酸化液,替代乙酸鈉等商品碳源。實驗表明,餐廚垃圾酸化液在35℃、pH=6條件下,經4天水解后,其碳當量可滿足反硝化需求,且無毒害作用。將磷回收與碳源制備耦合,可在高負荷碳捕捉(HLSBR)階段富集碳源,同時通過沉淀或結晶分離磷,上清液進入后續(xù)處理單元,實現碳、磷資源的高效分離。
三、工藝集成與實驗驗證
構建“碳捕捉-磷回收-自養(yǎng)脫氮”一體化實驗裝置,原水首先進入HLSBR反應器,通過厭氧/微曝氣模式吸附碳源,沉淀后排出剩余污泥,上清液流入磷回收單元(如PRSBR),采用MAP結晶法回收磷,最終進入厭氧氨氧化(AMXSBR)反應器完成自養(yǎng)脫氮。實驗需監(jiān)測各單元出水水質,優(yōu)化pH、鎂磷比等參數,確保磷回收率與碳源利用率。例如,通過調節(jié)pH至9.5,可促進MAP結晶,同時避免碳酸根競爭,提升磷回收純度。
四、經濟性與可持續(xù)性評估
耦合工藝需綜合評估成本與效益。磷回收產物如MAP可作為緩釋肥,市場價值顯著;碳源制備可降低污水處理廠外購碳源成本。以天津津南項目為例,磷回收年節(jié)省化學藥劑費用約371萬元,MAP收益約164萬元,具有顯著經濟效益。此外,耦合工藝可減少污泥產量與碳排放,符合可持續(xù)發(fā)展要求。
通過工藝優(yōu)化與實驗驗證,污水處理實驗裝置可實現磷回收與碳源制備的高效耦合,為資源循環(huán)利用提供技術支撐。
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