豬場厭氧消化出水氮磷去除與鳥糞石回收技術研究.pdf

1、厭氧消化技術是畜禽養(yǎng)殖廢水處理普遍采用的方法，但畜禽養(yǎng)殖廢水厭氧消化出水中高濃度氮磷是水體污染的潛在污染源。本論文探討了豬場厭氧消化出水回收鳥糞石(MgNH<,4>PO<,4>·6H<,2>O)去除氮、磷污染物的可行性，通過實驗室試驗研究確定鳥糞石結晶過程的主要影響因素，包括pH、NH<,4><'+>：Mg<'2+>：PO<,4><'3->的配比、Ca<'2+>等的影響效果，確定鳥糞石結晶最佳工藝條件，并在此基礎上研發(fā)設計一種鳥糞石回收

2、專用裝置，旨在為進一步開發(fā)豬場廢水厭氧處理出水鳥糞石回收技術及其應用提供理論依據(jù)。論文首先在不同pH值條件下，考察了豬場厭氧消化出水NH<,4><'+>：Mg<'2+>：PO<,4><'3->摩爾比分別為1：0.2：0.08，1：1：1，1：1.2：1.2和1：1.5：1.5時鳥糞石回收效率。結果表明，在pH為9.0時，各處理中NH<'4><'+>和PO<,4><'3->去除率和回收率最高。當豬場厭氧消化出水NH<,4><'+>：Mg<

3、'2+>：PO<,4><'3->摩爾比為1：0.2：0.08時，將pH提升至9.0，PO<,4><'3->的回收率為89.2％，出水PO<,4><'3->濃度由42 mg L<'-1>下降至4.7 mg L<'-1>當豬場厭氧消化出水NH<,4><'+>：Mg<'2+>：PO<,4><'3->摩爾比為1：1.5：1.5，pH為9.0時，NH<,4><'+>和PO<,4><'3->的回收率分別為76.5％和68.5％。豬場厭氧消化出水NH

4、<,4><'+>：Mg<'2+>：PO<,4><'3->摩爾比為1：1：1 pH為9.0時，NH<,4><'+>和PO<,4><'3->的回收率可達70％和97％，此時，沉淀效率最高。XRD檢測表明，沉淀物質的主要成分為鳥糞石。厭氧消化出水pH值隨鳥糞石的沉淀過程而不斷下降，并逐漸趨于穩(wěn)定。因此，pH變化可用于指示鳥糞石的結晶過程。 在pH為9.0的條件下，以豬場厭氧消化出水(Ca<'2+>：NH<,4><'+>：Mg<'2+

5、>：PO<,4><'3->=0.075：1：1：1)和人工配制的廢水(ca<'2+>：NH<,4><'+>：Mg<'2+>：PO<,4><,3->=0:1:1:1:0.25:1:1:1；0.5:1:1:1; 1:1:1:1)為研究對象，研究了Ca<'2+>濃度變化對鳥糞石回收效率的影響。 結果發(fā)現(xiàn)，Ca<'2+>的不僅影響到沉淀結晶過程，而且影響鳥糞石的回收率。SEM和EDS檢測結果表明，隨著人工廢水中Ca<'2+>濃度的升高

6、，廢水中鳥糞石的結晶沉淀將受到抑制。當廢水中Ca<'2+>：NH<,4><'+>：Mg<'2+>：PO<,4><'3->為1:1:1:1時，結晶沉淀物的主要成分是P和Ca，基本無鳥糞石晶體。同時可以發(fā)現(xiàn)雖然實際厭氧消化廢水中產(chǎn)生的沉淀物質中有鳥糞石晶體，但是純度下降。因此，控制厭氧消化出水中Ca<'2+>濃度，也是提高鳥糞石回收率的關鍵。運用自主設計的鳥糞石沉淀收集裝置，對比pn恒定(pH=9.0)及pH非控制(pn初始值9.0)條件下

7、，4種混合攪拌方式：無攪拌、磁力攪拌器、磁力攪拌器+沉淀收集裝置、沉淀收集裝置等對豬場厭氧消化出水鳥糞石回收效果的影響。結果表明，在pH值非控制條件下，采用4種混合攪拌方式，鳥糞石的平均產(chǎn)生量僅為19.8±1.86 g，沉淀收集裝置表面沉淀累積速率為3.6-4.8 g m<'-2>h<'-1>．而當pH值控制時，鳥糞石的平均產(chǎn)生量可達24.6±0.86 g，收集裝置表面沉淀累積速率達6.5-8.2g m<'-2>h<'-1>。此外，在p