《城鎮(zhèn)污水磷回收與達標排放的工藝技術》為“十三五”國家重點圖書出版規(guī)劃項目“能源與環(huán)境出版工程”之一。該書圍繞城鎮(zhèn)污水中磷的處理與回收,在闡述城鎮(zhèn)污水基本性質與處理現(xiàn)狀的基礎上,總結了當前除磷的主要工藝技術、磷回收的理論與主要技術,介紹了城鎮(zhèn)污水磷回收與達標排放技術、剩余污泥中的磷釋放技術等先進技術以及污泥磷釋放與回收有關的數(shù)學模型,最后對磷回收的政策、經(jīng)濟與環(huán)境影響進行了評價。
《城鎮(zhèn)污水磷回收與達標排放的工藝技術》內容具有系統(tǒng)性、學術性和實用性,反映了磷回收和達標排放先進技術的新研究成果和發(fā)展方向,可供污水處理與資源回收領域的教師、科研人員和工程技術人員以及環(huán)境科學與工程、給水排水工程和相關專業(yè)的本科生、研究生閱讀和參考。
磷是動植物生長不可缺少的無機營養(yǎng)元素,是一種不可替代、不可再生的自然資源。目前,在全世界范圍內存在磷資源匱乏的現(xiàn)象。雖然全球磷的總儲量在數(shù)量上可能還可以維持人類使用上百年,但依靠現(xiàn)有的開采技術,可經(jīng)濟開采的磷礦實際上只能使用50年左右。中國是世界上重要的磷礦資源生產大國,但也是磷礦資源的消費大國。截至2018年底,中國磷礦資源儲量為32億噸,但中國磷礦“豐而不富”,并且我國磷礦石普遍品位較低,平均品位僅17%,品位在30%以上的磷礦石占比不足10%,大部分是不能直接利用的中低品位磷礦。不僅如此,我國70%的磷礦為膠磷礦,雜質含量多、礦物顆粒細,造成選礦難度大,磷礦資源利用率低。
與磷資源極其匱乏相矛盾的是水體中過量的磷導致水體富營養(yǎng)化污染,致使水體生物特別是藻類大量繁殖,使生物的種群數(shù)量發(fā)生改變,破壞水體的生態(tài)平衡。據(jù)報道,全球的市政污水處理廠每年處理的磷達130萬噸,若能實現(xiàn)大規(guī)模從城鎮(zhèn)污水中回收磷,這些回收的磷不僅能提供全球所需磷礦石的15%~20%,同時還能保護受納水體,減輕富營養(yǎng)化污染。因此,污水處理技術應該改變傳統(tǒng)的觀念,由“磷去除”轉變?yōu)椤傲谆厥铡薄?br> 為保障城鎮(zhèn)污水達標排放并回收污水中的磷,從而保護受納水體的生態(tài)平衡,減少富營養(yǎng)化污染,提高污水磷的資源化程度,緩解磷資源匱乏的現(xiàn)狀,污水的磷回收逐漸成為最近的研究熱點。目前,關于磷回收的理論和技術得到了較大發(fā)展,本書主要基于作者對課題組多年研究成果的總結,并結合其他研究人員最新報道的研究成果,對污水磷回收以及達標排放技術進行了系統(tǒng)的知識梳理,以期為保護水生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)污水資源化提供相關理論和技術支持。
在本書編寫過程中筆者始終以知識系統(tǒng)性、學術前沿性、技術可應用性為宗旨,介紹近年來國內外關于磷回收最新的研究成果和應用情況。在撰寫中,通過系統(tǒng)性知識介紹與案例相結合,圖表與文字相配合,力求使讀者更易于理解。
本書由李詠梅主持撰寫,各章的主要撰寫人員還有:第1章,王林;第2章,朱政豫、張冰倩;第3章,平倩、李志、劉鳴燕、馬璐艷、吳健、楊露;第4章,朱政豫、陳文玲、張瑩、鄒金特;第5章,張冰倩;第6章,張志鵬、盧可馨、張麗麗、孫靜、盧霄、鄒金特;第7章,張強、王如意;第8章,朱政豫,孟勇彪。另外,盧可馨、王林、平倩、朱政豫、張志鵬、張強、趙藝茗參與了統(tǒng)稿和校稿工作。
本書的主要研究成果是在國家“863計劃”課題(編號2011AA060902)、“水體污染控制與治理”國家重大科技專項課題(編號2015ZX07306-001-03)和上海市科委國際合作項目(編號11230700700、18230712100)的支持下完成的。上海交通大學出版社楊迎春編輯對于本書的編撰給予了許多指導和支持,在此表示衷心感謝!
由于時間和作者水平有限,書中難免存在疏漏之處,歡迎讀者給予指正。
第1章 城鎮(zhèn)污水的來源、性質及處理現(xiàn)狀
1.1 城鎮(zhèn)污水的來源
1.2 城鎮(zhèn)污水的性質
1.3 城鎮(zhèn)污水的處理現(xiàn)狀
1.4 中國城鎮(zhèn)污水的排放標準
1.4.1 污水排放標準的定義及分類
1.4.2 控制項目及分類
1.4.3 標準分級
1.4.4 標準值
1.5 國外城鎮(zhèn)污水的排放標準
1.5.1 美國
1.5.2 歐盟
1.5.3 日本
參考文獻
第2章 城鎮(zhèn)污水除磷工藝技術
2.1 化學除磷法
2.1.1 化學沉淀法
2.1.2 吸附法
2.1.3 結晶法
2.2 城鎮(zhèn)污水強化生物除磷技術
2.2.1 EBPR工藝的發(fā)展與應用
2.2.2 影響EBPR工藝穩(wěn)定運行的因素
2.2.3 EBPR工藝的主要微生物及其代謝機理
參考文獻
第3章 磷回收理論和工藝技術
3.1 磷回收的意義
3.2 磷回收的基本方法
3.2.1 化學沉淀法
3.2.2 吸附/解吸法
3.2.3 結晶法
3.2.4 生物磷富集/回收工藝
3.2.5 其他方法
3.3 污水鳥糞石磷回收技術
3.3.1 鳥糞石的結晶原理
3.3.2 鳥糞石結晶的影響因素
3.3.3 鳥糞石結晶反應器
3.3.4 鳥糞石產物分析
3.4 利用流化床鳥糞石結晶反應器回收污泥液中的磷
3.4.1 污泥脫水液水質
3.4.2 反應器
3.4.3 鳥糞石的分析與表征方法
3.4.4 pH值對鳥糞石結晶成粒的影響
3.4.5 培養(yǎng)時間對鳥糞石結晶成粒的影響
3.4.6TSS對鳥糞石結晶成粒的影響
3.4.7 磷濃度對鳥糞石結晶成粒的影響
3.4.8 污泥脫水液形成的鳥糞石組分探究
3.4.9 懸浮固體對有機物遷移的影響分析
3.4.10 鳥糞石顆粒中重金屬分析
3.5 鳥糞石結晶反應器的流態(tài)模擬
3.6 鳥糞石結晶法應用的工程實例
3.6.1 日本鳥糞石回收實例
……
第4章 城鎮(zhèn)污水同時脫氮除磷與磷回收技術
第5章 污泥中磷形態(tài)的分析方法
第6章 剩余污泥磷釋放技術
第7章 污泥磷釋放與回收的數(shù)學模型
第8章 磷回收的政策、經(jīng)濟與環(huán)境評價
索引