Our previous reports have demonstrated an algal pathway for treating settled sewage and recovering its energy-, nitrogen-, and phosphorous-contents via hydrothermal liquefaction (HTL) of the resulting algal biomass. The first part of the current study was to intensify a critical step in the phosphorous (P) recovery process which entails alkaline leaching of the P-rich byproduct of HTL– biochar, to yield a P-rich eluate. The following parameters driving the efficiency and cost of leaching P from biochar were systematically evaluated: leaching time, concentration of base eluent, mixing during leaching, liquid:solid (L:S) ratio in leaching, and temperature. Optimum leaching time, base concentration, L:S ratio, and temperature were found to be 72 h, 0.5 M, 20:1, and 60 °C, respectively. Under these optimal conditions, >86% of P in the biochar could be extracted at an estimated cost of $4.54/kg P. In the second part of this study, a three-step procedure was developed to recover high-purity biofertilizers from the P-rich eluate of biochar. In the first step, impurities along with 24.6% of P in the eluate were precipitated. In the second step, high-quality struvite (comprising 72.7% of P in the eluate) was precipitated from the supernatant of the first step. In the third step, the precipitate from the first step was dissolved and its P-content was re-precipitated as high-quality calcium phosphate. This three-step procedure resulted in 95.4% P-recovery from biochar eluate at $5.29/kg P. Reclaimed struvite and calcium phosphate were shown to be of high chemical purity, complying with US EPA guidelines for metals.

我们以前的报告表明，一条藻类途径可用于处理沉降的污水，并通过水热液化（HTL）回收所产生的藻类生物质来回收其能量，氮和磷的含量。当前研究的第一部分是加强磷（P）回收过程中的关键步骤，该步骤要求对HTL-生物炭的富P副产物进行碱浸，以得到富P的洗脱液。系统地评估了以下参数，这些参数驱动了从生物炭中浸出P的效率和成本：浸出时间，碱洗脱液的浓度，浸出过程中的混合，浸出中的液固比（L：S）和温度。最佳浸出时间，碱浓度，L：S比和温度分别为72 h，0.5 M，20：1和60°C。在这些最佳条件下，> 生物炭中86％的P可以估计为$ 4.54 / kg P的成本被提取。在本研究的第二部分中，开发了一个三步程序以从富含P的生物炭洗脱液中回收高纯度生物肥料。第一步，沉淀物中的杂质以及24.6％的P沉淀出来。在第二步中，从第一步的上清液中沉淀出高质量的鸟粪石（洗脱液中含有72.7％的P）。在第三步中，将第一步中的沉淀物溶解，然后将其P含量重新沉淀为高质量的磷酸钙。此三步过程从生物炭洗脱液中回收了9.5.4％的P（每公斤P.5.29美元）。回收的鸟粪石和磷酸钙显示出高化学纯度，符合美国EPA金属指南。在本研究的第二部分中，开发了一个三步过程以从生物炭的富含P的洗脱液中回收高纯度生物肥料。第一步，沉淀物中的杂质以及24.6％的P沉淀出来。在第二步中，从第一步的上清液中沉淀出高质量的鸟粪石（洗脱液中含有72.7％的P）。在第三步中，将第一步中的沉淀物溶解，然后将其P含量重新沉淀为高质量的磷酸钙。此三步过程从生物炭洗脱液中回收了9.5.4％的P（每公斤P.5.29美元）。回收的鸟粪石和磷酸钙显示出高化学纯度，符合美国EPA金属指南。在本研究的第二部分中，开发了一个三步过程以从生物炭的富含P的洗脱液中回收高纯度生物肥料。第一步，沉淀物中的杂质以及24.6％的P沉淀出来。在第二步中，从第一步的上清液中沉淀出高质量的鸟粪石（洗脱液中含有72.7％的P）。在第三步中，将第一步中的沉淀物溶解，然后将其P含量重新沉淀为高质量的磷酸钙。此三步过程从生物炭洗出液中回收了95.4％的P（每公斤P.5.29美元）。回收的鸟粪石和磷酸钙被证明具有很高的化学纯度，符合美国EPA关于金属的准则。开发了一个三步程序以从生物炭的富含P的洗脱液中回收高纯度生物肥料。第一步，沉淀物中的杂质以及24.6％的P沉淀出来。在第二步中，从第一步的上清液中沉淀出高质量的鸟粪石（洗脱液中含有72.7％的P）。在第三步中，将第一步中的沉淀物溶解，然后将其P含量重新沉淀为高质量的磷酸钙。此三步过程从生物炭洗脱液中回收了9.5.4％的P（每公斤P.5.29美元）。回收的鸟粪石和磷酸钙显示出高化学纯度，符合美国EPA金属指南。开发了一个三步程序以从生物炭的富含P的洗脱液中回收高纯度生物肥料。第一步，沉淀物中的杂质以及24.6％的P沉淀出来。在第二步中，从第一步的上清液中沉淀出高质量的鸟粪石（洗脱液中含有72.7％的P）。在第三步中，将第一步中的沉淀物溶解，然后将其P含量重新沉淀为高质量的磷酸钙。此三步过程从生物炭洗脱液中回收了9.5.4％的P（每公斤P.5.29美元）。回收的鸟粪石和磷酸钙显示出高化学纯度，符合美国EPA金属指南。从第一步的上清液中沉淀出7％的洗脱液中的P）。在第三步中，将第一步中的沉淀物溶解，然后将其P含量重新沉淀为高质量的磷酸钙。此三步过程从生物炭洗脱液中回收了9.5.4％的P（每公斤P.5.29美元）。回收的鸟粪石和磷酸钙显示出高化学纯度，符合美国EPA金属指南。从第一步的上清液中沉淀出7％的洗脱液中的P）。在第三步中，将第一步中的沉淀物溶解，然后将其P含量重新沉淀为高质量的磷酸钙。此三步过程从生物炭洗脱液中回收了9.5.4％的P（每公斤P.5.29美元）。回收的鸟粪石和磷酸钙显示出高化学纯度，符合美国EPA金属指南。