污泥水热碳化中磷的形态变化及回收工艺研究

发布时间：2024-01-27 00:22

　　水热碳化技术不但可以有效地实现污泥的减量化和稳定化,其产生的水热炭还能作为能源与资源加以回收利用。污泥中含有各类营养元素,其中磷作为不可再生资源,备受研究者们的关注。本课题通过水热碳化过程处理污水厂浓缩污泥,探究了不同碳化温度下水热产物的基本性质及磷的迁移变化规律;通过Hedley顺序提取法、XRD图谱和化学平衡分析软件探究水热炭中磷的形态变化,并结合钙、铁、铝的浸出行为,深层次地理解水热碳化中污泥磷形态转化的机理;并通过单因素分析法讨论了不同硫酸浸出条件对水热炭中磷的浸出影响;最后通过理论分析,探索了从浸出液中回收磷酸钙盐的条件并提出了回收磷酸钙的工艺路线。(1)水热碳化过程极大改善了污泥的脱水性能和脱水程度,减量化效果明显,磷和部分金属主要富集在水热炭中。水热炭的产率从160℃时的65.7%降低到260℃时的48.1%;水热炭中磷含量随温度升高而增加,其回收率在80%以上,而水热液中磷形态主要以无机磷为主,在260℃时磷酸盐的含量为99.07%;污泥水热处理中钙、铁和铝的回收率分别在74.77-88.09%、70.86-76.80%、13.8%-21.8%之间。(2)随着碳化温度的...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 污泥概述
    1.2 污泥现有的处理处置技术
        1.2.1 填埋
        1.2.2 焚烧
        1.2.3 厌氧消化
        1.2.4 热解
        1.2.5 水热技术
    1.3 污泥中磷的资源化利用
        1.3.1 磷的来源
        1.3.2 污泥中磷的形态分级
        1.3.3 污泥中磷的回收技术
    1.4 水热碳化技术
        1.4.1 水热碳化反应机理
        1.4.2 水热碳化技术在污泥处理中的应用
    1.5 研究目的及意义
    1.6 研究内容及技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
2 浓缩污泥水热碳化反应研究
    2.1 前言
    2.2 实验材料及仪器
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 实验试剂及仪器
    2.3 分析项目和测试方法
    2.4 实验步骤
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 污泥基本性质分析
        2.5.2 水热碳化产物基本性质
        2.5.3 水热碳化磷的分布
        2.5.4 水热炭中金属含量分析
    2.6 本章小结
3 污泥水热碳化中磷及金属的形态变化
    3.1 前言
    3.2 实验材料及方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 分析项目和测试方法
        3.2.4 实验试剂及仪器
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 水热炭中磷的形态变化规律
        3.3.2 水热炭中金属的浸出变化规律
        3.3.3 污泥及水热炭中XRD分析
        3.3.4 水热炭中含磷物质的理论分析
    3.4 本章小结
4 污泥水热炭中磷及金属的浸出行为
    4.1 前言
    4.2 实验材料及方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 分析项目及方法
        4.2.4 实验试剂及仪器
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 水热碳化温度对水热炭中磷及金属浸出的影响
        4.3.2 无机酸浓度对水热炭中磷及金属浸出的影响
        4.3.3 浸出时间对水热炭中磷及金属浸出的影响
        4.3.4 液固比对水热炭中磷及金属浸出的影响
        4.3.5 最佳实验条件浸出液和残渣性质
    4.4 本章小结
5 污泥基水热炭中磷酸钙盐回收
    5.1 前言
    5.2 实验材料及方法
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验方法
        5.2.3 分析项目及方法
        5.2.4 实验试剂及仪器
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同pH下浸出液中各物质理论含量
        5.3.2 浸出液中磷酸钙回收理论条件
        5.3.3 浸出液中磷酸钙回收实验
        5.3.4 工艺流程
    5.4 本章小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
    C.学位论文数据集
致谢



本文编号：3885963