污泥阴燃灰渣中磷的提取回收研究

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阴燃是污泥处理新技术,阴燃灰渣的资源化利用是目前该技术存在的问题。本研究针对污泥阴燃灰开展了关于磷提取回收性能的实验研究,并同样对焚烧灰和热解焦进行研究与对比,得到了适用于阴燃灰、焚烧灰和热解焦的磷提取回收工艺参数,进一步探讨了不同热产物在磷提取回收上的性能差异与影响因素,并分析对比酸浸出-MAP(磷酸铵镁)回收和碱浸出-HAP(羟基磷灰石)回收的磷回收性能优劣与原因。阴燃、焚烧和热解因氛围、温度不同,导致所得热产物及其磷的特性有所差异。为了进一步研究该差异与影响因素,通过无机组成分析、磷形态逐级提取实验等方法,对四种污泥热产物及其磷特性进行研究。结果表明阴燃、焚烧和热解均会使磷富集在热产物中,并且降低磷的生物有效性。本实验污泥及其热产物的无机元素组成主要为Si、Al和P,晶相组分主要为Si O2。原污泥、焚烧灰和掺烧灰中的无机磷主要为Al-P(铝磷)和Ca-P(钙磷),阴燃灰和热解焦中的无机磷主要为Al-P和Fe-P(铁磷)。不同污泥热产物中磷的特性不同,会对磷的提取带来影响,为了进一步研究该性能差异,分别采用化学提取法中的酸浸出和碱浸出从中提取磷。实验结果表明,酸浸出热产物可将原污泥中的磷回收57.33%~85.50%,碱浸出则可回收27.03%~65.28%。四种热产物中磷的酸浸出过程、阴燃灰和掺烧灰中磷的碱浸出过程受反应物浓度和产物层扩散共同控制。酸浸出和碱浸出时,主量元素杂质均主要为Al,重金属杂质均主要为Zn。对于阴燃灰和热解焦,应选择碱浸出;对于掺烧灰和焚烧灰,应选择酸浸出。为进一步得到各热产物的磷回收参数及性能,并明确适用的磷回收工艺路线,分别采用酸浸出-MAP回收和碱浸出-HAP回收,对污泥热产物中的磷进行回收。结果表明,两种回收方法均能将热产物酸、碱浸出液中的磷基本全部沉淀。通过酸浸出-MAP回收法,可将原污泥中的磷回收49.25%~65.81%,碱浸出-HAP法则可回收25.97%~59.04%。两种回收工艺所得沉淀产物中的重金属杂质均主要为Zn。对于焚烧灰和掺烧灰,应选择酸浸出-MAP回收;对于热解焦和阴燃灰,应选择碱浸出-HAP回收。
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