pH值对化学-生物混合污泥厌氧发酵释磷的影响

张丽丽,李咏梅

(同济大学环境科学与工程学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海 200092)

pH值对化学-生物混合污泥厌氧发酵释磷的影响

张丽丽,李咏梅*

(同济大学环境科学与工程学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海 200092)

以污水处理厂化学除磷工艺产生的常见化学磷(AlPO4和FePO4)沉淀为研究对象,考察了两种化学磷分别与剩余活性污泥(即生物污泥)混合厌氧发酵过程中化学磷和生物磷的释放情况.结果表明：在纯水中,AlPO4在强酸强碱条件下均能释出部分磷,FePO4只在强碱条件下才能溶解释磷.在(35±1)℃,不同pH值下将含AlPO4的混合污泥厌氧发酵时,强酸性厌氧发酵能释出较多的化学磷,但微生物活性被抑制,不利于发酵产酸;碱性发酵(pH=10～11)能释出 28%～55%的化学磷,43%～49%的生物磷,总释磷量比中性条件下高 17.5%～62.7%,同时利于发酵产酸,维持pH 10和11时产酸量分别比中性条件高233%和117%;对于含FePO4的混合污泥厌氧发酵,中性条件下即能释放FePO4中40%的磷和生物污泥中50%的磷,释磷量高于pH=11的碱性厌氧发酵释磷量.

化学磷；混合污泥；厌氧发酵；释磷；pH值

磷作为一种不可再生的资源正变得越来越稀缺[1-2],同时水体中磷含量过高又会导致富营养化,破坏水环境[3-4].目前,污水中磷的去除主要通过生物法[5]、化学法[6]和吸附法[7]将污水中的磷转移到污泥中.国内外的调查表明普通剩余污泥中磷的含量约为1%～3%[8],而采用强化生物除磷工艺的污水厂剩余污泥中含磷率可达 6%～12%[9].王超[10]、Medeiros等[11]的结果表明污泥中的磷主要以无机磷形态存在,占总磷60%以上,有机磷含量较低,仅为10%～35%.

厌氧消化是实现污泥稳定化、减量化和资源化最广泛采用的手段,同时发酵过程中还能释放大量有机物和氮、磷元素[12-13].目前国内外对污泥厌氧消化的研究主要集中在产碳源[14]和产甲烷上[15],对发酵过程中释磷的研究较少,而对含化学磷的污泥厌氧发酵释磷研究还未见报道.考虑到化学除磷工艺在污水处理厂的广泛应用[16],本研究以AlPO4和 FePO4两种主要的含磷化学污泥为研究对象,考察了不同 pH值条件下,含化学磷的污泥厌氧发酵过程中生物磷和化学磷的释放情况,旨在提高发酵上清液中的磷浓度,利于后续磷回收.

1 材料与方法

1.1 单纯化学磷的释出试验

以污水处理厂化学除磷产生的常见化学磷沉淀(AlPO4、FePO4)为研究对象,探索不同pH值条件下各种化学磷的释出情况.

试验在六联磁力搅拌器上进行,搅拌速度为120r/min,试验温度为室温(25±2)℃.分别取61mgAlPO4、75.5mgFePO4固体溶解在 500mL超纯水中,采用3mol/L HCl溶液和3mol/L NaOH溶液调节并维持试验pH值分别为2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,反应30, 60, 120min时分别取样测水中的正磷酸盐浓度,计算化学磷沉淀的释磷率.每组试验设置3个平行,释磷率计算公式如下∶

式中∶PW为测得水中的PO43--P浓度,mg/L;PS为初始投加的化学磷沉淀量(以P计),mg/L.

1.2 生物污泥和混合污泥的厌氧发酵试验

厌氧发酵试验所用的生物污泥取自上海市某污水处理厂(未设化学除磷工艺)回流泵房的剩余活性污泥,试验前将污泥在室温下静沉 24h,排掉部分上清液,测得试验生物污泥的性质如表1所示.

为研究在不同pH值条件下厌氧发酵时化学磷释出的情况,在生物污泥中外加两种常见的化学磷沉淀(AlPO4和 FePO4)来模拟含有化学磷沉淀的污泥.将不添加化学磷沉淀的污泥称为生物污泥(BS),添加化学磷沉淀的污泥称为混合污泥(MS).根据单纯化学磷的释出试验结果,选择添加AlPO4的混合污泥厌氧发酵试验pH值为2, 3, 4, 7, 9, 10, 11,添加FePO4的混合污泥的厌氧发酵试验pH值为7, 11.为便于考察混合污泥中生物磷和化学磷的释放情况,添加的化学磷质量与污泥可释出的最大生物磷量约为1∶1.

表1 生物污泥的初始性质Table 1 Characteristics of biological sludge

厌氧发酵试验在(35±1)℃的恒温摇床中进行,控制速率为120r/min.向600mL的盐水瓶中加入400mL的生物污泥,再加入315mg的AlPO4固体配成含AlPO4的混合污泥;向600mL的盐水瓶中加入400mL的生物污泥,再加入390mg的FePO4固体配成含 FePO4的混合污泥.同时设置不加化学磷的生物污泥作为对照进行厌氧发酵,每组试验设置 2个平行.用 6mol/L HCl溶液和6mol/L NaOH溶液维持试验pH值的稳定,厌氧发酵试验共进行7d,每天取样分析.调节pH值或取样结束后氮吹 1～2min并用橡胶塞密封,维持厌氧环境.

通过测定生物污泥厌氧发酵和混合污泥厌氧发酵上清液中磷浓度的变化,可计算出不同pH值条件下化学磷沉淀的释磷率.

式中∶PM为混合污泥厌氧发酵上清液中的PO43--P浓度,mg/L;PB为生物污泥厌氧发酵上清液中的PO43--P浓度,mg/L;PS为初始投加的化学磷沉淀量(以P计),mg/L.

不同pH值条件下生物污泥的释磷率由生物污泥厌氧发酵上清液中磷浓度/生物污泥泥水总磷计算得到.

1.3 测定方法

总悬浮固体(TSS)、挥发性悬浮固体(VSS)、TP、PO43--P、NH4+-N根据标准方法测定[17],pH值采用pH计测定.总有机碳(TOC)采用TOC仪测得,挥发性脂肪酸(VFA)采用气相色谱仪测定,载气为氮气,检测器为 FID,色谱柱为 30m× 0.32mm×0.25mm DBWAX, 进样器和检测器的温度分别设为 200℃和 220℃,炉温在 55℃运行1min,然后以30℃/min的速度升温到110℃,保持1min,再以 10℃/min的速度升温到 200℃,再以30℃/min的速度升温到220℃,保持1min,每次进样 0.5µL.Ca2+的测定采用电感耦合等离子发射光谱仪.试验所用的主要分析仪器设备型号如表2所示.

表2 试验主要分析仪器Table 2 The main analytical instruments

2 结果与讨论

2.1 不同pH值条件下单纯化学磷的释出

由图 1可知,30min后,上清液中的 PO43--P浓度即达最大值,化学磷的释出反应达到平衡.根据式(1)和达平衡时的 PO43--P浓度,可计算出不同pH值条件下化学磷的释磷率(表3).

AlPO4在pH=4,5,6,7和8条件下上清液中基本没有测到PO43-,表明在上述pH值下AlPO4在纯水中不能溶解释磷.而在强酸条件下,AlPO4能与H+反应而释出PO43-,反应方程见式(3),且随着pH值的降低,释磷率升高(pH=3时释磷率为16.5%,pH=2时释磷率为66.4%),Panswad[18]研究酸化处理回用铝盐时也表明,当pH=1时,铝的回收率可达到90%,而当pH=3时,回收率仅有10%.在强碱条件下,AlPO4能与OH-反应生成AlO2-从而使 PO43-得到释放,反应方程见式(4),AlPO4释磷率随着 pH值的升高而升高(pH=9,10,11时释磷率分别为 8.4%,39.6%,76.4%),Masschelein[19]研究用 NaOH从布鲁塞尔某水厂的化学污泥中回收铝盐发现,pH为 11.4～11.8时回收率一般可达80%.

图1 不同pH值条件下AlPO4和FePO4在纯水中的释磷情况Fig.1 Phosphorus release of AlPO4and FePO4in pure water at different pHs

表3 不同pH值下AlPO4与FePO4在纯水中的释磷率(%)Table 3 Phosphorus release rate of AlPO4and FePO4in pure water at different pHs (%)

FePO4在pH=2～7条件下上清液中基本不含PO43-,表明在上述pH值下FePO4在纯水中不能溶解释磷.当pH>8时FePO4开始溶解且释磷率随着 pH值的升高而升高(pH=9,10,11时释磷率分别为 4.2%,12.7%,96.5%),这主要是由于 Ksp(FePO4) = 1.3×10-22, Ksp(Fe(OH)3) = 4.0×10-38,即Fe(OH)3比 FePO4更难溶.因此在碱性条件下FePO4能与OH-反应生成更难溶的Fe(OH)3而使PO43-释出,其反应见式(5).

综上,AlPO4在强酸强碱条件下均能部分溶解释磷,FePO4只在强碱条件下能溶解释磷.

2.2 含AlPO4的混合污泥厌氧发酵

图2 不同pH值下生物污泥(BS)和含AlPO4的混合污泥(MS)厌氧发酵上清液中总VFA的变化Fig.2 VFA concentration in supernatant during anaerobic fermentation for biological sludge (BS) and mixed sludge (MS) containing AlPO4at different pHs

2.2.1 含AlPO4的混合污泥水解产酸情况 根据AlPO4在水中的释磷情况,维持生物污泥和含AlPO4的混合污泥厌氧发酵过程中 pH值为2,3,4,7,9,10,11,测得生物污泥与混合污泥产VFA的情况如图 2所示.可见相同 pH值条件下,添加AlPO4对VFA的产生没有显著影响.VFA的产量主要与pH值有关,pH=2和3时产酸量很小,总VFA只能达到 30～300mgCOD/L,约为中性条件时上清液中总VFA的1/40～1/4,说明此时产酸菌活性被抑制,不利于厌氧发酵的进行.Hwang等[20]研究厌氧消化产氢时发现,当pH低于4时所有厌氧消化微生物的活性均被抑制;Chen等[21]研究发现碱性条件有利于污泥的水解,同时又抑制了产甲烷菌的活性,所以产酸量较高;苏高强等[22]研究也发现厌氧发酵8天后产酸量为pH=10> pH=9>pH=11.

2.2.2 含 AlPO4的混合污泥厌氧发酵释磷情况 维持生物污泥、含AlPO4的混合污泥厌氧发酵过程中pH值为2,3,4,7,9,10,11,测得厌氧7d内上清液中正磷酸盐的浓度变化如图3所示.

图3 不同pH值下生物污泥和含AlPO4的混合污泥厌氧发酵上清液中PO43--P的变化Fig.3 PO43--P concentration in supernatant during anaerobic fermentation for biological sludge and mixed sludge containing AlPO4at different pHs

由图3可知,厌氧发酵过程中,生物磷和化学磷(AlPO4)的释放均主要在第 1d完成,之后随着发酵时间的延长,生物磷缓慢释放使上清液中正磷酸盐浓度缓慢增加,4～6d后基本达到稳定.

对于生物污泥而言,维持偏酸性条件(pH=3和 pH=4)有利于生物磷的释放(图 3).pH=3时能释出污泥中 65%左右的生物磷,pH=4时则能释出72%的生物磷.而在强酸条件(pH=2)下,发酵上清液中PO43-的浓度比总磷低30mg/L左右,这可能是此条件下微生物和酶的活性被抑制,使溶出的有机磷不能完全转化为 PO43-.而碱性条件虽然有利于污泥有机物的溶出,但是污泥中的金属离子(如Ca2+)会与PO43-形成沉淀,致使上清液中PO43-的浓度降低,生物磷的释磷率低于偏酸性条件.中性条件由于污泥水解不完全,致使 PO43-的释出比偏酸性条件下少.

图4 不同pH值下厌氧发酵过程中AlPO4的释磷率Fig.4 Phosphorus release rate of AlPO4during anaerobic digestion at different pHs

混合污泥厌氧发酵释磷包括化学磷的释放和微生物细胞内生物磷的释放.混合污泥厌氧发酵上清液中PO43-的浓度大小依次为pH=2>pH= 11>pH=4>pH=3>pH=10>pH=7>pH=9,与生物污泥释磷相比,pH为4,7,9时AlPO4的释磷较少,pH为2,3,10,11时释磷量较大,利用式(2)可以计算得到不同pH下AlPO4的释磷率变化(图4).由图4可知,不同pH下AlPO4的释磷率在厌氧发酵1d后基本达到最大值,在相应 pH值下若能溶解释放PO43-,则在调节pH值稳定后化学磷释磷率即达最大,即AlPO4的释磷主要与溶液pH值有关,而与生物过程无关.不同 pH值下的释磷率与纯水中模拟 AlPO4的释磷试验结果一致,在强酸和强碱条件下AlPO4的释磷率较高,且pH=2>pH= 11>pH=10>pH=3.pH=2 时 AlPO4的释磷率可达到60%,与纯水中的释磷率相近,pH=11时其释磷率为50%左右,比水中的释磷率略低,这可能与碱性条件下PO43-能与污泥中的Ca2+形成沉淀有关.

图5 不同pH值下生物污泥和含AlPO4的混合污泥厌氧发酵上清液中Ca2+的变化Fig.5 Ca2+concentration in supernatant of anaerobic fermentation for biological sludge and mixed sludgecontaining AlPO4at different pHs

图5为不同pH值下生物污泥和混合污泥厌氧发酵上清液中 Ca2+浓度变化.两种污泥厌氧发酵上清液中 Ca2+浓度变化基本一致,酸性条件下上清液中的Ca2+浓度较高(最大能达200mg/L左右),中性条件时在50mg/L左右,而碱性条件下均在 10mg/L以下.这表明在碱性条件下,污泥溶出的Ca2+能与释出的PO43-形成沉淀,致使碱性条件下的释磷率降低.Marti等[23]研究剩余污泥厌氧消化时发现,厌氧消化过程中磷形成沉淀主要与pH、上清液中的磷浓度有关,pH增大、上清液中磷浓度升高都会导致磷沉淀的增多.Carlsson等

[24]研究EBPR工艺中钙磷沉淀的形成时发现,碱性条件下Ca2+易与PO43-形成沉淀,而在中性条件下,Ca2+浓度超过 100mg/L,PO43--P浓度超过50mg/L时才会开始沉淀.

总体上,对于污水处理厂以铝盐为主的化学除磷工艺来说,剩余污泥中含有较多 AlPO4等化学磷沉淀,从磷回收角度出发,维持厌氧发酵 pH值为 10～11,虽然 Ca2+等金属离子的存在会使一部分磷发生沉淀,但仍可以使化学磷的释磷率达到28%～55%,生物磷的释磷率达到43%～49%,同时也有利于污泥的厌氧发酵产酸,回收碳源.

图6 不同pH值下生物污泥(BS)和含FePO4的混合污泥(MS)厌氧发酵上清液中总VFA的变化Fig.6 VFA concentration in supernatant during anaerobic fermentation for biological sludge (BS) and mixed sludge (MS) containing FePO4at different pHs

2.3 含FePO4的混合污泥厌氧发酵

2.3.1 含 FePO4的混合污泥水解产酸情况 根据 FePO4在纯水中的释磷情况,维持生物污泥、含FePO4的混合污泥厌氧发酵过程中pH值为7和11,测得污泥厌氧发酵7d上清液中总VFA的变化如图 6所示.中性条件下,厌氧发酵 7d,含FePO4的混合污泥上清液中VFA浓度比生物污泥上清液中低;而维持pH=11时两种污泥厌氧发酵上清液中VFA浓度相差不是很大,这主要是因为铁能与蛋白质结合形成沉淀[25],使上清液中有机物浓度下降,VFA的产生减少;而pH=11时,大量的铁离子形成了 Fe(OH)3沉淀,FePO4的加入对有机物的溶出影响减小,对VFA产量的影响也减小.Angelidaki等[26]研究发现与铁结合的蛋白质水解需要更长的发酵时间.Smith等[27]也发现对含铁盐除磷的活性污泥厌氧消化时,其产气量比没有铁盐的活性污泥少 12%,产甲烷量少5.5%.

2.3.2 含 FePO4的混合污泥厌氧发酵释磷情况 图7为pH=7和11时,厌氧发酵7d生物污泥和含FePO4的混合污泥上清液中PO43--P浓度的变化情况.pH=7时含FePO4的混合污泥厌氧发酵上清液中 PO43--P浓度最高,pH=11的生物污泥厌氧发酵上清液中 PO43--P浓度最低.利用式(2)计算得到不同pH值下FePO4的释磷率(图8).由图8可知,pH=7时厌氧发酵7d后FePO4的释磷率可达40%,比pH=7纯水中FePO4的释磷率高(表2),这主要是因为污泥中其他阴离子和发酵溶出的蛋白质会与 Fe3+形成沉淀[25-26],使 FePO4中的磷释放,而 pH=7时发酵上清液中未检测到Fe3+也间接证实了这一解释.pH=11时厌氧发酵7d后FePO4的释磷率为30%左右,低于纯水中的释磷率,这是因为碱性条件下Ca2+会与PO43-形成沉淀,导致生物污泥和含 FePO4的混合污泥的释磷率均较低,而此时两种污泥发酵上清液中 Ca2+浓度均低于10mg/L也表明碱性发酵过程中确实生成了钙磷沉淀.

图7 不同pH值下生物污泥(BS)及含FePO4的混合污泥(MS)厌氧发酵上清液中PO43--P的变化Fig.7 PO43--P concentration in supernatant during anaerobic fermentation for biological sludge (BS) and mixed sludge (MS) containing FePO4at different pHs

图8 不同pH值下混合污泥厌氧发酵FePO4的释磷率Fig.8 Phosphorus release rate of FePO4during anaerobic fermentation at different pHs

总体上,对于污水处理厂以铁盐为主的化学除磷工艺来讲,剩余污泥中含有较多 FePO4等化学磷沉淀.从磷回收角度出发,中性厌氧发酵能释出40%的化学磷和50%左右的生物磷,发酵上清液中PO43-P浓度比碱性发酵高,同时可以节省调节pH值所需的药剂成本.

3 结论

3.1 调节pH值为强酸(pH=2或3)或强碱(pH=10或 11)条件,单纯 AlPO4均能释出部分磷.对于FePO4,酸性条件下基本不溶解释磷,而碱性条件下,pH=10和11时能分别释出12.7%和96.5%的磷.

3.2 对于含 AlPO4的混合污泥,维持 pH为10～11有利于发酵产酸,产酸量分别比中性条件高233%和117%;同时还能释出28%～55%的化学磷,43%～49%的生物磷.碱性厌氧发酵时,虽然污泥溶出的Ca2+能与PO43-生成沉淀,但是总体上生物磷的释磷率与中性厌氧发酵相差不大,而化学磷的释磷率能提高 43%～49%,因此,对于使用铝盐除磷的污水处理厂,从磷回收而又有利于厌氧发酵的角度出发,剩余污泥碱性发酵(pH=10～11)利于化学磷和生物磷的释放,同时有利于产酸.

3.3 对于含 FePO4的混合污泥,中性厌氧发酵7d可使FePO4中40%的磷释放,同时能释放50%的生物磷;而碱性厌氧发酵(pH=11)时,FePO4的释磷率为30%,生物磷的释磷率为49%.总体上中性条件更有利于磷的回收.因此,若剩余污泥中含有的化学磷为 FePO4,维持中性发酵利于化学磷和生物磷的释放,同时减少药剂成本投入.

[1] Natasha G. Environment： The disappearing nutrient [J]. Nature, 2009,461(7265)：716-718.

[2] Cordell D, Drangert J O, White S. The story of phosphorus：Global food security and food for thought [J]. Global Environmental Change, 2009,19(2)：292-305.

[3] Abell J M, Ozkundakci D, Hamilton D P. Nitrogen and Phosphorus Limitation of Phytoplankton Growth in New Zealand Lakes：Implications for Eutrophication Control [J]. Ecosystems, 2010,13(7)：966-977.

[4] 金相灿,王圣瑞,庞 燕.太湖沉积物磷形态及pH值对磷释放的影响 [J]. 中国环境科学, 2004,24(6)：707-711.

[5] Oehmen A, Lemos P C, Carvalho G, et al. Advances in enhanced biological phosphorus removal： From micro to macro scale [J]. Water Research, 2007,41(11)：2271-2300.

[6] 张亚勤.污水处理厂达到一级A排放标准中的化学除磷 [J]. 中国市政工程, 2009,5：40-41.

[7] 吴慧芳,胡文华.聚合氯化铝污泥吸附除磷的改性研究 [J]. 中国环境科学, 2011,31(8)：1289-1294.

[8] Fabian F, Christele B, Manuel H, et al. Microbial fuel cell enables phosphate recovery from digested sewage sludge as struvite [J]. Bioresource Technology, 2011,102(10)：5824-5830.

[9] Liu Y M, Liu Y, Tay J H. Development and characteristics of phosphorus-accumulating microbial granules in sequencing batch reactors [J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2003,6(2)：430-435.

[10] 王 超,冯士龙,王沛芳,等.污泥中磷的形态与生物可利用磷的分布及相互关系 [J]. 环境科学, 2008,29(6)：1593-1597.

[11] Medeiros J J G, Cid B P, Gomez E F. Analytical phosphorus fractionation in sewage sludge and sediment samples [J]. Analytical and Boianalytical Chemistry, 2005,381(4)：873-878.

[12] Marti N, Pastor L, Bouzas A, et al. Phosphorus recovery by struvite crystallization in WWTPs： Influence of the sludge treatment line operation [J]. Water Research, 2010,44(7)：2371-2379.

[13] Pastor L, Mangin D, Ferrer J, et al. Struvite formation from the supernatants of an anaerobic digestion pilot plant [J]. Bioresource Technology, 2010,101(1)：118-125.

[14] Li X, Chen H, Hu L F, et al. Pilot-Scale waste activated sludge alkaline fermentation, fermentation liquid separation, and application of fermentation liquid to improve biological nutrient removal [J]. Environmental Science and Technology, 2011,45(5)：1834-1839.

[15] Park W J, Ahn J H. Optimization of microwave pretreatment conditions to maximize methane production and methane yield in mesophilic anaerobic sludge digestion [J]. Environmental Technology, 2011,32(13)：1533-1540.

[16] 徐 瑛,徐 祥,陈 宇,等.无锡主城区污水厂升级改造脱氮除磷与污泥产量分析 [J]. 中国给水排水, 2012,28(10)：32-35.

[17] 国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法 [M]. 4版.北京：中国环境科学出版社, 2002.

[18] Panswad T. Aluminium recovery from industrial aluminium sludge [J]. Water Supply, 1992,10(4)：159-166.

[19] Masschelein W J, Deveminck R, Genot J. The feasibility of coagulant recycling by alkaline reaction of aluminium hydroxide sludges [J]. Water Research, 1985,19(11)：1363-1368.

[20] Hwang M H, Jang N J, Hyun S H, et al. Anaerobic bio-hydrogen production from ethanol fermentation： the role of pH [J]. Journal of Biotechnology, 2004,111(3)：297-309.

[21] Chen Y G, Jiang S, Yuan H Y, et al. Hydrolysis and acidification of waste activated sludge at different pHs [J]. Water Research, 2007,41(3)：683-689.

[22] 苏高强,汪传新,郑冰玉,等.pH对混合污泥水解酸化的影响 [J].环境工程学报, 2012,6(12)：4257-4262.

[23] Marti N, Bouzas A, Seco A, et al. Struvite precipitation assessment in anaerobic digestion processes [J]. Chemical Engineering Journal, 2008,141(1-3)：67-74.

[24] Carlsson H, Aspegren H, Lee N, et al. Calcium phosphate precipitation in biological phosphorus removal systems [J]. Water Research, 1997,31(5)：1047-1055.

[25] Park C, Abu-Orf M M, Novak J T. The digestibility of waste activated sludge [J]. Water Environment Research, 2006,78(1)：59-68.

[26] Angelidaki I, Ellegaard L, Ahring B. A comprehensive model of anaerobic bioconversion of complex substrates to biogas [J]. Biotechnology and Bioengineering, 1999,63(3)：363—372.

[27] Smith J A, Carliell-Marquet C M. The digestibility of iron-dosed activated sludge [J]. Bioresource Technology, 2009,99(18)：8585-8592.

Effect of pH on phosphorus release from chemical-biological mixed sludge during anaerobic fermentation.

ZHANG Li-li, LI Yong-mei*
(State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China). China Environmental Science, 2014,34(3)：650～657

Two chemical phosphates (AlPO4and FePO4) were usually generated during chemical phosphorus removal processes in wastewater treatment plant. To investigate the release of chemical phosphates and biological phosphorus when each chemical phosphate was mixed with surplus active sludge (biological sludge) respectively for anaerobic fermentation, the two chemical phosphates were used. The results showed that in pure water, phosphorus could be released from AlPO4under either strong acid or strong alkaline conditions, and be released from FePO4only under strong alkaline conditions. For anaerobic fermentation of mixed sludge containing AlPO4at 35±1℃, more chemical phosphate could be dissolved under strong acid but microbial activity was inhibited, which was unfavorable to volatile fatty acid (VFA) production. Under alkaline conditions (pH=10～11), 28%～55% of the chemical phosphate and 43%～49% of the biological phosphorus were released and the total released phosphorus amount was 17.5%～62.7% higher than those under neutral condition. Alkaline conditions were also beneficial to VFA production; at pH=10 and pH=11, VFA production was 233% and 117% higher than those under neutral conditions, respectively. For anaerobic fermentation of the mixed sludge containing FePO4, 40% of chemical phosphate and 50% of the biological phosphorus in sludge could be released under neutral condition, which were higher than those under alkaline condition (pH=11).

chemical phosphorus；mixed sludge；anaerobic fermentation；phosphorus release；pH value

X703

：A

：1000-6923(2014)03-0650-08

张丽丽(1990-),女,江苏南京人,同济大学环境科学与工程学院硕士研究生,主要从事污水处理与资源化方面的研究.

《中国环境科学》2012年度引证指标

《中国环境科学》编辑部

2013-06-25

国家“863”项目(2011AA060902);上海市国际合作项目(11230700700)

* 责任作者, 教授, liyongmei@tongji.edu.cn

根据《2013年版中国科技期刊引证报告(核心版)》,《中国环境科学》2012年度引证指标继续位居环境科学技术及资源科学技术类科技期刊前列,核心影响因子1.657,学科排名第1位,在被统计的1994种核心期刊中列第21位;综合评价总分72.0,学科排名第3位.《中国科技期刊引证报告》每年由中国科学技术信息研究所编制,统计结果被科技管理部门和学术界广泛采用.