畜禽粪便理化性质分析及固液分离脱氮除磷工艺研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:l_zhanghk
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我国畜禽养殖业居世界前列,在国家支持和社会需求的双重作用下,养殖业呈快速有序发展趋势。然而,随之而来的因畜禽粪便处置不当带来的环境污染问题日益严峻。合理利用好畜禽粪便资源,可以有效减少化肥使用,同时减轻环境污染,实现人类可持续发展目标。本文以养殖业最常见的五种畜禽粪便为研究对象,针对其危害性大、资源化处理难度高等一系列问题,对比分析了基本理化性质及特征,讨论了在处理和利用上的难点。在此基础上,利用MAP(磷酸铵镁,Magnesium Ammonium Phosphate)沉淀技术,分别研究了猪粪和鸭粪的新型处理方式,在保证粪便废水脱氮除磷的前提下优化处理工艺,建立了切实可行的粪便废水固液分离技术,提高了处理效果。以新鲜畜禽粪便为实验材料,采用不同方法考察了p H、含水率、灰分等基本理化性质及水分特征、固体特征和氮磷含量等。结果表明,奶牛粪和羊粪脱水能耗高、难度大,但可溶性氮磷含量低,应考虑干燥化处理;猪粪、鸭粪小颗粒粒径分布广、氮磷含量高,可进行固液分离;鸡粪中灰分高,未消化的食物残渣大颗粒丰富,应考虑饲料化处理。基于这些特征,采用无机酸矿化+MAP沉淀+石灰乳聚沉工艺处理猪粪废水。结果表明,最佳处理条件为无机酸矿化时间2 h,MAP沉淀p H为9.0,磷酸、镁盐、石灰乳的投加量分别为3.5、9、16 g/kg,该条件下对NH4+-N、TN、PO43--P、TP、浊度的去除率分别为75.60%、44.84%、95.52%、92.39%、95.40%。以猪粪处理工艺为基础,选取两种镁源对鸭粪废水进行MAP沉淀处理,并进行了工艺优化和经济性分析。结果表明,以氯化镁为镁源的MAP沉淀法最佳工艺条件为p H=9.5,加药量Mg:P摩尔比为1.5:1,对废水的TN、TP去除率分别为36.34%、89.29%;以重质氧化镁为镁源的MAP沉淀法在p H=9.5的情况下,对废水的TN、TP去除率分别为51.49%、83.37%。由经济性分析得知,氯化镁处理的耗碱量大,成本较高;重质氧化镁处理成本较低,但操作难度大、药剂较浪费。研究表明,畜禽粪便成分特殊,理化性质差异较大,具有潜在危害性和回收价值。MAP沉淀技术可以很好的脱除粪便废水中的氮磷污染物,在猪粪和鸭粪的固液分离工艺中均获得了较好的应用效果。本研究为畜禽粪便资源化处理和废水MAP沉淀回收技术提供了理论基础和技术支持。
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