源分离尿液的氮磷资源化与处理技术研究

发布时间：2020-09-25 21:27

　　源分离尿液同时具有资源性和污染性的双重特征,对其氮、磷资源的回收及污染物的去除是当前研究的热点问题。本文首次以减压蒸馏氨吸收为核心,辅以化学沉淀磷回收及短程硝化反硝化技术,建立了一套高效回收尿液中氮、磷资源并处理污染物的工艺;实现了源分离尿液的资源回收和污染去除。本文重点研究了减压蒸馏氮回收性能,氨传质动力学及关键参数,同步磷回收对减压蒸馏氮回收的影响以及A/O-MBR反应器对污染物的去除效果。此外,还进行了反应器活性污泥微生物多样性和出水有机物成分分析,氮、磷回收产物物相组成和表征分析。得出如下结论:(1)减压蒸馏法对尿液中氨氮的回收具有显著的效果。减压蒸馏的压力,尿液的沸点和氨的传质速率常数KiL是影响减压蒸馏过程氨氮回收率的关键参数。经过优化得到尿液减压蒸馏的最佳参数,分别为3 h,60 ℃和26.3 kPa,在此条件下,KL为16.17±1.73mm/h,此时氨氮的回收率为81%。(2)化学沉淀法同步回收磷对减压蒸馏氨氮回收无影响。在Mg/P摩尔比为1.29时可实现同步回收磷的效率为92%。(3)尿液减压蒸馏氮回收产物的主要成分为硫酸铵(80.49%),其次为硫酸氢铵(13.24%)和硝酸铵(6.72%)。化学沉淀磷回收产物的主要成分为磷酸铵镁。(4)减压蒸馏后尿液中污染物的去除可采用短程硝化反硝化法。组合工艺总的COD、氨氮的去除率分别为90%、97%。(5)本论文开发的“减压蒸馏-短程硝化反硝化”组合工艺实现了源分离尿液中氮、磷资源的高效回收和污染物的有效去除。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

技术路线图,技术路线

（１）源分离尿液同步氮磷回收技术研究。采用减压蒸馏并酸吸收法对氨氮回逡逑收，针对减压蒸馏过程的能源消耗问题，进行尿液压力－沸点曲线的测定，并连续逡逑监测减压蒸馏全过程中各指标变化情况，进行减压蒸馏参数的优化和最优参数的逡逑确定，并探究尿液中氨氮减压蒸馏动力学；采用同时加镁盐沉淀法回收尿液中磷，逡逑考察对不同镁磷投加比的回收效果，并完成磷酸铵镁同步沉淀实验的参数优化。逡逑（２）回收后尿液处理工艺研究。采用Ａ／０－ＭＢＲ反应器去除减压蒸馏出水中逡逑剩余的氨氮和有机物。通过连续监测反应器进出水的ｐＨ、氨氮浓度、总磷、ＣＯＤ、逡逑碱度、污泥浓度等参数的变化，探宄反应器的处理效果。逡逑（３）对产物进行表征分析。对氨氮回收产物和磷回收产物进行扫描电镜和Ｘ逡逑射线衍射光谱，确定其晶型结构和主要成分，并对晶体中的杂质成分进行分析；逡逑对反应器出水中的有机物进行三维荧光扫描，测定其主要成分。逡逑１．７．技术路线逡逑

减压蒸馏装置,实验方法,实物,尿液

逦ａｃｉｄ逡逑ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ逡逑图２－２减压黑溜装直不思图逡逑（１－水浴锅，２－１Ｌ三角烧瓶，３－进／取样口，４－温度计，５－冷凝管，６－安全瓶，逡逑７－压力表，８－硫瓶，９－减压阀，１０－流星＿，１１－真录）逡逑Ｆｉｇ．邋２－２．邋Ａｂｒｉｄｇｅｄ邋ｇｅｎｅｒａｌ邋ｖｉｅｗ邋ｏｆ邋ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ邋ａｎｄ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑＾邋｜逡逑图２－３减压蒸馏装置实物图逡逑Ｆｉｇ．邋２－３．邋Ａ邋ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ邋ｐｉｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ邋ａｎｄ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ逡逑（２）实验方法逡逑尿液中氮、磷资源的存在是利用减压蒸馏法对尿液中的高浓度氨氮进行回收，逡逑并辅以磷酸铵镁结晶沉淀回收尿液中的部分氮和绝大部分的磷。在减压蒸馏装置逡逑中发生的反应分为三个部分。逡逑１６逡逑

源分离尿液的氮磷资源化与处理技术研究

图２－２减压黑溜装直不思图逡逑

【参考文献】