城市污水厂污泥中磷的形态分布和释放特性研究

摘要

污泥中的P/N是高于庄稼的实际需要的，根据庄稼对N的需要施用污泥必然会导致磷在土壤里过量累集，从而增加磷向地表水和地下水流失的风险。同时，磷作为营养元素，对于植物的可利用性和造成富营养化的危险性不仅与其总量有关，而且更大程度上与磷元素在土壤环境中存在的物理及化学形态密切相关。因此，本文以南京市江心洲污水处理厂的污泥为研究对象，研究了不同处理单元污泥的理化性质和磷的形态分布规律，并对污泥中磷的长期释放特性进行了试验探讨，得出的主要结论有： (1)污水处理过程中不同污泥的理化指标和各组分磷的含量存在明显差异，且部分指标呈规律性变化。污泥脱水处理对污泥的部分理化特性和磷形态的分布具有重要影响。 (2)无机磷(IP)是污泥中主要的存在形态，均占总磷(TP)的65％以上，有机磷(OP)仅为30％左右；而非磷灰石无机磷(NAIP)是主要的无机磷形态，占IP的60％以上。污泥中潜在的生物可利用磷(NAIP+OP)含量较高，无机磷尤其是NAIP对污泥中磷的生物可利用性影响较大。 (3)污泥中TP的含量与各形态磷均呈较好的相关关系(P<0.01)。在不同磷形态之间，OP、AP均与NAIP呈现了较好的相关关系(P<0.01)。 (4)NAIP，IP和TP均易受WC和CEC的影响；AP易受EC和CEC的影响，而有机质的变化对OP有显著影响。主成份分析进一步证明了污泥的理化特性对磷形态分布的影响情况。 (5)在厌氧条件下，污泥中的磷更易被释放。24 h后，磷的释放量与时间的关系为：C<,p>=0.7744Ln(T)-2.316(T≥24，R<'2>=0.9527，n=12)。在整个释放过程中，P/N的变化较为明显，试验结束时为0.38，远远高于植物所需的P/N。 (6)NAIP是污泥中磷释放的主要和直接来源。在释放过程中，OP和AP可能会转化为NAIP。随着释放试验的继续，OP的释放将变得越来越重要。

目录

文摘

英文文摘

前言

声明

第一章绪论

1.1研究意义

1.2污泥的组成

1.2.1水分

1.2.2养分和有机质

1.2.3重金属和其它有害物质

1.3污泥的处置及农用潜力分析

1.3.1污泥的处置方法

1.3.2污泥土地利用的潜力分析

1.3.3污泥土地利用应注意的问题

1.4污泥中磷形态分析和释放特性的研究进展

1.4.1磷形态分析的环境意义

1.4.2磷形态的分级分离方法

1.4.3影响磷形态分布的因素

1.4.4影响磷释放的因素和磷释放的主要途径

1.5国内外同类研究的不足

1.6本文的研究内容及技术路线

1.6.1本文的研究内容

1.6.2研究技术路线

第二章污泥的理化性质

2.1概述

2.2材料与方法

2.2.1采样点简介

2.2.2污泥样品的采集及预处理

2.2.3分析项目与测定方法

2.2.4仪器

2.2.5质量控制与数据处理

2.3结果与讨论

2.3.1污泥的表观性状描述

2.3.2污泥的含水率、pH、EC、CEC和LOI

2.3.4污泥的红外图谱分析

2.4本章小结

第三章污泥中不同形态磷的分布规律

3.1概述

3.2材料与方法

3.2.1污泥样品的采集及预处理

3.2.2污泥中磷的形态分析

3.2.3仪器

3.2.4质量控制与数据处理

3.3结果与讨论

3.3.1污泥中总磷和各组分磷的含量

3.3.2污泥中不同形态磷的百分比分布

3.3.3不同形态磷之间的关系

3.3.4生物可利用磷与不同形态磷的关系

3.3.5 NAIP/AP与不同形态磷的关系

3.3.6污泥的理化性质对不同形态磷的影响

3.3.7主成分分析

3.4本章小结

第四章污泥中磷的长期释放特性

4.1概述

4.2材料与方法

4.2.1污泥样品及预处理

4.2.2污泥的理化指标

4.2.3磷的释放实验

4.2.4磷的形态分析

4.2.5仪器

4.2.6质量控制与数据处理

4.3结果与讨论

4.3.1污泥的理化特性

4.3.2污泥释放过程中pH、EC、TN和TP的变化

4.3.3释放后污泥中磷的形态及其分布

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1本文的主要结论

5.2有待进一步研究的问题

参考文献

硕士期间参加科研入发表学术论文情况

致谢