Fe(III)-loaded chitosan (CTS-Fe) composite was used for the first time to remove and recover phosphorus (P) from waste activated sludge (WAS) via anaerobic digestion (AD). The P transformation pathway and the effect of CTS-Fe addition on the AD process were investigated using batch experiments. The P fractionation results indicate that non-apatite inorganic phosphorus (NAIP) reduction in the solid phase of sludge at 20 g/L of CTS-Fe addition (6.72 mg/g-SS) was 2.4 times higher than that in the control (2.77 mg/g-SS, no CTS-Fe addition). This is probably brought about by the added CTS-Fe enhanced the reduction of Fe(III)-P compounds in the sludge with phosphate released into the liquid phase. CTS-Fe can efficiently recover 95% of P from the liquid digestate of WAS. Notably, partial Fe(III) on the CTS-Fe was reduced and effectively combined with P to form vivianite crystals on the CTS-Fe surface during the AD process. Characterization analysis demonstrated that ligand exchange and chemical precipitation were the dominant mechanisms for P removal/recovery. Furthermore, the addition of CTS-Fe increased methane production by 11.9 - 32.2% under the tested conditions, likely attributable to the enhanced hydrolysis of WAS under CTS-Fe supplementation. As the P-loaded CTS-Fe particles can be easily separated and recovered from the AD system and further reutilized in agriculture, this study could provide a new approach for simultaneous P removal/recovery and enhanced methane production from AD of WAS.

首次使用负载铁（III）的壳聚糖（CTS-Fe）复合材料通过厌氧消化（AD）从废物活性污泥（WAS）中去除和回收磷（P）。使用分批实验研究了磷的转化途径以及CTS-Fe添加对AD过程的影响。P分馏结果表明，添加20 g / L的CTS-Fe（6.72 mg / g-SS）时，污泥固相中的非磷灰石无机磷（NAIP）还原量比对照（2.77）高2.4倍mg / g-SS，不添加CTS-Fe）。这可能是由于添加的CTS-Fe增强了污泥中Fe（III）-P化合物的还原，而磷酸盐释放到液相中。CTS-Fe可以有效地从WAS的液体消化物中回收95％的P。值得注意的是 在AD过程中，CTS-Fe上的部分Fe（III）减少了，并有效地与P结合，在CTS-Fe表面形成了堇青石晶体。表征分析表明，配体交换和化学沉淀是磷去除/回收的主要机制。此外，在测试条件下添加CTS-Fe可将甲烷产量提高11.9-32.2％，这可能归因于在添加CTS-Fe的情况下WAS水解增强。由于负载磷的CTS-Fe颗粒可以很容易地从AD系统中分离和回收并进一步用于农业，因此本研究可以提供一种新的方法，用于同时去除P /回收P和提高WAS AD的甲烷产量。表征分析表明，配体交换和化学沉淀是磷去除/回收的主要机制。此外，在测试条件下添加CTS-Fe可将甲烷产量提高11.9-32.2％，这可能归因于在添加CTS-Fe的情况下WAS水解增强。由于负载磷的CTS-Fe颗粒可以很容易地从AD系统中分离和回收并进一步用于农业，因此本研究可以提供一种新的方法，用于同时去除P /回收P和提高WAS AD的甲烷产量。表征分析表明，配体交换和化学沉淀是磷去除/回收的主要机制。此外，在测试条件下添加CTS-Fe可将甲烷产量提高11.9-32.2％，这可能归因于在添加CTS-Fe的情况下WAS水解增强。由于负载磷的CTS-Fe颗粒可以很容易地从AD系统中分离和回收并进一步用于农业，因此本研究可以提供一种新的方法，用于同时去除P /回收P和提高WAS AD的甲烷产量。可能归因于CTS-Fe补充下WAS的水解增强。由于负载磷的CTS-Fe颗粒可以很容易地从AD系统中分离和回收并进一步用于农业中，因此本研究可以提供一种新的方法，用于同时去除/回收P和提高WAS AD的甲烷产量。可能归因于CTS-Fe补充下WAS的水解增强。由于负载磷的CTS-Fe颗粒可以很容易地从AD系统中分离和回收并进一步用于农业，因此本研究可以提供一种新的方法，用于同时去除P /回收P和提高WAS AD的甲烷产量。