鸟粪石结晶法去除沼液中氮磷的研究
随着农业产业结构的调整与农业产业化的推进，规模化、集约化畜禽养殖业得以迅速崛起，但养殖废水的过度集中给沼液的利用与处理加大了难度。鉴于畜禽养殖沼气工程后的沼液含有大量的氮磷，将鸟粪石结晶法应用到沼液的处理中，不仅可以高效脱除沼液中的氮磷，为沼液的后续生化处理提供有利条件，又可实现对氮磷营养元素的有效回收利用，有利于沼气工业及氮磷资源的可持续发展。
论文以奶牛场沼液为对象，通过模拟配水、低浓度沼液和高浓度沼液，以静态试验和动态试验为手段，以磷、氨氮去除率为响应指标，系统研究了鸟粪石结晶法除氮脱磷的工艺条件，探讨影响鸟粪石结晶法去除沼液氮磷的因子效应大小、效应特征，优化鸟粪石结晶法主要工艺参数，评估鸟粪石结晶对沼液中氮磷的去除能力，为沼液处理工程的工艺设计提供科学依据。
模拟氮磷溶液的静态试验表明，pH值对磷、氨氮去除率的影响最大，是制约鸟粪石结晶反应的最主要因子。该试验条件下，最佳pH值和Mg∶P（物质的量）分别为9.5和1.2∶1。反应温度与反应时间对磷、氨氮的去除效果影响不明显，最优反应温度和反应时间为25℃和5～10min。动态试验证明鸟粪石结晶反应器对TP、TN浓度分别为62mg/L和292mg/L的氮磷溶液有较好的去除效果，磷、氨氮去除率分别保持在80％和40％以上。要使氮磷溶液磷的出水浓度小于8mg/L，进水流速需控制在3.4L/h以下。
低浓度沼液的强化试验结果表明，磷去除率与氨氮去除率的影响因子从大到小依次为:pH值、温度、Mg∶P。反应最佳pH值和Mg∶P分别为9.5和1.2∶1。鸟粪石结晶法对实际低浓度沼液的处理效果较氮磷溶液处理效果有所降低。对TP、TN浓度分别为33.5mg/L和259mg/L的磷、氨氮去除率分别保持在70％和35％以上。要控制低浓度沼液磷的出水浓度小于8mg/L，进水流速需小于4.34L/h。
鸟粪石结晶法处理高浓度牛场沼液的试验再次验证，pH值始终是制约鸟粪石反应效果的最重要的因子，最佳pH值和Mg∶P分别为9.5，1.3∶1。外加磷源能有效提高沼液中氨氮去除率，最高可达81.42％。P∶NH4+为1∶1时，磷和氨氮去除率均随Mg∶NH4+增大而升高，其中，磷浓度由38.29mg/L降低到22.29mg/L，磷和氨氮去除率分别由47.21％升至69.27％，36.85％升至80.31％。在只调节pH值和添加镁源的情况下，鸟粪石结晶反应装置对TP、TN浓度分别为72.53、568mg/L的高浓度沼液中磷、氨氮去除率分别在69％和22％以上。最佳工艺条件为pH值为9.5，Mg∶P为1.3∶1，进水流速为2L/h。此时出水磷浓度为20.25mg/L，磷去除率为72.07％，氨氮去除率为29.88％。
鸟粪石结晶法;养殖废水;沼液处理;氮磷脱除;回收利用
西南大学
硕士
环境科学
陈玉成
2013
中文
X713;X703
65
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）