剩余污泥焚烧灰分磷回收及其技术进展

焚烧渐渐成为剩余污泥终极处理、处置方式,而焚烧产生的污泥灰分中又包括了污水中绝大部分(>90%)的磷.因此,从焚烧灰分中回收磷也为污水磷回收提供了最佳位点.从污泥灰分中回收磷已存在一些适用技术,但灰分中重金属含量对工艺选择有重要影响,这可能会限制灰分直接用作农作物肥料的可行性与价值.因此,磷提取并纯化是灰分磷回收的重要技术步骤,同时也需兼顾工艺经济成本与环境影响.为此,本文从磷提取与磷纯化角度总结了目前灰分磷回收技术的国际研发进展,涵盖生物法、湿式化学法和热化学法;分析比较了不同方法在技术经济、环境影响及适用灰分方面的差别.生物法行之有效、环境影响小,但完成磷回收时间漫长;湿式化学法研发、应用最为广泛,但对环境影响较大;与污泥焚烧统筹合建可使热化学法更具经济性.然而,3类不同技术工艺并不具有相互替代性,需根据灰分成分进行合理选择.此外,前端污水处理以及中端污泥前处理也应与末端灰分磷回收相结合,尽量避免过多化学药剂投加带来的污泥灰分金属含量增加.污泥单独焚烧亦是决定灰分磷回收效率的关键.欧洲政策已明显支持污泥焚烧并从灰分中回收磷,政策和做法值得我国借鉴、学习.

污泥焚烧灰分磷回收Ash Dec工艺及其研究进展

地球磷危机时代已经来临,唯有发掘“第二磷矿”才能有效遏制磷的匮乏速度。剩余污泥焚烧灰分是污水的磷汇,是实施磷回收的最佳位点。因灰分中重金属含量较高,实施磷回收需要将其分离并加以利用。否则,回收磷难以与矿物磷形成竞争。比较各种灰分磷回收方法发现,热化学法中的Ash Dec工艺可利用金属氯化物实现重金属挥发分离,且可在尾气净化系统中实现重金属回收,从而同步获得具有高生物利用度的富磷相。为此,首先介绍Ash Dec工艺原理;继而讨论重金属挥发限制性因素、列举欧洲Ash Dec工艺案例以及目前法规与政策、阐述焚烧灰分作为磷肥生产原料的潜力;最后,探讨Ash Dec从尾气净化系统中回收重金属的可行性与研究现状。

磷危机下的磷回收策略与立法

磷是动植物生长必不可少的营养元素,也是不可再生的有限资源。磷在自然界中主要以磷矿形式贮藏,磷矿因化学磷肥的生产而被大量消耗,现有储量最多只够维持人类100年的开采。磷最终的归宿是海洋,很难通过自然循环回归陆地。因此,以人工循环回收方式最大限度遏制磷的消耗速度已变得刻不容缓。为此,一方面建议维持或恢复粪尿返田习惯,使排泄物中的磷等营养物质回归土地;另一方面,建议对污水中的磷在污水/污泥处理处置过程中进行回收和利用。污水处理过程中回收鸟粪石、蓝铁矿虽可回收磷酸盐,但它们的高纯度回收/分离并非易事,而从污泥焚烧灰分中回收磷可能是最为现实和有效的。目前,磷回收技术上不存在太多限制,关键需要从管理上出台行之有效的鼓励政策和强制法律法规,欧洲国家的一些经验可供参考。

Elemental Analysis of Fly and Bottom Ash from Burners/Incinerators in Selected Health Care Facilities in Kiambu County, Kenya

Medical waste incinerators emit a wide range of pollutants like heavy metals, dioxins and furans. These include Pb （lead）, Hg （mercury）, Cd （cadmium）, fine dust particles and PICs （products of incomplete combustion）. The objective was to determine the elemental composition of medical waste residue after incineration in selected hospitals in Kiambu County, Kenya. Bottom/fly ash samples were collected from the burners/incinerators in the selected health care facilities visited. The concentrations of the metals in the fly ash and bottom ash were determined using an XRF （X-ray fluorescence） spectrometer after acid digestion. The concentrations of heavy metals in the fly and bottom ash were as follows： Ti （titanium） 62-839 mg·kg^-1 and a mean of 202 mg·kg^-1 and 344 mg·kg^-1 in fly ash and bottom ash, respectively. Ca （calcium） was 37,753-204,475 mg.kg1 with means of 27,132 mg.kg-1 in fly ash and 131,185 mgg·kg^-1 in bottom ash. Zn （zinc） was 297-6,605 mg·kg^-1 with means （2,307 mg·kg^-1 in fly ash, 4,359 mg·kg^-1 in bottom ash）, Pb （13-1,819 mg·kg^-1） had means of 280 mg·kg^-1 in fly ash and 291 mg-kg-1 in bottom ash. Cu （copper） （9.5-250 mg·kg^-1） had means of 83.47 mg·kg^-1 in fly ash and 98.8 mg·kg^-1 in bottom ash. The wide variations in results can be attributed to the different burners/incinerators used and different segregation methods of the medical waste. The results show that the reported levels of heavy metals could pose a health risk due to possible leaching after disposal.

国际上主要污水磷回收技术的应用进展及与之相关的政策措施

欧洲、日本等国家和地区率先开启从污水及固体废弃物中回收磷的技术研发与工程应用,在政策/法律等层面也相继出台或修订了一系列有利于磷回收产品顺利进入市场的法规/条例。从磷的源分离、浓缩液沉淀、污泥分离以及污泥焚烧灰分提取几类技术,梳理分析了全球已研发并应用的污水处理磷回收技术的主要案例,并对比了各类技术的适用条件。分析了磷回收产品进入市场并获得竞争力的软性障碍,并从政策、法律及税收、补贴等层面介绍了个别国家和地区所采取的具体管理措施,以期为污水磷回收技术的应用与推广提供参考。