| 题名 | 高速铁路列车粪便污水磷资源回收技术研究 |
| 作者 | 欧昌海 |
| 答辩日期 | 2016-05 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘俊新 ; 郭雪松 |
| 关键词 | 高速铁路列车 粪便污水 High-speed Rail 磷回收 Fecal Sewage 污水处理 Phosphorus Recvoery Wastewater Treatment |
| 其他题名 | The research on technology of phosphorus resource recovery from High-speed Rail’s fecal sewage |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 英文摘要 | 随着我国高速铁路的快速发展，高速铁路列车逐渐成为人们出行的首要选择之一，从而带来了列车上由乘客产生的粪便污水量急剧增加的问题。粪便污水中含有高浓度的磷，在新鲜的尿液中，磷的浓度高达215-387 mg/L。如此高浓度的磷，依靠常规生物处理很难达到排放标准，而直接排放会导致环境水体富营养化等污染问题。另一方面，磷资源短缺问题已成为一个全球性的问题，从污水中回收磷资源也逐渐成为一种解决问题的办法。因此，从高速铁路列车粪便污水中回收磷，可以减少磷对环境的污染，同时还可以增加磷资源的来源。 针对高速铁路列车粪便污水水质不明、磷资源回收技术和粪便污水处理的缺乏，本文研究了高速铁路列车粪便污水的水质、磷回收技术方法，并对回收的磷产品物质成份结构进行分析，最后进行实际应用，考察实际中的处理效果和经济效益分析。主要的研究结论如下： 高速铁路列车粪便污水的水质：pH 7.59 - 8.74、COD 1480 - 4352.5 mg/L、TN 1501.85 - 2008.85 mg/L、氨氮 1257.5 - 1867.5 mg/L、TP 27.32 - 89.49 mg/L、正磷酸盐 26.00 - 80.63 mg/L、Ca2+ 17.88 - 80.63 mg/L 和Mg2+ 0 - 13.55 mg/L。高速铁路列车粪便污水的水质具有低COD/TN 比、高NH4+-N/PO43--P、高PO43--P/TP的特点，说明有必要对其进行处理以改善其C/N 比，同时回收其中的磷具有可行性和经济性。 Mg 盐、Fe 盐和Ca 盐对高速铁路列车粪便污水中磷的回收率最高分别可达96%、99%和78%；针对本研究采用的高速铁路列车粪便污水，宜进一步采用Mg 盐和Fe 盐进行研究。其中Mg 盐回收高速铁路列车粪便污水中磷的最优工艺参数为：pH 9.47，Mg/P 5.69，反应时间 6.31 min，反应温度 5.03 ℃，磷的回收率响应值可达到95.3%。 通过Visual MinTeq、XRD、FT-IR、SEM 分析得到Mg 盐和Fe 盐回收高速铁路列车粪便污水中磷的产物，得到：Mg 盐回收的磷产物为鸟类石、磷酸镁和钙与磷酸根化合物，存在晶体特征，外观呈长条/长柱形、或平板形，P 元素重量占比为10.41-17.11%，d0.5=18.852 um；Fe 盐回收的磷产物中，主要成份为Fe 与其它物质化合物，存在磷酸铁和磷酸钙，非晶体结构，无定形态， 元素占比6.09~8.14%，d0.5=60.936 um；Mg 盐回收产物P 元素换算成P2O5 后重量占比可达33.0%，达到高品位磷矿石标准(P2O5 >30%)；而Fe 盐回收产物P 元素换算成P2O5后重量占比为15.6 %，属于低品位磷矿石标准（P2O5 <26 %）。 通过对氨氮的吹脱试验，证明实现回收磷的同时吹脱回收氨氮是可行的；在进水的COD、氨氮和正磷酸盐浓度分别为3235 ± 176.8 mg/L、2297 ±131.1 mg/L和77.13 ± 1.8 mg/L 条件下，经过工艺系统的处理，COD、氨氮和正磷酸盐的出水浓度分别为693.5 ± 17.7 mg/L、269 ± 12.7 mg/L 和1.21 ± 0.15 mg/L，去除率分别为78.6 %、88.3%和98.4%。 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/36949]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_水污染控制实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 欧昌海. 高速铁路列车粪便污水磷资源回收技术研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2016. |
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