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目前,氨氮已成为影响地表水质的首要指标,也是各类型氮中对水环境危害最大的一种形态。现阶段对氨氮进行处理的方法以生化法为主,但其主要适用于低浓度氨氮废水的处理,而鸟粪石结晶沉淀法则对高浓度氨氮废水有很好的处理效果。当前在我国农业生产中普遍存在肥料利用率较低、流失较多的问题,造成资源浪费,也给我们生存的环境带来了不良影响,因而对缓释肥的需求日益增多,而鸟粪石沉淀法生成的磷酸铵镁沉淀难溶于水,有作为缓释肥料的潜能,所以对鸟粪石沉淀产物的性质进行研究并加以利用进而使废水中的氨氮变废为宝,资源化回用就很有必要。
本论文就是从沉淀物营养物质释放特性角度出发,对不同工艺条件下反应产物的成分组成、鸟粪石含量、营养物质在水中及土壤中的释放特性和对植物生长影响等方面进行研究,并综合分析以确定鸟粪石沉淀反应最佳工艺参数,为最终废水中氨氮的资源化回用提供相关理论依据。通过本论文的研究,主要得出以下结论:
(1)pH为9.5时NH3-N去除率最好,达到93.41%,同时此条件下沉淀产物中鸟粪石纯度最高,而pH为8、10、11时沉淀物中含有杂质。
(2)不同条件下沉淀产物的N的初期养分释放率及28d释放率均符合国家缓释标准规定,总体来看,不同沉淀物N、P的释放速度都很缓慢,其NH3-N在280d内总累积释放率均小于20%,PO43--P总累积释放率小于13%。
(3)浸提实验和肥土淋溶实验中NH3-N的释放呈现相同的规律,pH为9、9.5的沉淀物与MAP试剂类似,pH为8的产物略低,pH为10、11时最少。
(4)pH为9、9.5的产物在植物移栽后15天内对其生长的影响最好,其次是pH为8和10的产物,pH为11的最差,仅稍要好于空白土壤。50天收获后小白菜在株高、叶片数、叶长、鲜重、和硝酸盐含量上都体现了出了相似的规律性,与15天内结果类似,也是pH为9、9.5的沉淀物对小白菜的影响最优,与MAP试剂效果相当,但要比尿素添加组略低。对于施N量分别为100和150mg/kg土壤的小白菜,其体内硝酸盐含量是可以达到二级食用标准的,且施用沉淀物时小白菜硝酸盐累积含量低于施用尿素时所累积的。
(5)综合产物制备、成分分析、浸提、肥土淋溶及盆栽实验结果可知将鸟粪石沉淀法的pH控制在9-9.5,不仅可高效去除氨氮,又可将氨氮资源回收于沉淀物中作为缓释肥料施用,进而实现高氨氮废水资源化处理。