Dans les installations expérimentales de traitement des eaux usées, la récupération du phosphore et la préparation de sources de carbone sont explorées par des voies de processus couplées, qui sont des orientations clés pour le recyclage des ressources et la réduction des économies d'énergie. Combinant l'état de la technique avec des cas de pratique, il peut être déployé à partir des chemins suivants:
Sélection et optimisation du processus de récupération du phosphore
La récupération du phosphore nécessite le choix de méthodes appropriées en fonction de la composition des eaux usées. La méthode de précipitation chimique, qui produit des précipités de phosphate de calcium ou de struvite (MAP) par addition de sels de calcium, de sels de magnésium, convient aux eaux usées à forte concentration de phosphore, sous réserve d'une interférence contrôlée du pH avec les ions coexistants. Par exemple, l'usine de traitement des boues de Tianjin - zinnan utilise un processus pour injecter du mgcl₂ dans le filtrat de déshydratation des boues, promouvoir la cristallisation Map par soufflage aéré, le taux de récupération du phosphore est supérieur à 85%, tout en améliorant les performances de déshydratation des boues et en réduisant la quantité de floculant utilisée. Des méthodes biologiques telles que l'épandage biologique intensif du phosphore (ebpr) enrichissent le phosphore par des bactéries polyphosphatées, puis le récupèrent par digestion des boues ou incinération des cendres, mais doivent résoudre le problème de la contamination par les métaux lourds.
II. Voies synergiques pour la préparation des sources de carbone et la récupération du phosphore
La préparation des sources de carbone doit concilier économie et biochimie. Par exemple, l'hydrolyse des déchets de cuisine pour produire de l'acide, en contrôlant la température, le pH et le temps de séjour, peut être convertie en acidifiant organique à haute concentration, remplaçant l'acétate de sodium et d'autres sources de carbone. Des expériences ont montré que l'acidification des déchets de cuisine à 35 ° C, pH = 6, après 4 jours d'hydrolyse, son équivalent en carbone peut répondre aux besoins de dénitrification et n'a pas d'effet toxique. Le couplage de la récupération du phosphore avec la préparation de la source de carbone permet d'enrichir la source de carbone pendant la phase de captage du carbone à haute charge (hlsbr), tout en séparant le phosphore par précipitation ou cristallisation, le surnageant entrant dans l'unité de traitement suivante, permettant une séparation efficace des ressources en carbone et en phosphore.
Iii. Intégration des processus et validation expérimentale
Construction d’une unité expérimentale intégrée « captage du carbone – récupération du phosphore – dénitrification autotrophique » où l’eau brute entre d’abord dans un réacteur hlsbr, adsorbe la source de carbone en mode anaérobie / micro - aération, évacue les boues restantes après décantation, le surnageant s’écoule dans une unité de récupération du phosphore (par exemple, prsbr), récupère le phosphore par cristallisation Map et entre finalement dans un réacteur d’ammonioxydation anaérobie (amxsbr) Pour terminer la dénitrification autotrophique. L'expérience doit surveiller la qualité de l'eau des effluents de chaque unité, optimiser le pH, le rapport magnésium - phosphore et d'autres paramètres, assurer la récupération du phosphore et l'utilisation de la source de carbone. Par exemple, en ajustant le pH à 9,5, on favorise la cristallisation de la PAM tout en évitant la compétition des racines de carbonate et en augmentant la pureté de la récupération du phosphore.
Iv. Évaluation de l’économie et de la durabilité
Le processus de couplage nécessite une évaluation intégrée des coûts et des avantages. Les produits de récupération du phosphore tels que le Map peuvent être utilisés comme engrais à libération lente et ont une valeur marchande significative; La préparation des sources de carbone peut réduire le coût des sources de carbone achetées à l'extérieur des usines de traitement des eaux usées. Prenez le projet Tianjin - zinnan, par exemple, la récupération du phosphore économise environ 3,71 millions de yuans par an sur les coûts des agents chimiques et les avantages du PAM sont d'environ 1,64 million de yuans, ce qui présente des avantages économiques importants. En outre, le processus de couplage réduit la production de boues et les émissions de carbone, conformément aux exigences du développement durable.
Grâce à l'optimisation des processus et à la validation expérimentale, l'unité expérimentale de traitement des eaux usées permet un couplage efficace de la récupération du phosphore avec la préparation de la source de carbone, fournissant un support technique pour le recyclage des ressources.