【摘要】： 厭氧消化技術(shù)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(chǎng)厭氧消化出水回收鳥(niǎo)糞石(MgNH_4PO_4·6H_2O)去除氮、磷污染物的可行性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究確定鳥(niǎo)糞石結(jié)晶過(guò)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(niǎo)糞石結(jié)晶最佳工藝條件，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)設(shè)計(jì)一種鳥(niǎo)糞石回收專(zhuān)用裝置，旨在為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)豬場(chǎng)廢水厭氧處理出水鳥(niǎo)糞石回收技術(shù)及其應(yīng)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(chǎng)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(shí)鳥(niǎo)糞石回收效率。結(jié)果表明，在pH為9．0時(shí)，各處理中NH_4~+和PO_4~(3-)去除率和回收率最高。當(dāng)豬場(chǎng)厭氧消化出水NH_4~+：Mg~(2+)：PO_4~(3-)摩爾比為1：0．2：0．08時(shí)，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(dāng)豬場(chǎng)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(shí)，NH_4~+和PO_4~(3-)的回收率分別為76．5％和68．5％。豬場(chǎng)厭氧消化出水NH_4~+：Mg~(2+)：PO_4~(3-)摩爾比為1：1：1 pH為9．0時(shí)，NH_4~+和PO_4~(3-)的回收率可達(dá)70％和97％，此時(shí)，沉淀效率最高。XRD檢測(cè)表明，沉淀物質(zhì)的主要成分為鳥(niǎo)糞石。厭氧消化出水pH值隨鳥(niǎo)糞石的沉淀過(guò)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(niǎo)糞石的結(jié)晶過(guò)程。 在pH為9．o的條件下，以豬場(chǎng)厭氧消化出水(Ca~(2+)：NH_4~+：Mg~(2+)：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(duì)象，研究了Ca~(2+)濃度變化對(duì)鳥(niǎo)糞石回收效率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ca~(2+)的不僅影響到沉淀結(jié)晶過(guò)程，而且影響鳥(niǎo)糞石的回收率。SEM和EDS檢測(cè)結(jié)果表明，隨著人工廢水中Ca~(2+)濃度的升高，廢水中鳥(niǎo)糞石的結(jié)晶沉淀將受到抑制。當(dāng)廢水中Ca~(2+)：NH_4~+：Mg~(2+)：PO_4~(3-)為1：1：1：1時(shí)，結(jié)晶沉淀物的主要成分是P和Ca，基本無(wú)鳥(niǎo)糞石晶體。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)雖然實(shí)際厭氧消化廢水中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)中有鳥(niǎo)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(niǎo)糞石回收率的關(guān)鍵。 運(yùn)用自主設(shè)計(jì)的鳥(niǎo)糞石沉淀收集裝置，對(duì)比pH恒定(pH=9．0)及pH非控制(pH初始值9．0)條件下，4種混合攪拌方式：無(wú)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(duì)豬場(chǎng)厭氧消化出水鳥(niǎo)糞石回收效果的影響。結(jié)果表明，在pH值非控制條件下，采用4種混合攪拌方式，鳥(niǎo)糞石的平均產(chǎn)生量?jī)H為19．8±1．86g，沉淀收集裝置表面沉淀累積速率為3．6-4．8 gm~(-2) h~(-1)。而當(dāng)pH值控制時(shí)，鳥(niǎo)糞石的平均產(chǎn)生量可達(dá)24．6±0．86g，收集裝置表面沉淀累積速率達(dá)6．5-8．2g m~(-2) h~(-1)。此外，在pH值恒定為9．0的條件下，當(dāng)沉淀收集裝置轉(zhuǎn)速為50 rpm，磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為500 rpm時(shí)，鳥(niǎo)糞石產(chǎn)生量最高，其純度可達(dá)96％，基本不含Cu~(2+)或Zn~(2+)。研究表明，自主設(shè)計(jì)的沉淀收集裝置可以用于豬場(chǎng)厭氧消化出水鳥(niǎo)糞石的回收。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：X713

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本文編號(hào)：2780395