酸/碱+超声联合厌氧发酵强化污泥释磷及蓝铁矿法磷回收研究

摘要

以污水处理厂市政污泥为研究对象，考察了污泥厌氧处理过程中不同铁源，无定形铁（γ-FeOOH）、赤铁矿（Fe₂O₃）及针铁矿（α-FeOOH），被异化金属还原菌（DMRB）还原的难易及酸碱+超声联合预处理对污泥释磷乃至蓝铁矿生成的提升影响。结果表明：不同铁源体系铁还原率分别为γ-FeOOH（68.28%）、α-FeOOH（20.92%）、Fe₂O₃（5.32%），铁被还原的难易受铁源结晶度的影响最大，结晶度越低，越易被微生物利用。酸/碱+超声预处理均能有效促进磷的释放，且超声条件相同，碱性环境的释磷性能显著优于酸性环境，初始pH=9和11条件下PO₄^3-释出量相较中性条件分别提高了68%和80%。另外，中性偏碱环境也有利于DMRB的异化铁还原过程，有利于系统内释出的磷和还原态铁结合，从而促进蓝铁矿的生成。相较于单独厌氧发酵体系，预处理联合厌氧发酵系统的PO₄^3-释放量增加94%，蓝铁矿产量提升至110%。

关键词

酸碱处理 / 超声 / 磷回收 / 蓝铁矿 / 市政污泥

基金资助

国家自然科学基金(52060013); 兰州市人才创新创业项目(2019-RC-109); 兰州交通大学基础研究拔尖人才项目(2022JC50)