畜禽粪便沼液预处理及磷酸铵镁法回收磷的研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:cloud0906
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我国畜禽养殖业发展迅猛,在向着集约化、规模化发展的同时,带来的环境污染问题也日益严重。目前养殖废水普遍采用的处理技术为厌氧发酵产沼气处理工艺,畜禽粪便经过厌氧发酵后仍然含高浓度有机物、氮(N)和磷(P)。磷是引起水体富营养化的重要影响因素,又是一种不可再生的资源。采用磷酸铵镁结晶工艺从畜禽粪便沼液中回收氮、磷,对于降低畜禽养殖废水的综合处理成本,实现污水资源化以及营养元素可持续利用具有重要意义。畜禽粪便沼液中除了含有高浓度的磷,还含有大量悬浮物(SS),会影响磷酸铵镁的结晶反应,影响回收产物的纯度,生成的结晶产物与SS结合在一起,难以分离。因此要想从沼液中回收磷,必须要进行预处理去除沼液中的SS。本研究分别采用厌氧生物处理、化学絮凝、物理方法对沼液进行预处理去除SS。对于去除效果较好的方法,对预处理后的水样进行了磷酸铵镁结晶法磷回收实验,考察pH值和Mg与P摩尔比对磷酸铵镁反应的影响,并利用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对回收产物进行了表征。研究以期为畜禽养殖废水的处理及其营养物的资源化探索简便易行的技术途径。研究结果表明,化学絮凝法投加阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对SS的去除效果最好,对于SS浓度为13500mg/L的沼液,用0.2%的CPAM絮凝,当投加量为210mL,实际投加量为1.02g/L时,沼液中的SS浓度降为148mg/L,SS去除率达98.9%。对于原沼液,PO43--P含量为72.5mg/L,在pH值为9.5,Mg与P摩尔比为2:1的条件下,反应结束后PO43--P去除率为48.3%,这是由于SS浓度较高,磷酸铵镁反应程度不够彻底。对絮凝后的水样,PO43--P浓度为35mg/L左右,进行磷酸铵镁结晶处理,结果发现,当Mg与P摩尔比为1:1时,pH值为9.5时PO43--P的去除率最高,为78%;而当Mg与P摩尔比为1.5:1和2:1时,pH值为10.0时PO43--P去除率最高,为86.6%和91.9%。SEM和XRD分析表明,结晶产物为磷酸铵镁。
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