En el dispositivo experimental de tratamiento de aguas residuales, la exploración de la ruta del proceso de acoplamiento entre la recuperación de fósforo y la preparación de fuentes de carbono es la dirección clave para lograr el reciclaje de recursos y el ahorro de energía y la reducción de emisiones. En combinación con la tecnología existente y los casos prácticos, se pueden desarrollar de las siguientes maneras:
I. selección y optimización del proceso de recuperación de fósforo
La recuperación de fósforo debe seleccionar métodos adecuados de acuerdo con la composición de las aguas residuales. El método de precipitación química produce precipitación de fosfato de calcio o guano (map) mediante la adición de sal de calcio y magnesio, que es adecuado para aguas residuales de alta concentración de fósforo, pero necesita controlar el pH y la interferencia de iones coexistentes. Por ejemplo, la planta de tratamiento de lodos de Tianjin Jinnan adopta un proceso para agregar mgclic IC al lixiviado deshidratado de lodos para promover la cristalización del mapa a través de la soplada de ventilación, con una tasa de recuperación de fósforo superior al 85%, al tiempo que mejora el rendimiento de deshidratación de lodos y reduce la cantidad de floculante. Los métodos biológicos, como el fortalecimiento de la eliminación biológica del fósforo (ebpr), enriquecen el fósforo a través de bacterias de acumulación de fósforo, y luego recuperan el fósforo a través de digestores de lodos o cenizas de incineración, pero es necesario resolver el problema de la contaminación por metales pesados.
II. vías sinérgicas entre la preparación de fuentes de carbono y la recuperación de fósforo
La preparación de fuentes de carbono debe tener en cuenta la economía y la bioquímica. Tomando como ejemplo la producción de ácido por hidrolisis de residuos de cocina, al controlar la temperatura, el pH y el tiempo de retención, se puede convertir en una solución de acidificación orgánica de alta concentración para reemplazar fuentes comerciales de carbono como el acetato de sodio. Los experimentos han demostrado que el líquido de acidificación de residuos de cocina puede satisfacer las necesidades de desnitrificación con un equivalente de carbono en condiciones de 35 ° C y pH = 6 después de cuatro días de descomposición del agua, y no tiene efectos tóxicos. El acoplamiento de la recuperación de fósforo con la preparación de fuentes de carbono puede enriquecer las fuentes de carbono en la etapa de captura de carbono de alta carga (hlsbr), mientras que la separación de fósforo se realiza mediante precipitación o cristalización, y el líquido superior entra en la unidad de tratamiento posterior para lograr una separación eficiente de los recursos de carbono y fósforo.
3. integración de procesos y verificación experimental
Construyendo un dispositivo experimental integrado de "captura de carbono - recuperación de fósforo - desnitrificación autotrófica", el agua cruda entra primero en el reactor hlsbr, absorbe la fuente de carbono a través del modo anaeróbico / microexplotación, descarga el lodo restante después de la precipitación, el líquido sobrenadante fluye a la unidad de recuperación de fósforo (como prsbr), recupera el fósforo mediante el método de cristalización MAP y finalmente entra en el reactor de oxidación de amoníaco anaeróbico (amxscr) para completar la desnitrificación autotrófica. El experimento debe monitorear la calidad del agua de salida de cada unidad, optimizar el ph, la relación magnesio - fósforo y otros parámetros para garantizar la tasa de recuperación de fósforo y la tasa de utilización de fuentes de carbono. Por ejemplo, al ajustar el pH a 9,5, se puede promover la cristalización del mapa, evitando al mismo tiempo la competencia de carbonatos y mejorando la pureza de la recuperación de fósforo.
IV. evaluación de la economía y la sostenibilidad
El proceso de acoplamiento requiere una evaluación integral de costos y beneficios. Los productos de recuperación de fósforo, como el mapa, se pueden utilizar como fertilizantes de Liberación lenta, con un valor de mercado significativo; La preparación de fuentes de carbono puede reducir el costo de las fuentes de carbono compradas externamente en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Tomando como ejemplo el proyecto Tianjin jinnan, la recuperación de fósforo ahorra alrededor de 3,71 millones de yuanes en costos químicos al año y los ingresos del mapa son de aproximadamente 1,64 millones de yuanes, lo que tiene beneficios económicos significativos. Además, el proceso de acoplamiento puede reducir la producción de lodos y las emisiones de carbono, cumpliendo con los requisitos de desarrollo sostenible.
A través de la optimización del proceso y la verificación experimental, el dispositivo experimental de tratamiento de aguas residuales puede lograr un acoplamiento eficiente entre la recuperación de fósforo y la preparación de fuentes de carbono, proporcionando soporte técnico para el reciclaje de recursos.