Microwave treatment and struvite recovery potential of dairy manure

Microwave digestion of liquid dairy manure was tested for the release of nutrients, such as orthophosphates, ammonia-nitrogen, magnesium, calcium and potassium, both with and without the aid of an oxidizing agent (hydrogen peroxide). The orthophosphate to total phosphorus ratio of the manure increased from 21% to greater than 80% with 5 minutes of microwave treatment. More than 36% of total chemical oxygen demand (t-COD) of the manure was reduced when microwave digestion was assisted with peroxide addition. In addition, the volatile fatty acids (VFAs) distribution shifted to simpler chain acids (acetic acid in particular) with an increase in operating temperature. In the second part of the study, digested manure with increased soluble phosphate was tested for the recovery of struvite (magnesium ammonium phosphate) at different pH. It was found that up to 90% of orthophosphate can be removed from the solution. Overall, it was concluded that the oxidizing agent-assisted microwave digestion process can be used upstream of anaerobic digestion, following which the anaerobically digested manure can be used for struvite recovery. Thus, this microwave digestion process presents the potential for enhanced efficiencies in both manure digestion and struvite recovery.     

工艺条件对磷回收过程中鸟粪石沉淀颗粒粒径的影响

在鸟粪石沉淀法回收废水中磷的过程中,鸟粪石颗粒的大小将直接影响其沉淀的速率,进而影响鸟粪石的沉淀效果和磷的回收率。本文采用激光粒度分析仪测定鸟粪石的平均粒径,详细考察在小型连续搅拌反应-沉淀磷回收装置中不同的工艺条件下鸟粪石颗粒粒径的变化规律,并结合Stokes公式计算鸟粪石颗粒在废水出口处的沉降速率,为沉淀池的设计提供参考依据。结果表明:鸟粪石的平均粒径在12～25μm之间,沉降速率在5.46×10-5～2.37×10-4m/s之间。随着反应室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的粒径逐渐增大,当停留时间超过18 min时,颗粒的粒径基本不变;随着沉淀室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的平均粒径缓慢增大,当停留时间超过70 min后颗粒粒径的变化不大;鸟粪石颗粒的平均粒径在一定程度上受废水中磷初始浓度变化的影响,在磷初始浓度为62～128 mg/L时颗粒的粒径变化不大,当磷浓度为496 mg/L时粒径有较大增加,此时鸟粪石颗粒的沉降速率也大幅度增加;鸟粪石颗粒的平均粒径受pH值的影响不大;随氮磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径略有增加;随镁磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径逐渐减小,沉降速率则有明显的下降。     

硫化镍异相结晶法处理含镍废水

针对含络合剂的重金属废水,以含镍废水为例,探索了以气体硫化氢为结晶药剂的硫化镍异相结晶技术。废水以薄层液膜方式铺展于结晶载体表面,硫化氢气体穿过气液界面进入液相,硫离子与金属离子在载体表面异相结晶析出,重金属得以去除。以含酒石酸的模拟化学镀镍废水为对象,静态实验与动态实验均表明该技术具有可行性,硫化镍沉淀在结晶载体表面异相结晶析出,且附着稳定;络合剂对反应影响小;进水流速为4 mL/min,硫化钠流速为0.65 g/min,氮气流速为0.16 L/min时,出水镍浓度为49～53 mg/L,单位面积滤布表面结晶平均去除镍量为0.98 g/(m2.h)。     

赤泥晶种法磷酸铵镁结晶工艺模拟废水磷的回收

以赤泥为晶种,研究不同工艺条件对磷酸铵镁(MAP)结晶法回收模拟废水中磷的影响。结果表明,在投加赤泥(60～80目)8 g/L,搅拌速度为180 r/min,搅拌时间30 min,沉淀时间30 min,N∶Mg∶P=1∶1∶1的条件下磷酸根离子的回收率随初始磷酸盐浓度的增加而增大,在初始磷酸盐浓度小于90 mg/L时增幅较大,初始磷酸盐浓度大于90 mg/L后增幅减小;pH值对磷酸根离子的回收率影响显著,结合铵根离子、镁离子的回收率变化,pH值为9.5时最优;磷酸根离子的回收率随着Mg∶P摩尔比和N∶P摩尔比增大而呈上升趋势,当Mg∶P摩尔比为1.4∶1、N∶P摩尔比为4∶1时,磷酸盐的回收率可达97.9%。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征,表明磷主要以磷酸铵镁形态回收。     

诱导结晶工艺中诱晶载体的选择与改性

以含铜废水为处理对象,重点考察了诱晶载体的表面性质及表面负荷对诱导结晶过程的影响。结果表明,在工艺启动初期,白云石以及碱式碳酸铜为诱晶载体时,铜的去除率在90%以上,石英砂对铜的去除率较低,但石英砂经表面改性后对铜的去除效率亦可达90%以上。在运行稳定后,几类诱导载体对铜的去除率皆能稳定在95%,说明诱晶载体的表面性质对诱导结晶工艺的影响主要在于反应启动初期,选择与目标结晶产物结构、成分相同或相似的诱晶载体有利于诱导结晶过程的进行。此外,研究结果还表明,诱晶载体表面负荷对结晶过程影响较大,诱导结晶除铜工艺中载体表面负荷不宜高于0.054 g Cu/(m2.d)。     

赤泥晶种法诱导磷酸铵镁结晶回收模拟废水中磷的可行性研究

对赤泥的理化性质进行了分析,探索了以赤泥为晶种磷酸铵镁(MAP)结晶法从模拟废水中回收磷工艺。结果表明,经过研磨的赤泥颗粒属无孔物质或者大孔物质;将赤泥溶于水时有碱液和离子溶出,赤泥的主要化学成分为Ca、Al、Si和Mg等元素。投加赤泥晶种有利于磷酸铵镁结晶的形成。在初始磷酸盐浓度为90 mg/L、N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1、不调节pH值、搅拌时间30 min、搅拌速度180 r/min、沉淀时间30 min条件下,赤泥粒径为60～80目、投加量为8 g/L时,以赤泥作为晶种诱导磷酸铵镁结晶回收磷的效果最优。干燥晶种的使用次数对磷酸根离子的回收率影响不大。所得结晶产物是一种很好的缓释肥。     

MAP沉淀法去除渗滤液中低浓度氨氮

考察了pH值、搅拌时间、Mg∶N和N∶P摩尔比对鸟粪石化学沉淀法(MAP)去除垃圾渗滤液中低浓度氨氮的影响,使用Design Expert 7.1.3进行3水平4因素响应曲面中心复合设计优化实验,并通过二次多项式拟合和参数优化,得到:当pH为10,搅拌时间为30 min,Mg∶N摩尔比为1.41,N∶P摩尔比为1.34时,氨氮去除率(Y1)可以达到最大值71.2%,体系中的残留PO34--P浓度(Y2)趋近于零,达到我国《生活垃圾填埋场污染控制标准排放标准》的排放标准。此外,X射线衍射图谱的分析表明大部分沉淀物质为磷酸铵镁。     

结晶工艺在废水处理领域的应用与发展

结晶水处理工艺具有占地面积小、不产生污泥、可回收资源等优势,近年在国内外备受关注,随着理论和工艺技术的不断完善,其应用范围逐渐扩大。到目前为止,国外已将结晶水处理工艺成功应用于众多实际工程,但国内对其的研究仍局限于实验室阶段。基于上述原因,本文较全面地综述了结晶工艺在废水处理领域的发展现状,并重点对结晶工艺在磷酸盐、重金属的去除与回收以及工业防垢领域的理论研究和工程应用进展进行讨论,同时探讨了目前结晶工艺存在的几个问题以及下一步的发展方向。     

投药方式对鸟粪石法脱氮除磷的影响

鸟粪石法脱氮除磷过程中,投药方式对反应产生很大影响.以MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O为沉淀剂进行脱氮除磷的实验研究,结果表明,药剂的投加顺序影响不大,加药速度以缓慢加药为宜,pH值调节时机对氮磷的去除率影响很大,pH值调节时机由前调改为后调,氨氮的去除率由70%左右提高至80%～85%,磷的去除率由6...     

Review of biosolids management options and co-incineration of a biosolid-derived fuel

This paper reviews current biosolids management options, and identifies incineration as a promising technology. Incineration is attractive both for volume reduction and energy recovery. Reported emissions from the incineration of biosolids were compared to various regulations to identify the challenges and future direction of biosolids incineration research. Most of the gaseous and metal emissions were lower than existing regulations, or could be met by existing technologies. This paper also presents the results of an experimental study to investigate the potential use of biosolids for co-incineration with wood pellets in a conventional wood pellet stove. Pilot scale combustion tests revealed that co-incineration of 10% biosolids with 90% premium grade wood pellets resulted in successful combustion without any significant degradation of efficiency and emissions.