摘要：为提高微生物电解池(MEC)利用剩余污泥产氢气和磷回收的效率,采用Fe^3+、原儿茶酸(PCA)和H2O2体系预调理污泥,探究中性PCA/Fe^3+/H2O2体系的试剂投加量对污泥液相总磷含量和溶解性化学需氧量(SCOD)的影响.在单因素试验的基础上,通过表面响应法(RSM)优化得到Fe^3+和H2O2投加量分别为12.96 mmol·L^-1和0.45 mol·L^-1,液相总磷含量和SCOD含量实际值分别为(60.14±0.08) mg·L^-1和(3357.67±66.37) mg·L^-1,模拟效果显著.与未处理的剩余污泥MEC反应器出水相比,经过调理后的剩余污泥MEC反应器出水中的总化学需氧量(TCOD)、多糖和蛋白质的去除率分别提高了30.03%、50.16%和97.31%,氢气转化率提升了1.31倍,有效提升了MEC产氢效率.通过鸟粪石结晶回收MEC污泥上清液中的磷,发现在初始pH值为10、Mg^2+浓度为0.056 mol·L^-1和NH4^+浓度为0.08 mol·L^-1时效果最佳.鸟粪石晶体质量浓度最高可达7.6 g·L^-1,晶体纯度最大为88.30%,上清液中77.55%的磷以鸟粪石的形式得到回收.在本研究最优化条件下进行中性PCA/Fe^3+/H2O2体系调理剩余污泥微生物电解池产氢与磷回收全过程中产出经济价值达到2.36元.实验研究最终表明,经过Fe^3+/PCA/H2O2体系调理污泥可促进污泥中磷的释放和MEC处理污泥的产氢效率,为探究污泥资源化提供了新的研究思路.

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