净水污泥资源化除磷技术效能研究

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水体富营养化发展的过程中,磷发挥了关键性的作用,将净水污泥改性并用于水体中磷的去除,不仅实现了污泥的资源化利用,也为废水除磷和富营养化水体的修复提供了新的可能。本文以净水污泥为主要研究对象,通过对净水污泥和各改性污泥的吸附等温线及吸附方程的拟合、改性污泥的吸附动力学实验、改性条件的优化、改性净水污泥对上覆水磷的吸附、底泥中的各种形态磷的分析及生物有效磷的形成来探讨净水污泥及其改性污泥对磷的吸附性能。研究发现,经硫酸酸化改性的污泥对磷的吸附量均比原净水污泥大,在高浓度磷溶液中以40:1的改性净水污泥最佳,在低浓度磷溶液中以80:1的改性污泥最佳;污泥吸附曲线与Langmuir和Temkin等温方程得到很好的拟合,相关系数在0.904-0.988;在吸附动力学试验中,单位质量的40比1改性污泥对磷的吸附量随着初始浓度的增大而增加,随着溶液初始pH的增大逐渐增大,随着投加量的增加而减小;不断加入外源磷的情况下,上覆水的DIP和TP均持续升高,但是搅拌底泥的吸附时间更长。污泥不断吸入磷后其各种形态磷的含量分析表明,静止和扰动底泥中的磷含量顺序都为Fe/Al-P> Ca-P>NH4Cl-P> Res-P,其中Fe/Al-P的含量为4350mg/kg和6640mg/kg,占总无机磷的含量79.47%和83.71%,底泥搅拌有利于铁铝结合态磷(Fe/Al-P)的大量形成;底泥中四种生物有效磷的含量均是AAP>Olsen-P>WSP>RDP,搅拌样品和静止样品中的AAP含量分别占Fe/Al-P的55.15%和62.30%,说明搅拌条件下形成非闭蓄态Fe/Al-P的量较少,搅拌和静止底泥中的非闭蓄态Fe/Al-P分别占总无机磷的46.17%和49.16%,这说明了搅拌可以促使形成难释放态磷。
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