论文部分内容阅读
生活污水中含有大量氮磷等有价值的营养物质,其中尿液是生活污水中氮磷营养物质的主要来源。生活污水中大约80%的氮、50%的磷来自于尿液。目前尿液通常与污水中的其它组分混在一起,经过城市污水处理厂处理后排放,但这样的处理方式成本高,且忽视了氮磷的回收价值。相对于其它废水,尿液具有体积小、营养物质多的水质特征,本文对尿液进行源头分离和处理及营养物质回收做了系统性分析研究。本文分析探讨了尿液中氮磷等营养物质的迁移转化特性及其影响因素,研究指出尿液中总氮含量为8000-10000mg/L,在新鲜尿液中氮元素主要以尿素形式存在。尿液中尿素在自由脲酶直接催化或微生物间接催化的作用下会迅速完全水解生成氨氮,但由于在新鲜尿液中自由脲酶的量很少,尿液中尿素分解为氨氮的转化率约18.2%。尿液中磷元素含量700-2000 mg/L,主要以聚磷酸盐形式存在,可以迅速水解为磷酸根。此外,温度和pH也是影响尿液中尿素水解和磷酸盐浓度保持稳定的重要因素。研究中考虑采用投加脲酶、活性污泥与堆肥填料以促进尿液中氨氮转化效率。结果表明,在30℃,pH=6.5的实验条件下,在投加脲酶后,尿素分解速度大为提高,在10,20和50 mg/L投量下,24小时后尿素的氨氮转化率即可分别达25.4%、49.5%和85.0%,但此后随时间延长尿素分解率不再增长;在10g/L的污泥投量下,尿素在6天左右的时间内即可达到最大值,氨氮浓度达7000mg/L。提高活性污泥量,可缩短尿素的分解时间,在20和50g/L的活性污泥投量下,分别在4和2天左右,尿素分解达到最大;堆肥填料在10g/L的投量下,氨氮浓度在14天左右可达到最大值,而在20和50g/L的投量下分别在10和5天左右氨氮浓度达到最大值。相比较而言,自由脲酶投量不仅可以提高影响尿素分解速度还影响尿素分解程度,而活性污泥和堆肥填料的投量仅仅影响尿素分解速率。因此,以活性污泥来促进尿素分解在经济和技术上最为可行。论文采用磷酸铵镁沉淀法,即鸟粪石法回收尿液中氮、磷等营养物质。向尿液中投加活性污泥可有效促进氮磷营养物质的分解和转化,催化后的尿液过滤以去除残留杂质,以氯化镁作为投加镁盐,以磷酸二氢钠作为投加磷源,在投配比[Mg]:[N]:[P]为1.4:1:1,pH为10.5,沉淀时间为10分钟的条件下,活性污泥促进转化后的尿液中营养物质回收的效果最佳,氮元素的回收率可达95%左右,磷元素的回收率高达98%以上。根据X衍射分析结果,沉淀物主要是NH4MgPO4·6H2O,含量占到回收产物的70%以上。