铁盐改性牡蛎壳回收剩余污泥中磷的研究

作     者：王玉侠 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：项学敏

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：剩余污泥 磷释放 吸附 解吸 

摘      要：本研究以回收剩余污泥中的磷资源为目的,先将剩余污泥中的磷通过热解、酸解、热和酸联合作用释放出来,再以牡蛎壳和铁盐为原料制备除磷吸附剂,经过吸附-解吸过程进行磷的回收。主要考察了剩余污泥的特性及含磷量,加热、加酸、热和酸联合作用对剩余污泥中磷和金属溶出率的影响,牡蛎壳改性及其对含磷溶液中磷的吸附-解吸特性等。 结果表明：剩余污泥中磷含量有较高,其含量与水源和处理工艺等密切相关,从剩余污泥中回收磷具有可行性。加热和加酸均能促进剩余污泥中磷的释放,但是二者联合作用时,剩余污泥中磷的释放效果更佳。在投加2%HCl条件下,当加热温度由50℃升高至80℃时,污泥中PO43--P释放率由30.4%提高到84.1%,提高了1.8倍;TP释放率由36.3%提到98.0%,提高了1.7倍。不管是热处理还是酸处理抑或二者联合处理时,从剩余污泥中释放出的磷均以PO43--P为主,尤其是酸处理时PO43--P所占比例更高。热和酸联合作用时污泥中的金属溶出率也比较高,主要因为热和酸联合作用时,细胞壁被酸腐蚀,胞内和胞外的金属和磷都释放到液相中所致。 铁盐改性牡蛎壳要比原始牡蛎壳具有更大的比表面积,孔容率,铁盐的浓度和铁盐种类都对改性牡蛎壳的吸附除磷能力有影响。铁盐含量为14%的改性牡蛎壳对磷的去除率为99.87%。改性牡蛎壳比表面积为16.955m2/g,孔容率为0.01969cm3/g,孔径为3.870nm。改性牡蛎壳对磷的平衡吸附量受溶液pH,初始磷浓度,温度的影响,其吸附等温线符合Langmuir方程;吸附动力学曲线能较好的吻合准二级动力学模型。吸附饱和的改性牡蛎壳可以在HCl溶液中解吸再生,在2.5%HCl溶液中解吸1h后,解吸率达到99.97%,HCl解吸液可以多次解吸,经过8次重复解吸后,溶液中磷浓度为37.3g/L解吸率仍在85%以上,改性牡蛎壳经过四次吸附-解吸,其再生率降为76.82%。 向多次解吸富集磷的HCl溶液中投加CaCl2进行磷回收,结果表明污泥消解液中磷的回收率在90%以上。表明将剩余污泥消解,用改性牡蛎壳吸附-解吸磷,从而实现磷的回收具有可行性。