下水処理実験装置において、リン回収と炭素源製造の結合プロセス経路の探索は、資源の循環利用と省エネ・排出削減を実現する重要な方向である。既存のテクノロジーと実践事例を組み合わせて、次のパスから展開できます。

一、リン回収プロセスの選択と最適化

リン回収には下水成分に応じて適切な方法を選択する必要がある。化学沈殿法はカルシウム塩、マグネシウム塩を投与することによりリン酸カルシウムまたは鳥糞石（MAP）沈殿を生成し、高濃度リン含有廃水に適しているが、pH値と共存イオン干渉を制御する必要がある。例えば、天津津南汚泥処理場は技術を採用し、汚泥脱水濾液にMgClを投入し、曝気吹脱によりMAP結晶を促進し、リン回収率は85%を超え、同時に汚泥脱水性能を向上させ、凝集剤の使用量を低下させる。生物法、例えば強化生物リン除去（EBPR）はポリリン菌を通じてリンを濃縮し、さらに汚泥消化液または焼却灰を通じてリンを回収するが、重金属汚染問題を解決する必要がある。

二、炭素源の製造とリン回収の協同経路

炭素源の製造には経済性と生化学性を両立させる必要がある。調理ゴミの加水分解による酸の生成を例に、温度、pH及び滞留時間を制御することにより、酢酸ナトリウムなどの商品炭素源の代わりに高濃度有機酸化液に変換することができる。実験により、厨房ごみ酸化液は35℃、pH=6の条件下で、4日間の加水分解を経て、その炭素当量は反硝化需要を満たすことができ、しかも毒害作用がないことが明らかになった。リンの回収と炭素源の製造を結合し、高負荷炭素捕捉（HLSBR）段階で炭素源を濃縮することができ、同時にリンを沈殿または結晶化により分離し、上清液は後続の処理ユニットに入り、炭素、リン資源の効率的な分離を実現する。

三、技術集積と実験検証

「炭素捕捉-リン回収-自養脱窒素」一体化実験装置を構築し、原水はまずHLSBR反応器に入り、嫌気/微曝気モードを通じて炭素源を吸着し、沈殿後に余剰汚泥を排出し、上澄み液はリン回収ユニット（PRSBRなど）に流入し、MAP結晶法を用いてリンを回収し、最終的に嫌気アンモニア酸化（AMXSBR）反応器に入り、自養脱窒素を完成する。実験は各ユニットの出水水質をモニタリングし、pH、マグネシウムリン比などのパラメータを最適化し、リン回収率と炭素源利用率を確保する必要がある。例えば、pHを9.5に調整することにより、MAP結晶化を促進することができ、同時に炭酸根の競争を回避し、リン回収純度を向上させることができる。

四、経済性と持続可能性の評価

結合プロセスはコストと利益を総合的に評価する必要がある。MAPのようなリン回収生成物は徐放性肥料として利用でき、市場価値が顕著である、炭素源の調製は下水処理場からの炭素源の購入コストを下げることができる。天津津南プロジェクトを例に、リン回収は年間約371万元の化学薬剤費を節約し、MAP収益は約164万元で、顕著な経済効果がある。また、結合プロセスは汚泥の生産量と炭素排出を削減し、持続可能な発展要求に合致する。

プロセス最適化と実験検証を通じて、下水処理実験装置はリン回収と炭素源製造の高効率結合を実現でき、資源循環利用のために技術支持を提供する。