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针对养殖场粪污厌氧发酵后,沼液难处理和沼液中潜在资源浪费等问题,本文提出了“沼液处理和资源回收利用工艺研究”,主要针对沼液部分分别采用鸟粪石工艺、序批式活性污泥(SBR)工艺、絮凝工艺三种不同的处理方式,优化参数,整合设计,将沼液中资源回收利用,强化其可生化性,最终达标排放,实现粪污资源化利用及深度处理于一体,达到养殖场粪污的零排放目标。
本文针对鸟粪石结晶形成的特点,采用五因素(构晶离子比、pH、搅拌速率、搅拌时间、静置时间)四水平正交试验方法进行工艺优化,考察不同试验条件下氨氮(NH4+-N)浓度,正磷酸盐(HXPO4-P)浓度和结晶体氮/磷(N/P)质量比的变化,并结合扫描电镜照片进行观察并分析,对鸟粪石工艺进行综合分析和优化。选择响应曲面法(RSM)试验优化SBR工艺,对工艺参数进行优化,考察三种因素(温度、pH值和溶氧(DO)值)对沼液中化学需氧量(COD)、NH4+-N浓度和总磷(TP)浓度的去除效果。考察了三种絮凝工艺对沼液的处理效果,对比工艺一(聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂),工艺二(PAC和壳聚糖(CTS)形成改性壳聚糖作为絮凝剂)和工艺三(PAM为絮凝剂,聚丙烯酸钠(PAAS)为助凝剂)处理沼液后,上清液在420nm波长下吸光度、NH4+-N浓度和TP浓度,综合分析各工艺絮凝表现和絮凝机理,得到较优工艺和参数。
鸟粪石工艺优化试验发现,要获得较高纯度的鸟粪石结晶,离子浓度比(Mg2+∶PO43-∶NH4+)应控制在1.2∶1.1∶1~1.2∶1.2∶1;搅拌时间控制为30~40min;pH值应控制在8.5~9.0;搅拌速度为100~200r/min;静置时间为30~50min。SBR工艺优化后,试验参数为:温度,35℃;DO值,2.00mg/L;pH,9.50。三种絮凝工艺综合对比分析,发现使用改性CTS絮凝工艺具有潜在应用背景。改性CTS工艺优化后参数为:PAC为6.77g/100mL改性CTS,改性CTS添加量为20.22mL/L,pH为7.50。采用以上参数进行整体工艺设计与试验,试验后,沼液悬浮物基本可以完全去除,COD值为189.32mg/L,NH4+-N浓度为73.61mg/L,TP浓度为2.01mg/L,总氮(TN)浓度为829.19mg/L。以上指标已达国家排放标准,并可将处理过程中生产的鸟粪石结晶和絮凝体重新利用,具有潜在经济效益。
本文针对鸟粪石结晶形成的特点,采用五因素(构晶离子比、pH、搅拌速率、搅拌时间、静置时间)四水平正交试验方法进行工艺优化,考察不同试验条件下氨氮(NH4+-N)浓度,正磷酸盐(HXPO4-P)浓度和结晶体氮/磷(N/P)质量比的变化,并结合扫描电镜照片进行观察并分析,对鸟粪石工艺进行综合分析和优化。选择响应曲面法(RSM)试验优化SBR工艺,对工艺参数进行优化,考察三种因素(温度、pH值和溶氧(DO)值)对沼液中化学需氧量(COD)、NH4+-N浓度和总磷(TP)浓度的去除效果。考察了三种絮凝工艺对沼液的处理效果,对比工艺一(聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂),工艺二(PAC和壳聚糖(CTS)形成改性壳聚糖作为絮凝剂)和工艺三(PAM为絮凝剂,聚丙烯酸钠(PAAS)为助凝剂)处理沼液后,上清液在420nm波长下吸光度、NH4+-N浓度和TP浓度,综合分析各工艺絮凝表现和絮凝机理,得到较优工艺和参数。
鸟粪石工艺优化试验发现,要获得较高纯度的鸟粪石结晶,离子浓度比(Mg2+∶PO43-∶NH4+)应控制在1.2∶1.1∶1~1.2∶1.2∶1;搅拌时间控制为30~40min;pH值应控制在8.5~9.0;搅拌速度为100~200r/min;静置时间为30~50min。SBR工艺优化后,试验参数为:温度,35℃;DO值,2.00mg/L;pH,9.50。三种絮凝工艺综合对比分析,发现使用改性CTS絮凝工艺具有潜在应用背景。改性CTS工艺优化后参数为:PAC为6.77g/100mL改性CTS,改性CTS添加量为20.22mL/L,pH为7.50。采用以上参数进行整体工艺设计与试验,试验后,沼液悬浮物基本可以完全去除,COD值为189.32mg/L,NH4+-N浓度为73.61mg/L,TP浓度为2.01mg/L,总氮(TN)浓度为829.19mg/L。以上指标已达国家排放标准,并可将处理过程中生产的鸟粪石结晶和絮凝体重新利用,具有潜在经济效益。