城市生活污水中磷的回收和再利用研究进展

介绍和分析了土地利用、从污泥焚烧灰分中提取、晶析法、化学沉淀法等从污水回收磷的技术和方法;指出在从污水中回收磷的同时也要在管理层面上对磷进行节约控制管理。     

污泥-稻壳协同焚烧对污泥磷资源回收效率的影响

污水处理厂污泥中含有丰富的营养元素磷,回收其中的磷在一定程度上能缓解磷资源的衰竭。利用焚烧法处理污泥,以稻壳作为添加物,采用Hedley逐级提取法和酸浸出法考察污泥-稻壳焚烧灰中磷的形态和浸出效果的变化,并探讨稻壳添加量对焚烧灰中磷形态的影响。结果表明：当稻壳添加量为总质量的50%时,磷的生物可利用性最高;响应曲面法优化结果表明,最佳试验条件是HCl浓度、浸出时间和液固比分别为0.33 mol/L,6.4 h和50 mL/g,该条件下,磷的浸出率达93%,与污泥焚烧灰相比提高了20%;比较污泥灰、稻壳灰及污泥-稻壳混烧灰的理化性质可知,污泥-稻壳协同焚烧并未改变污泥灰和稻壳灰的主要组分,但出现了新的物相,形貌也发生了一定变化。污泥-稻壳协同焚烧能提高焚烧灰中磷的浸出率,从而有利于从污泥中回收磷资源。     

污水处理厂污泥中磷的回收

磷是一种不可再生而又面临枯竭的重要资源。为控制水体富营养化,污水处理厂采用生物除磷脱氮工艺把污水中的磷转移到污泥中以除去;由此形成富磷污泥,为实现污泥磷回收创造了条件。并介绍了三种从污水处理厂剩余污泥中回收磷的工艺:污泥水解回收磷的工艺(KREPROProcess和Cambi-KREPROProcess)和从污泥焚烧灰中回收磷的工艺(BioConProcess)。这些工艺可以以磷酸铁或磷酸的形式回收污泥中约75%的磷。     

磷回收技术的研发现状及发展趋势

磷是地球上一种不可自然再生的有限资源,磷的这一属性近年来已诱使国际磷矿石价格一路飙升,较10年前翻了6番.与此同时,全球范围内普遍存在着陆地磷矿产资源日益匮乏与水环境中磷含量过高而导致水体富营养化这一矛盾.这样的资源与环境现状目前正推动着以"回收"磷代替"去除"磷之理念的快速传播与研发技术的实际应用;从污水以及动物粪尿中发掘"第二磷矿"的设想目前正被国际社会所日益青睐.2009年5月"第4届从污水中回收营养物国际会议"高度浓缩了当今世界有关磷回收技术的研发与应用现状.以此次会议内容为主线,结合其他方面最新研究与应用成果,首先对磷回收偏爱产物——鸟粪石形成的pH等重要反应条件之基础性研究成果进行了概述.其次,详细阐述了磷回收技术的研发进展,除传统的化学沉淀、结晶、吸附/解吸附等方法外,还着重介绍了尿液源分离、MBR、纳米技术、丝状聚磷微生物、生物浸取/生物富集、生物铁工艺等新型磷回收技术,以及动物粪尿磷回收、污泥及肉骨焚烧灰回收磷与生物质磷回收技术.最后,以实例说明磷回收产物在农业和水产养殖业方面的尝试效果,并对磷回收未来技术发展趋势进行了宏观展望.     

基于酸浸焚烧污泥灰中的磷释放及蓝铁矿生成

酸浸焚烧污泥灰(ISSA)是一种湿化学法提取磷(P)的工艺,因其操作简单、损耗低而被广泛应用.以烘干污泥为对照,通过考察不同温度(600～900℃)下ISSA中的磷形态和矿物相转变,研究了H₂SO₄和HCl作为提取液的酸浓度、酸浸时间和液固比对ISSA样品释磷性能以及对Ca、Al、Mg、Fe等关键金属元素浸出行为的影响,最终通过酸浸、阳离子交换树脂(CER)纯化和沉淀三步反应得到磷回收产物.结果表明:ISSA样品磷的形态以非磷灰石态无机磷(NAIP)为主,且部分NAIP会随着焚烧温度的升高转变为磷灰石态无机磷(AP);同时,污泥样品经两种提取液酸浸后,金属元素Ca、Al、Mg释出量最多,其中Ca、Mg元素的浸出量随焚烧温度的升高变化不大,而Al的浸出量随焚烧温度的升高急剧降低;相比其他焚烧温度,800℃条件下ISSA释磷性能更好,且H₂SO₄酸浸释磷性能优于HCl酸浸,当H₂SO₄浓度为0.10mol/L、液固比为150mL/g、酸浸时间为150min时释...     

污水磷回收新产物——蓝铁矿

渐行渐近的磷危机使磷回收从理论已经走向实践.磷回收产物形式很多,但经济、具有高附加值的产物才能驱动企业自愿实施.在污水处理生物污泥中新近发现的蓝铁矿(Vivianite,Fe_3(PO_4)_2·8H_2O)沉淀物因潜在的特殊用途以及经济价值而备受关注.自然界,蓝铁矿广泛存在于地表水体沉积物中,是一种非常稳定(K_(sp)=10~(-36))的磷铁化合物.决定蓝铁矿生成的条件除富铁、富磷之内在因素外,还需要环境中存在合适的还原性条件(ORP-300 mV)以及中性上下的pH条件(6～9).实践中,污水或污水处理过程中有时刚好存在蓝铁矿形成的内、外在条件,荷兰污水处理厂在生物污泥中便检测发现有蓝铁矿物质的存在.为推动蓝铁矿基础及其应用研究,本文综述蓝铁矿化学性质、经济价值及回收潜力;分析pH、ORP、微生物、硫化物等环境影响因素;辨析其在生物污泥中的生成路径;提出从污泥中分离、提纯蓝铁矿的研发思路.     

污水污泥焚烧处理技术及其应用

介绍污水污泥焚烧处理方式的工艺流程和特点、国内已建成的各类焚烧方式的工程实例,分析污泥焚烧的发展趋势,提出污泥焚烧需重视的问题.     

基于污染物回收与资源化的新型城市污水生物净化工艺

现行城市污水生物处理系统能耗高、工艺复杂,而且污水中蕴含着能量的有机物、可作为肥料的氮和磷在处理过程中被转化、分解或以固废被处置,从而导致资源浪费.探讨了先通过生物吸附/吸收作用将污水有机物、氮、磷从水中转移到污泥中,达到污水净化的目的;再使污泥将污染物释放出来.把有机物转化为甲烷、氮、磷沉淀后回收,污泥经活化后再次用于吸附的城市污水资源化生物净化新工艺.该工艺可以最大限度地避免污染物的氧化,将极大降低能耗,同时实现资源的回收.在此论述了实现该途径的可能性与存在的问题.     

污泥干化协同焚烧的环境影响实例研究

发达国家污泥处置领域的主流工艺干化焚烧技术在中国的实践性较低,目前只有3%的市场占有率。究其原因,固然有技术、经济、国情的不同,人们对污泥干化焚烧产生二次污染的担忧造成的反建反烧的社会舆论也是阻碍垃圾焚烧工艺推广的重要原因。以苏州园区污泥干化焚烧项目为实例,从环境效益和环境排放两个方面展开论述,将环境排放分为干化和焚烧两个过程,从水、气、固和职业健康4方面研究干化焚烧过程造成的环境影响,并从中总结经验,为污泥干化协同焚烧项目的建设提供科学依据。     

浅谈流化床焚烧工艺在污水厂污泥处理中应用

污泥作为可回收利用的资源与能源的载体,其焚烧具有减容减重高,无害化彻底,余热可回用优点。叙述污泥焚烧处理工艺系统组成,论述流化床污泥焚烧工艺原理、应用优势和完全焚烧的影响因素,重点剖析流化床焚烧工艺设计要点,为污泥焚烧和资源化利用提供参考。     

印染污泥焚烧烟气污染控制案例分析

以广东省某两家印染厂的印染污泥焚烧项目为主要研究对象,从污泥处理技术路线、焚烧设备及烟气处理流程等各方面入手,对各厂印染污泥与煤混烧烟气中颗粒物、NOx、SO2、酸性气体(HF、HCl)和重金属等污染物的进行采样分析,并对各厂现有烟气污染物控制设施的运行效果进行调研,结果表明,布袋除尘的效果较为理想,除尘效率可达99%以上;使用印染废水作为吸收液的湿法脱硫技术对SO2及酸性气体的去除效果不理想;SNCR对NOx具有一定的去除效果,是一种较为经济、高效的脱硝技术;焚烧后,大部分重金属最终以飞灰的形式被除尘器去除,但仍有部分重金属如Hg在出口烟气中的浓度仍然很高,需要采取必要的措施控制烟气中的重金属. 此外,基于印染污泥焚烧实例分析,提出适于印染污泥与煤混烧烟气处理工艺流程.     

城市污水污泥焚烧处理环境影响分析

以城市污水污泥为研究对象,应用生命周期评价方法分别对干化焚烧、污泥与煤混燃发电、污泥与生活垃圾掺烧发电3种焚烧处理方式的生命过程进行清单分析,以获得各处理方式的能耗及其对环境的影响.结果表明,处理1.0 t湿污泥,填埋处理的能耗和总环境负荷均最低,分别为2.24kg （以标准煤计）和46.55×10-3标准人当量(PET).污泥直接干化处理能源消耗最大,达到了111.12 kg（以标准煤计）.污泥与垃圾或者与煤掺烧发电由于利用固体废弃物化学内能,降低了化石燃料消耗.这两种掺烧处理方式的环境排放都以酸化和富营养化为主,对局地性的影响占据首位,因此,污泥焚烧处理仍需加强尾气净化设备的投入,以减少酸性气体及二噁英的排放.     

垃圾焚烧灰性质分析及控制方法

随着焚烧技术在垃圾处理方式中普遍采用,焚烧产生的灰渣数量也日益增加。灰渣与飞灰中有毒的重金属及有机物质会污染土壤与地下水,对人类健康造成极大的影响。本文对各类垃圾焚烧灰渣的物理化学性质及重金属浸出特性进行了详细的阐述,介绍了灰渣的毒性分析与控制方法。通过分析可知:为了避免灰渣二次污染应该重点控制铬、镉、铍、铅等重金属和二恶英、呋喃等有机物的污染;处置后的灰渣有害离子浸出能力降低,根据灰渣物理和工程性质,可以成为再生资源充当填充材料和混凝土与沥青路面骨料等。     

污泥焚烧大气污染物排放及其控制研究进展

污泥焚烧技术是处理城市污泥的一种有效方法,但由于焚烧过程会产生严重的大气污染,因而也是一种备受争议的方法。论文对污泥焚烧大气污染物的排放种类、产生机理及其减排控制技术等进行了国内外文献综述,结果表明污泥焚烧产生的大气污染物主要包括粉尘、重金属、二英、酸性气体等,其中重金属汞和二英最受人们关注。研究表明在污泥焚烧过程中重金属的迁移转化主要受重金属的种类、存在形态、焚烧环境等因素的影响,针对重金属的控制目前主要采用"活性炭喷射+除尘"的组合技术进行控制;污泥焚烧过程中二英的生成和释放主要由污泥的组成和特性、燃烧条件、烟气组成、颗粒去除装置的运行温度等因素决定,其控制技术目前主要有焚烧过程控制和活性炭吸附等方法;而针对粉尘和酸性气体的控制目前已有成熟的技术可以应用。此外,通过国内外已有工程实例分析表明只要采用合适的烟气治理技术,完全可以控制和避免污泥焚烧烟气污染的产生。同时提出了适合我国国情的污泥焚烧烟气处理工艺流程。     

城市垃圾焚烧飞灰中重金属的化学形态分析

化学形态分析是一种认识重金属环境行为的有效方法。采用这种方法,可使焚烧飞灰中重金属的毒性将不再仅仅是简单地依赖于其总含量,而是与不同形态重金属在环境中的迁移转化行为相联系。依据化学形态分析的结果,可以了解焚烧飞灰中不同重金属的存在形式,从而为焚烧飞灰的处置利用研究提供科学依据。采用连续化学萃取法对焚烧飞灰中重金属的化学形态进行了研究。结果表明,焚烧飞灰中主要重金属的形态,有些属于不稳定结合态,有些则属于稳定结合态,在处置利用焚烧飞灰时应尽可能地将飞灰中的重金属由不稳定态转变为稳定态。      

印染污泥特性及其掺煤焚烧处置的环境影响研究

对佛山6家印染厂污泥的基本性质和重金属污染进行了分析研究。结果表明:印染污泥有机质含量较高;对照农用污泥污染物限值和城镇污水处理污泥处置混合填埋用泥质标准,Cr、Ni、Cu、Zn不同程度超标,说明印染污泥既不能农用,也不能混合填埋。污泥浸出液中重金属浓度远低于危险废物浸出毒性限值和城镇污水处理厂污泥单独焚烧用泥质的污染物限值。污泥与煤掺混焚烧烟道气中二恶英浓度在0.0125～0.022 ngTEQ/Nm3,远低于GB 18485—2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值和GB/T 24602—2009《城镇污水处理厂污泥处置单独焚烧用泥质》限值。     

不同污泥焚烧残渣的重金属稳定性

本文对污泥焚烧残渣中重金属总量、形态分布及浸出毒性进行了试验研究,对比分析了厌氧消化污泥与未消化污泥焚烧残渣中Cd、Pb、Cr、Zn的浸出稳定行为,结果表明:厌氧消化污泥焚烧残渣中重金属Cd、Pb、Cr、Zn的含量明显低于未消化污泥;污泥经焚烧处理后,重金属的存在形态总体上都是从不稳定态向稳定态转移,这一趋势厌氧消化污泥更为明显;在重金属浸出方面,只有未消化污泥在600℃焚烧5 min1、5 min的残渣中Cd的浸出浓度高于标准允许值1 mg/L,其余均低于标准值。     

污泥焚烧细颗粒物中重金属赋存形态的研究

以沈阳市某污水处理厂剩余污泥为原料,采用小型流化床对污泥进行焚烧,利用布袋和荷电低压颗粒物撞击器（ELPI+）对细颗粒物进行收集,研究焚烧温度、污泥粒径、CaO的添加量对重金属赋存特性和细颗粒物微观形貌的影响,利用热力学软件FactSage7.2研究焚烧过程中重金属化学形态的变化.结果表明,随着焚烧温度的升高,残渣态变化最为明显,Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 5种重金属的残渣态增幅均在15%以上,其中重金属Cd的变化最为明显,残渣态增幅高达29%.随着污泥粒径的增大,矿物质和焦炭颗粒的破碎程度减小,最终以矿物质和焦炭破碎为来源的一些粒径较大的细颗粒物数量增加.此外,总体上重金属的赋存形态随着粒径的增加向着稳定的趋势发展.在焚烧过程中CaO是可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进细颗粒物之间的成长和团聚.随着CaO的添加,细颗粒物聚并成了一个更大的球状颗粒整体.     

污泥流化床焚烧产物的重金属排放特性研究

采用小型流化床装置对西湖底泥和四堡污泥进行燃烧实验。用原子吸收法测量污泥及不同温度燃烧产物中Cu、Cr、Cd、Hg等重金属元素,分析金属元素在燃烧过程中的排放特性。