本文關(guān)鍵詞：添加含鎂廢渣對牛糞堆肥及沼液中氨氮的影響研究

  更多相關(guān)文章： 含鎂廢渣 堆肥 固氮 沼液 氨氮去除 磷酸銨鎂

【摘要】：近年來,隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)向規(guī)�；�、集約化迅猛發(fā)展,產(chǎn)生的畜禽廢棄物的數(shù)量迅速增加,其中含有大量的氮、磷、有機物及致病菌,若這些廢棄物不經(jīng)過處理而隨意向周邊環(huán)境排放,會對環(huán)境造成嚴重污染并影響人體健康。當(dāng)前該類廢棄物較為普遍和有效的處理模式是固廢堆肥化和液廢沼氣化。好氧堆肥是畜禽糞便無害化、減量化、資源化的主要處理方法。傳統(tǒng)的堆肥處理往往造成氮素的大量損失,不僅降低堆肥產(chǎn)品的肥效,而且產(chǎn)生臭氣,影響周邊環(huán)境。有研究表明,鎂鹽作為固定劑減少堆肥過程中氮素的揮發(fā),其瓶頸是藥劑成本較高。利用厭氧發(fā)酵技術(shù)處理養(yǎng)殖廢水,具有回收沼氣資源,降低化學(xué)/生物需氧量等優(yōu)勢。但沼氣池產(chǎn)生的具有高氨氮、低C/N比的沼液難以直接采用生化處理。磷酸銨鎂(MAP)沉淀法去除廢水中的氨氮具有快速高效的優(yōu)點,然而沼液中鎂、磷濃度遠低于氮,需要添加大量的鎂鹽和磷酸鹽,導(dǎo)致藥劑成本較高,限制MAP沉淀法的推廣與應(yīng)用。鎂鹽在畜禽廢棄物處理中具有廣闊的應(yīng)用前景,傳統(tǒng)所采用的鎂鹽主要是氯化鎂和硫酸鎂藥劑,藥劑成本較高。含鎂廢渣是鎂法煙氣脫硫的副產(chǎn)物,其主要成分是硫酸鎂和亞硫酸鎂。目前我國針對含鎂廢渣的處理處置方法是以拋棄法為主,這不僅是一種資源浪費,也容易造成二次污染�；诖�,本文主要研究含鎂廢渣在畜禽廢棄物處理中利用的可行性。主要研究內(nèi)容是含鎂廢渣在牛糞堆肥中的固氮效果及作為廉價鎂鹽在MAP沉淀法處理豬場沼液中的應(yīng)用研究:(1)高溫期是堆肥過程中氮素損失的主要階段。在恒溫培養(yǎng)箱模擬堆肥高溫期,通過添加磷酸二氫鉀、磷酸二氫鉀+硫酸鎂、磷酸二氫鉀+硫酸鉀研究影響MAP法中各離子的相關(guān)性機制。(2)在(1)的基礎(chǔ)上以含鎂廢渣作為堆肥固定劑,硫酸鎂為對照,研究含鎂廢渣的固氮效果。(3)采用白蘿卜種子測定堆肥產(chǎn)品種子發(fā)芽指數(shù)(GI),檢驗添加含鎂廢渣對堆肥產(chǎn)品品質(zhì)的影響(4)以含鎂廢渣作為添加劑,采用MAP沉淀法預(yù)處理豬場沼液,以降低沼液中氨氮對微生物的抑制作用,與氯化鎂作處理效果及藥劑成本比較。本研究結(jié)果如下:(1)經(jīng)過15 d的高溫培養(yǎng),與對照相比,添加2%(質(zhì)量比,下同)磷酸二氫鉀、2%磷酸二氫鉀+5%硫酸鎂、2%磷酸二氫鉀+3.5%硫酸鉀三個處理的固氮率分別為10.11%、20.19%、11.77%。說明單獨添加磷酸二氫鉀可有效減少堆肥高溫期的氮素揮發(fā),與單獨添加磷酸二氫鉀相比,添加硫酸鎂處理可大大提高其固氮效果,而添加硫酸鉀并不能有效提高其固氮效果,說明鎂離子在堆肥過程中具有固氮作用,且在添加磷源條件下,固氮效果更好,可能是由于形成MAP結(jié)晶而起到固氮效果。(2)含鎂廢渣具有與硫酸鎂相近的固氮效果,且隨著含鎂廢渣用量越來越多,固氮效果越好,添加質(zhì)量比為2%、4%、8%含鎂廢渣的固氮率分別為6.15%、10.13%、19.51%。添加含鎂廢渣和硫酸鎂可顯著降低堆體中的pH值,提高堆體中的氨氮濃度,添加2%、4%、8%含鎂廢渣處理中氨氮濃度比對照處理提高分別提高了6.85%、57.55%、77.11%;而添加2%、4%硫酸鎂處理中氨氮濃度提高了14.47%、54.81%,表明利用含鎂廢渣代替硫酸鎂作為堆肥氮素固定劑具有環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。(3)對照的種子發(fā)芽指數(shù)(GI)為113%,其他處理的GI值均小于80%,說明添加鎂鹽一定程度降低了種子發(fā)芽指數(shù)。一方面可能是添加固定劑提高堆肥的電導(dǎo)率(EC),高溫期結(jié)束時,對照、2%的硫酸鎂、4%的硫酸鎂、2%的含鎂廢渣、4%的含鎂廢渣、8%的含鎂廢渣處理的EC值分別為0.97、1.32、1.69、1.44、1.91、2.72 ms·cm-1;另一方面可能是由于添加鎂鹽顯著提高了堆體中的NH_4~+-N濃度而抑制種子發(fā)芽。(4)通過研究pH值、n(P):n(Mg):n(N)和HRT三個主要因素對MAP沉淀反應(yīng)的影響,將豬場沼液中的NH3-N濃度從440.39 mg/L降為200 mg/L以下,并得出最優(yōu)處理方案。結(jié)果表明:當(dāng)pH值為9.5、HRT為10 min時、n(P):n(Mg):n(N)=0.6:0.7:1時,沼液中的NH3-N、PO43--P、Mg2+殘留量分別為183.20mg/L、3.64 mg/L、67.17 mg/L。同時與氯化鎂對比,減少了29%的藥劑成本。通過對反應(yīng)沉淀物進行SEM-EDS及XRD分析證明得出,該沉淀物含有MAP沉淀。綜上,在牛糞堆肥高溫期添加含鎂廢渣可有效減少堆肥過程中的氮素揮發(fā),具有較好的固氮效果;在沼液預(yù)處理中,添加含鎂廢渣可回收沼液中的氮、磷元素,提高沼液可生化性。添加含鎂廢渣可顯著降低堆肥化和沼液預(yù)處理過程中的藥劑成本,具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
【關(guān)鍵詞】：含鎂廢渣 堆肥 固氮 沼液 氨氮去除 磷酸銨鎂
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S141;X713
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 前言10-23
• 1.1 畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理現(xiàn)狀10-17
• 1.1.1 畜禽糞便處理10-13
• 1.1.2 沼液13-17
• 1.2 含鎂廢渣17-20
• 1.2.1 國內(nèi)外鎂法煙氣脫硫發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國內(nèi)外對含鎂廢渣主要處理方法18-20
• 1.3 本論文研究的內(nèi)容、目的及創(chuàng)新點20-23
• 1.3.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 研究的目的及意義21
• 1.3.3 創(chuàng)新點21-22
• 1.3.4 技術(shù)路線圖22-23
• 2 材料與方法23-29
• 2.1 MAP反應(yīng)中磷、鎂在堆肥高溫期的固氮效應(yīng)研究23-24
• 2.1.1 材料23
• 2.1.2 實驗方法23
• 2.1.3 采樣及分析方法23-24
• 2.2 含鎂廢渣在牛糞堆肥高溫期的固氮效果研究24-25
• 2.2.1 材料24-25
• 2.2.2 實驗方法25
• 2.2.3 采樣及分析方法25
• 2.3 含鎂廢渣在預(yù)處理沼液中氨氮的應(yīng)用25-29
• 2.3.1 材料25
• 2.3.2 實驗方法25-28
• 2.3.3 實驗流程圖28
• 2.3.4 采樣及分析方法28-29
• 3 結(jié)果與分析29-48
• 3.1 MAP反應(yīng)中磷、鎂在堆肥高溫期的固氮效應(yīng)研究29-32
• 3.1.1 NH_4~+-N和NO_3~--N29-30
• 3.1.2 TN的變化及固氮效果30-31
• 3.1.3 pH值31-32
• 3.1.4 EC值32
• 3.2 含鎂廢渣在牛糞堆肥高溫期的固氮效果研究32-36
• 3.2.1 NH_4~+-N和NO_3~--N32-33
• 3.2.2 TN的變化及固氮效果33-34
• 3.2.3 pH值及OM降解率34-35
• 3.2.4 EC值35-36
• 3.3 種子發(fā)芽指數(shù)GI36
• 3.4 含鎂廢渣在沼液預(yù)處理的應(yīng)用研究36-48
• 3.4.1 含鎂廢渣漿液的制備36-38
• 3.4.2 pH值的影響38-39
• 3.4.3 HRT的影響39-40
• 3.4.4 n(P):n(Mg):n(N)的影響40-44
• 3.4.5 MAP反應(yīng)沉淀物的表觀分析44-45
• 3.4.6 經(jīng)濟性分析45-48
• 4 討論與結(jié)論48-56
• 4.1 討論48-54
• 4.1.1 含鎂廢渣在堆肥高溫期的固氮效果研究48-51
• 4.1.2 含鎂廢渣在對豬場沼液預(yù)處理中氨氮的影響研究51-54
• 4.2 建議與改進54
• 4.3 結(jié)論54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-62
• 附錄A62-63
• 附錄B63-64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：647865