自动驱动的电化学系统用于从消化废水中回收 struvite 和能量:设备优化策略和长期运行
Yi-Fan Niu1, Ting-Ting Dong1, Zhi-Guo Zhao2
1School of Environmental and Municipal Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an, 710055, PR China; Key Laboratory of Environmental Engineering, Shaanxi Province, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an, 710055, PR China.
Journal of environmental management
|January 4, 2025
概括
一个自动驱动的电化学系统 (SDES) 有效地处理废水,回收资源,如 struvite 和产生能量. 优化的参数确保了高污染物去除和多个周期的稳定性能.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 电化学 电化学 电化学
- 废水处理 废水处理
背景情况:
- 无氧消化废水对处置和资源回收提出了挑战.
- 传统的处理方法可能无法有效地同时处理污染物去除,资源利用和能源生产.
研究的目的:
- 调查自动驱动电化学系统 (SDES) 处理无氧消化废水的有效性.
- 优化SDES参数以提高污染物清除,资源回收 (struvite) 和能源生产.
- 评估SDES的长期稳定性和效率.
主要方法:
- 使用自动驱动的电化学系统 (SDES) 具有可调节的参数:阳极面积,外部电阻和电极间距.
- 监控的污染物去除率 (PO43--P,NH4+-N),斯特鲁维特回收和电能输出.
- 进行单周期和长期运行 (20 个周期) 的实验,以评估性能和稳定性.
主要成果:
- 优化的参数 (15厘米2的Mg阳极,10 Ω的电阻,10厘米的间距) 实现了高污染物去除和斯特鲁维特纯度.
- 不同的最佳参数 (3.0 cm2阳极,50 Ω电阻,7.5 cm间距) 最大化了电能输出.
- 单循环处理去除了95.37%的PO43--P和39.10%的NH4+-N,恢复了0.0275g的斯特鲁维特,平均功率为50.98W/m3.
- 长期运行 (20 个周期),PO43--P 的平均去除率为 89.3%,NH4+-N 的平均去除率为 23.4%,平均功率为 8.90 W/m3,性能稳定.
- 根据综合效率,确定了20个周期的阳极更换周期.
结论:
- SDES在处理无氧消化废水方面表现稳定和高效.
- 该系统有助于同时利用废水资源,去除污染物和发电.
- 优化SDES参数对于平衡污染物清除,资源回收和能源生产至关重要.
