在污水處理實(shí)驗(yàn)裝置中,磷回收與碳源制備的耦合工藝路徑探索,是實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用與節(jié)能減排的關(guān)鍵方向。結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)與實(shí)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(jù)污水成分選擇適宜方法?;瘜W(xué)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(jìn)MAP結(jié)晶,磷回收率超85%,同時(shí)提升污泥脫水性能,降低絮凝劑用量。生物法如強(qiáng)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(jīng)濟(jì)性與可生化性。以餐廚垃圾水解產(chǎn)酸為例,通過控制溫度、pH及停留時(shí)間,可將其轉(zhuǎn)化為高濃度有機(jī)酸化液,替代乙酸鈉等商品碳源。實(shí)驗(yàn)表明,餐廚垃圾酸化液在35℃、pH=6條件下,經(jīng)4天水解后,其碳當(dāng)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(fù)荷碳捕捉(HLSBR)階段富集碳源,同時(shí)通過沉淀或結(jié)晶分離磷,上清液進(jìn)入后續(xù)處理單元,實(shí)現(xiàn)碳、磷資源的高效分離。
三、工藝集成與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
構(gòu)建“碳捕捉-磷回收-自養(yǎng)脫氮”一體化實(shí)驗(yàn)裝置,原水首先進(jìn)入HLSBR反應(yīng)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(jié)晶法回收磷,最終進(jìn)入?yún)捬醢毖趸ˋMXSBR)反應(yīng)器完成自養(yǎng)脫氮。實(shí)驗(yàn)需監(jiān)測各單元出水水質(zhì),優(yōu)化pH、鎂磷比等參數(shù),確保磷回收率與碳源利用率。例如,通過調(diào)節(jié)pH至9.5,可促進(jìn)MAP結(jié)晶,同時(shí)避免碳酸根競爭,提升磷回收純度。
四、經(jīng)濟(jì)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(chǎn)物如MAP可作為緩釋肥,市場價(jià)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(xiàng)目為例,磷回收年節(jié)省化學(xué)藥劑費(fèi)用約371萬元,MAP收益約164萬元,具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。此外,耦合工藝可減少污泥產(chǎn)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,污水處理實(shí)驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)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(shù)支撐。