發(fā)布時間：2017-08-05 13:09

  本文關(guān)鍵詞：鳥糞石結(jié)晶法對奶牛場沼液磷的回收研究

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【摘要】：鳥糞石結(jié)晶法用以處理并回收磷資源,是含磷廢水處理的一種常見工藝。盡管鳥糞石結(jié)晶法引入富含氮磷的畜禽養(yǎng)殖場沼液處理已引起人們的高度關(guān)注,但其研究成果從試驗室走向工程應(yīng)用,仍然還有許多問題亟需解決:(1)不同種類的養(yǎng)殖場沼液,其鳥糞石結(jié)晶法運行控制條件的優(yōu)化和連續(xù)流動態(tài)處理工藝參數(shù)不盡相同,針對奶牛場,有必要篩選適宜的鳥糞石結(jié)晶條件與裝備;(2)沼液中磷的賦存形態(tài)呈現(xiàn)多樣化,不同形態(tài)磷在鳥糞石結(jié)晶時的功效是不一樣的,因此有必要探討磷在鳥糞石結(jié)晶過程的轉(zhuǎn)化特征;(3)針對鳥糞石結(jié)晶共沉淀混合物,其有效成分(鳥糞石)的收率及其純化方法都需要通過試驗得以明確。為此,本文以奶牛場沼液為處理對象,在靜態(tài)試驗優(yōu)化鳥糞石結(jié)晶處理條件的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一體化連續(xù)流動態(tài)鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)裝置,實現(xiàn)了奶牛場沼液鳥糞石結(jié)晶法處理的連續(xù)運行并進行了磷的回收。同時,在分析沼液磷組分的基礎(chǔ)上,研究了鳥糞石結(jié)晶法處理過程中不同形態(tài)磷的轉(zhuǎn)化特征,檢測了結(jié)晶沉淀物的肥料成分,提純了回收鳥糞石結(jié)晶沉淀物。(1)靜態(tài)試驗表明,采用鳥糞石結(jié)晶法,去除奶牛場沼液磷的適宜條件為:pH值9.5,鎂離子與溶解性正磷酸鹽(orthogonal phosphorus,OP)物質(zhì)的量之比(Mg2+∶OP)為1.4∶1,沉淀時間不低于20 min,沉淀劑為MgCl2。此時沼液OP去除率約為80%,總磷(TP)去除率約65%。TP去除量與OP去除量呈顯著正相關(guān)(p0.05)。(2)分析經(jīng)離心處理的沼液固液兩相發(fā)現(xiàn),液相部分總磷(TPL)達(dá)到56.21±0.75 mg/L,主要成分為溶解性正磷酸鹽(OP)和顆粒態(tài)磷(PP),兩者分別占液相中總磷(TPL)的53.69%,41.01%;固相部分總磷(TPS)達(dá)到79.97±1.84mg/L,該部分磷主要包含水溶性磷(H2O-P,5.69%)還原可溶性磷(NaHCO3-P,25.45%)、鐵鋁結(jié)合磷(NaOH-P,12.32%)、鈣鎂結(jié)合磷(HCl-P,32.16%)以及其他形態(tài)磷(Re-P,24.40%)。在pH=8.5,9.0,和9.5下對奶牛場進行鳥糞石結(jié)晶法處理后,OP由30.18±0.37 mg/L分別降低到17.98±0.30、11.43±0.73和6.23±1.32mg/L;NaOH-P由9.85±0.18 mg/L分別降低到1.47±0.11、1.29±0.07和1.44±0.27 mg/L;HCl-P含量明顯升高;而其他形態(tài)磷的含量則沒有明顯地變化。研究認(rèn)為奶牛場沼液中參與鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)的磷主要包含兩部分,即溶解性正磷酸鹽(OP)和鐵鋁結(jié)合磷(NaOH-P),奶牛場沼液中兩者占沼液總磷(TP)的29.39%。在pH=9.5時,80.84%的(OP+NaOH-P)被去除,其中91.28%的被去除的(OP+NaOH-P)轉(zhuǎn)化為鳥糞石。(3)一體化鳥糞石結(jié)晶裝置連續(xù)流動態(tài)處理沼液的試驗結(jié)果表明,反應(yīng)pH值應(yīng)控制在9.5,與靜態(tài)試驗一致;Mg2+/OP值則高于靜態(tài)試驗,需達(dá)到1.5∶1;水力停留時間(HRT)不低于40 min。試驗條件下,HRT從20 min提高到40 min對鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)影響不明顯,但會直接影響含磷顆粒物的的沉降和去除。一體化結(jié)晶化反應(yīng)裝置連續(xù)流動態(tài)試驗OP出水濃度為10~15 mg/L,OP去除率可達(dá)到80%。奶牛場沼液經(jīng)連續(xù)流動態(tài)一體化鳥糞石結(jié)晶裝置處理的出水TP仍較高(30~35 mg/L),從達(dá)標(biāo)的角度考慮,應(yīng)強化前端的沉淀作用,通過去除沼液大量懸浮物(SS)的形式去除顆粒態(tài)的磷,同時也能提高回收產(chǎn)品鳥糞石的純度。現(xiàn)場中試試驗表明,沼液磷中OP比例較高且SS含量較低時,結(jié)晶反應(yīng)進行得更為徹底,更適合使用鳥糞石結(jié)晶法去除沼液磷。(4)物質(zhì)粉末X射線衍射儀表征鳥糞石結(jié)晶法回收的沉淀物結(jié)果顯示,靜態(tài)試驗和連續(xù)流動態(tài)試驗回收的沉淀物中均含有鳥糞石�；厥盏镍B糞石結(jié)晶沉淀物中,最優(yōu)靜態(tài)試驗條件下獲得的沉淀物(S)中鳥糞石質(zhì)量分?jǐn)?shù)(22.09%)高于最優(yōu)連續(xù)流動態(tài)試驗條件下獲得的沉淀物(R)中鳥糞石質(zhì)量分?jǐn)?shù)(17.00%),酸溶提純法能提高鳥糞石的純度,并使沉淀物S和R中鳥糞石質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到39.59%和29.25%。
【關(guān)鍵詞】：沼液 磷 鳥糞石結(jié)晶 回收
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X713
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第1章 文獻綜述13-23
• 1.1 沼液污染與治理13-16
• 1.1.1 沼液污染現(xiàn)狀13-14
• 1.1.2 沼液污染治理現(xiàn)狀14-16
• 1.2 鳥糞石結(jié)晶法處理沼液磷16-23
• 1.2.1 鳥糞石的物理化學(xué)性質(zhì)16-17
• 1.2.2 鳥糞石結(jié)晶法處理富磷污水17-20
• 1.2.3 鳥糞石結(jié)晶法去除沼液磷20
• 1.2.4 沼液中磷的組分分析20-22
• 1.2.5 沉淀物的分析與提純22-23
• 第2章 引言23-25
• 2.1 研究目的、意義23
• 2.2 研究內(nèi)容23-24
• 2.3 技術(shù)路線24-25
• 第3章 材料與方法25-35
• 3.1 試驗材料25
• 3.1.1 靜態(tài)/連續(xù)流動態(tài)試驗25
• 3.1.2 沉降特性試驗25
• 3.1.3 沉淀分析和提純試驗25
• 3.1.4 現(xiàn)場中試試驗25
• 3.2 試驗藥劑與儀器25-26
• 3.2.1 試驗藥劑25-26
• 3.2.2 試驗儀器26
• 3.3 試驗方案設(shè)計26-31
• 3.3.1 鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)靜態(tài)試驗26-27
• 3.3.2 沼液中鳥糞石沉降特性試驗27-29
• 3.3.3 鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)連續(xù)流動態(tài)試驗29-30
• 3.3.4 鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)沉淀物的分析與提純30
• 3.3.5 現(xiàn)場中試試驗30-31
• 3.4 分析方法31-33
• 3.4.1 常規(guī)指標(biāo)測定31-32
• 3.4.2 磷形態(tài)轉(zhuǎn)化試驗指標(biāo)測定32-33
• 3.4.3 沉淀物中鳥糞石含量分析33
• 3.4.4 沉淀物中鳥糞石XRD表征33
• 3.5 數(shù)據(jù)處理33-35
• 第4章 鳥糞石結(jié)晶法處理奶牛場沼液靜態(tài)試驗35-47
• 4.1 靜態(tài)試驗條件優(yōu)選35-41
• 4.1.1 反應(yīng)pH值的優(yōu)選35-36
• 4.1.2 反應(yīng)最佳鎂磷比的選擇36-37
• 4.1.3 鎂沉淀劑的選擇37-40
• 4.1.4 沉淀時間的選擇40-41
• 4.2 鳥糞石結(jié)晶法處理奶牛場沼液過程中磷的轉(zhuǎn)化41-46
• 4.2.1 沼液中磷的形態(tài)分析41-43
• 4.2.2 不同pH值下結(jié)晶反應(yīng)過程中磷的轉(zhuǎn)移43-45
• 4.2.3 pH值對鳥糞石結(jié)晶法去除磷影響及沉淀物中鳥糞石的含量45-46
• 4.3 小結(jié)46-47
• 第5章 鳥糞石結(jié)晶法處理奶牛場沼液連續(xù)流動態(tài)試驗47-57
• 5.1 連續(xù)流動態(tài)試驗裝置設(shè)計47-50
• 5.1.1 混合液沉降特性試驗47-48
• 5.1.2 一體化結(jié)晶裝置設(shè)計48-50
• 5.2 連續(xù)流動態(tài)試驗研究50-54
• 5.2.1 連續(xù)流動態(tài)試驗反應(yīng)pH值的優(yōu)選50-51
• 5.2.2 連續(xù)流動態(tài)試驗反應(yīng)最佳鎂磷比的選擇51-53
• 5.2.3 連續(xù)流動態(tài)試驗水力停留時間的選擇53-54
• 5.3 現(xiàn)場中試試驗54-55
• 5.4 小結(jié)55-57
• 第6章 鳥糞石結(jié)晶法處理奶牛場沼液回收沉淀物57-61
• 6.1 沉淀物元素分析與提純57-58
• 6.2 沉淀物中肥料成分分析58-59
• 6.3 小結(jié)59-61
• 第7章 結(jié)論與展望61-63
• 7.1 研究結(jié)論61
• 7.2 研究展望61-63
• 參考文獻63-69
• 致謝69-71
• 發(fā)表論文及參與課題71

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10 羅t，

本文編號：625035