检索结果-内蒙古大学图书馆

华中农业大学学报 2022年第4期41卷 79-86页

作者：郭佳豪胡宝娥肖雅李攀彭靖靖艾平华中农业大学工学院武汉430070 湖北省汉川市农业农村局汉川432300 湖北省宜昌市农村能源办公室宜昌443000 华中农业大学农业碳中和工程技术与装备研究中心武汉430070

为提高规模化养殖场的沼气工程中沼液增值化利用水平,本研究对低碳氮比(C/N)沼液采用葡萄糖碳源添加进行沼液本土微生物富集培养,以实现沼液废水处理和养分回收增值化利用。对初始C/N为1.5的猪场沼液分别添加2、4、6、8和10 g/L的葡萄... 详细信息

为提高规模化养殖场的沼气工程中沼液增值化利用水平,本研究对低碳氮比(C/N)沼液采用葡萄糖碳源添加进行沼液本土微生物富集培养,以实现沼液废水处理和养分回收增值化利用。对初始C/N为1.5的猪场沼液分别添加2、4、6、8和10 g/L的葡萄糖碳源,碳源添加后OD_(600)均呈先升后降趋势,且在第2~3天达到最大值,葡萄糖碳源添加量为6 g/L时总蛋白增长率(145.8%)为各组最高。综合经济性,选取最佳沼液本土微生物富集培养条件为葡萄糖添加量6 g/L、处理时间2 d,此时沼液的总氮和总磷去除率分别为66.1%、77.5%,同时通过沼液本土微生物富集增加生产了2.44 g/L的生物干质量和0.72 g/L的总蛋白,回收了29.0%的总氮和59.7%的总磷。研究结果表明,沼液本土微生物富集培养可有效用于沼液氮磷养分回收,获得微生物干质量和蛋白增长,同时可作为沼液深度处理的预处理手段。

关键词：沼液本土微生物氮磷回收总蛋白无害化处理

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蓝藻发酵液中氮磷回收及其作为反硝化碳源研究

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环境化学 2020年第12期39卷 3562-3573页

作者：李子阳陆东亮华天予张炜肖壮波黄兴赵明星施万胜阮文权江南大学环境与土木工程学院无锡214122 江苏省厌氧生物技术重点实验室无锡214122 无锡市城市环境科技有限公司无锡214000

蓝藻的处理处置及其资源化利用成为亟需解决的问题.本文采用鸟粪石+磷酸钙沉淀法组合工艺回收蓝藻厌氧发酵产酸液中的氮和磷,纯化后的蓝藻发酵液作为外源碳源进行污水的反硝化脱氮利用.实验结果表明,蓝藻通过厌氧发酵可产生大量的挥发... 详细信息

蓝藻的处理处置及其资源化利用成为亟需解决的问题.本文采用鸟粪石+磷酸钙沉淀法组合工艺回收蓝藻厌氧发酵产酸液中的氮和磷,纯化后的蓝藻发酵液作为外源碳源进行污水的反硝化脱氮利用.实验结果表明,蓝藻通过厌氧发酵可产生大量的挥发性脂肪酸(VFAs),浓度高达25960 mg·L^(-1),其主要成分乙酸和丁酸的浓度分别为12800 mg·L^(-1)和7062 mg·L^(-1),占VFAs的76.51%.鸟粪石沉淀的最佳工艺参数为:pH值为9,反应时间为60 min,Mg∶P∶N的摩尔比为1.2∶1.1∶1;磷酸钙沉淀的最佳工艺参数为:pH值为10,反应时间为15 min,Ca∶P的摩尔比为6.68∶1.在最佳条件下,组合工艺处理后的蓝藻发酵液出水NH^(+)_(4)-N和PO^(3-)_(4)-P浓度为22.83 mg·L^(-1)和2.7 mg·L^(-1),回收率分别为98.84%和94.62%.反硝化脱氮实验中,蓝藻发酵液作为外源碳源时,NO^(-)_(3)-N的去除率达到99.13%,反硝化速率为1.98 mg·(g·h)^(-1)(以MLSS计),反硝化效果比商业碳源(乙醇、乙酸钠)更好,可以作为城市污水处理厂反硝化脱氮的替代碳源.本文可为蓝藻的全流程处理提供借鉴.

关键词：蓝藻厌氧发酵液氮磷回收碳源反硝化脱氮

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添加造纸白泥对猪场废水厌氧消化液中氮磷回收的影响

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农业环境科学学报 2011年第4期30卷 768-773页

作者：冯文谦黎文威王德汉李东孙永明华南农业大学资源环境学院环境科学与工程系广州510642 惠州市环保局固体废物管理站广东惠州516001 中国科学院广州能源研究所广州510640

以造纸废弃物白泥作为pH调节剂,利用MAP沉淀法回收厌氧消化液中的氮磷,并采用曝气的方式提高消化液pH值和造纸白泥的溶解性,研究了造纸白泥的添加量和曝气时间对厌氧消化液中氮、磷回收效果的影响,并考察了曝气过程中pH、COD、PO34--P、... 详细信息

以造纸废弃物白泥作为pH调节剂,利用MAP沉淀法回收厌氧消化液中的氮磷,并采用曝气的方式提高消化液pH值和造纸白泥的溶解性,研究了造纸白泥的添加量和曝气时间对厌氧消化液中氮、磷回收效果的影响,并考察了曝气过程中pH、COD、PO34--P、NH3-N、Mg2+、Ca2+的变化规律。结果表明造纸白泥的添加量为8g.L-1,曝气时间为120min时,PO34--P和NH3-N的回收率分别达到98和59,出水的PO34--P和NH3-N浓度分别为0.98mg.L-1和60.66mg.L-1,均达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596—2001)的要求,同时,COD的去除率为45;如果仅用曝气方式处理,120min后PO34--P和NH3-N的回收率仅分别为66和41,均未达到排放标准要求。可见,与仅用曝气方式处理相比,添加造纸白泥协同曝气对厌氧消化液中氮磷的回收有明显的效果。

关键词：造纸白泥猪场废水厌氧消化液氮磷回收

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城市污水深度处理与氮磷回收新工艺中试研究

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中国给水排水 2015年第1期31卷 91-94页

作者：孙健石晔李旭张子潇郑少奎北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室北京100875 北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 北京博大水务有限公司北京100176

研发出一种城市污水再生与氮磷回收新工艺,其以低成本有机吸附材料作为载体、以固定床吸附法为核心单元,可同时高效去除有机物、氮和磷,并可回收氮磷资源制备农用化肥。通过中试(2.2 m3/d)考察了该工艺长期运行的稳定性、再生水水质和... 详细信息

研发出一种城市污水再生与氮磷回收新工艺,其以低成本有机吸附材料作为载体、以固定床吸附法为核心单元,可同时高效去除有机物、氮和磷,并可回收氮磷资源制备农用化肥。通过中试(2.2 m3/d)考察了该工艺长期运行的稳定性、再生水水质和运行成本。结果表明,该工艺能够稳定、高效地去除二级出水中的有机物、氮、磷等污染物;再生水水质基本达到了地表水Ⅱ类水体标准和工业用水、景观用水、地下水回灌、城市杂用水、农田灌溉等城市污水再生利用标准;失效再生液结晶产品可达到农业化肥合格品国家标准,实现了污染控制、资源回收的双重目的。初步估算该工艺的中试运行成本约为1.2元/m3。

关键词：城市污水再生氮磷回收吸附

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造纸白泥和粉煤灰的添加对污泥消化液中氮磷回收的影响

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环境工程学报 2012年第12期6卷 4655-4660页

作者：李小建冯文谦王德汉邓加曦周振鹏华南农业大学资源环境学院环境科学与工程系广州510642 惠州市欣荣环境保护科技有限公司惠州516001

污泥厌氧消化液中含有丰富的氮磷,若直接排放到环境中,将会对附近水体造成严重污染。由于消化液中Mg2+和Ca2+的含量很低,严重影响了氮磷的回收效果。把造纸白泥和粉煤灰引入到污泥厌氧消化液氮磷的回收当中,可以明显地提升消化液pH和提... 详细信息

污泥厌氧消化液中含有丰富的氮磷,若直接排放到环境中,将会对附近水体造成严重污染。由于消化液中Mg2+和Ca2+的含量很低,严重影响了氮磷的回收效果。把造纸白泥和粉煤灰引入到污泥厌氧消化液氮磷的回收当中,可以明显地提升消化液pH和提高PO34--P和NH3-N回收率。实验结果表明:当造纸白泥添加量为4 g/(L.h)时,曝气12 h后,pH可达10.19,此时PO34--P和NH3-N回收率分别达到64%和45%;而当粉煤灰添加量为4 g/(L.h)时,曝气12 h后,pH达到9.63,PO34--P和NH3-N回收率分别为46%和41%。但仅用曝气方式处理,12 h后,pH值仅为8.52,PO34--P和NH3-N回收率分别只有20%和18%。实验结果还表明,水力停留时间(HRT)越大,pH上升速度越快,幅度越大,氮磷的回收效果就越好。

关键词：造纸白泥粉煤灰污泥消化液氮磷回收

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AnCMBR耦合AFB一体化工艺废水处理及氮磷回收特性研究

AnCMBR耦合AFB一体化工艺废水处理及氮磷回收特性研究

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作者：王凤超济南大学

学位级别：硕士

随着我国社会经济的快速发展,经济繁荣、生活质量改善的同时,也带来了较为严峻的水环境污染问题,对污水进行有效的处理处置是解决水环境污染问题的核心手段。长期的实践经验表明,污水中氮磷等营养物质的高效去除是制约污水厂提标改造的... 详细信息

随着我国社会经济的快速发展,经济繁荣、生活质量改善的同时,也带来了较为严峻的水环境污染问题,对污水进行有效的处理处置是解决水环境污染问题的核心手段。长期的实践经验表明,污水中氮磷等营养物质的高效去除是制约污水厂提标改造的瓶颈问题。另一方面,磷又是一种不可再生的自然资源,在污水处理过程中高效脱氮除磷的同时实现磷资源的有效回收,是当前污水处理领域理论与技术研究的热点问题之一。因此,本课题针对高氮磷废水危害大、处理困难等问题,构建了厌氧陶瓷膜生物反应器（AnCMBR）耦合厌氧流化床反应器（AFB）一体化工艺,充分发挥AnCMBR污染物去除效能高、出水水质好的优势,同时结合AFB载体磷酸铵镁（MAP）结晶实现氮磷共回收,并通过优化AFB载体流化实现对AnCMBR膜污染的有效控制。研究中筛选了一体化反应器最佳载体,系统考察了载体投加量、Mg/P、搅拌速度、反应时间等关键因子对MAP结晶除磷效果的影响,以各关键因子最优水平运行一体化反应器,探究了AnCMBR-AFB一体化反应器运行阶段水力停留时间对污染物去除效能、氮磷回收特性以及膜污染控制状况的影响作用规律,试验成果以期为AnCMBR-AFB一体化工艺的推广应用提供技术支撑。系统考察了关键因子对MAP结晶的影响作用规律。筛选出载体投加量、反应时间、搅拌速度、Mg/P作为影响MAP结晶的关键因子;以磷的去除率为响应值,构建了四因素四水平正交试验,并运用SPSS软件对正交试验的结果展开了分析,结果表明四个因素对磷去除率影响的显著性依次为:反应时间>Mg/P>载体投加量>搅拌速度;最优结晶工况为:载体投加量为5 g,反应时间为90 min,搅拌速度为125 r/min,Mg/P为1.4。SEM-EDS和XRD微观表征表明,活性炭载体表面能够生成MAP结晶。通过流场模拟,验证优化了AnCMBR-AFB一体化反应器;反应器中平板陶瓷膜自身水处理特性良好,在30 KPa的压力下,其清水通量可以达到464.83 L/（m·h）,AnCMBR-AFB一体化反应器处理模拟化粪池废水,陶瓷膜的临界通量为31.46 L/（m·h）。AnCMBR-AFB一体化反应器经20天左右启动成功,COD去除率达到80%、UV稳定在0.06 cm左右、出水色度降至0.01 A、浊度平均值0.522 NTU;启动阶段平板陶瓷膜的TMP分为三段式变化:1-5 d大块污染物在膜表面吸附和细小颗粒在膜孔中堆积,6-11 d污染颗粒在膜表面富集,形成疏松泥饼层,12-16 d泥饼层开始压实,形成致密的凝胶层;启动阶段反应器出水氮磷浓度较稳定,平均氮回收率为23.03%,平均磷回收率为42.09%。HRT对AnCMBR-AFB一体化反应器各污染物去除效能的影响作用有较明显差异,HRT从18 h缩短到14 h,COD去除率从84%逐渐减小至75%,UV、色度、浊度等指标则保持稳定;HRT对膜污染周期有显著影响,随着HRT的缩短,膜污染周期也随之缩短,且经过反冲洗后TMP不能恢复到新膜时的水平;在污泥混合液和膜表面滤饼层中微生物代谢产物以SMP和EPS为主,且蛋白质含量要高于多糖。通过接触角、SEM-EDS和红外的微观表征表明,新膜具有良好的亲水性;酰胺类、饱和烃类等物质是引起膜污染的主要有机物,无机金属离子对膜污染也有较大影响;物理清洗仅能除去膜表面及膜孔的部分污染物,不能使膜通量完全恢复;HRT对氮磷回收的影响较小,磷的平均回收率为43.34%,氮的平均回收率23.20%;微观表征显示,反应器中载体表面覆盖了一层光滑的生物膜,同时有MAP结晶产生。

关键词：厌氧陶瓷膜生物反应器厌氧流化床氮磷回收磷酸铵镁结晶膜污染控制

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养猪废水中氮磷回收、生物脱氮及臭氧深度处理研究

养猪废水中氮磷回收、生物脱氮及臭氧深度处理研究

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作者：罗子锋华南农业大学

学位级别：硕士

由于猪场厌氧消化液普遍存在COD/TN比低,可生化性差,在生化处理的反硝化过程中往往缺少碳源,限制了反硝化进程,导致脱氮效率低等问题;同时厌氧消化液中含有大量的营养元素氮磷,若能回收其中氮磷,对于资源化再利用和降低生化进水氨氮、... 详细信息

由于猪场厌氧消化液普遍存在COD/TN比低,可生化性差,在生化处理的反硝化过程中往往缺少碳源,限制了反硝化进程,导致脱氮效率低等问题;同时厌氧消化液中含有大量的营养元素氮磷,若能回收其中氮磷,对于资源化再利用和降低生化进水氨氮、提高其COD/TN,是一种很好的猪场废水前处理手段;与此同时,经过生化处理后的猪场生化出水也一直存在着色度太高、难降解有机物含量高等问题。因此本文从三个方面对猪场废水进行系统化整体处理,第一部分以超声波预处理猪场沼液（含沼渣）释放磷作为MAP新磷源,利用氧化镁脱硫废渣（MDWR）作为低成本MAP镁源,再通过曝气吹脱去除CO2提高p H值,减少Na OH用量。探讨超声预处理中声能密度和超声时间对猪场沼液的释磷效果,以及MDWR添加量、p H及曝气时间对氮磷回收效果的影响,并对MAP回收产物进行结构表征及组分分析;第二部分再利用超声碱解联合处理猪粪作为生化处理过程中反硝化碳源,主要探讨猪粪碳源的最佳制备工艺,添加猪粪碳源对生化处理中生物脱氮效果的影响,以及通过高通量分析添加猪粪碳源对微生物种群变化的影响;第三部分采用臭氧及猪场沼渣炭化物对生化出水进行臭氧催化氧化,主要探讨催化剂制备（沼渣炭化物）、催化剂添加量、反应初始p H、臭氧反应时间对生化出水的色度及有机物降解情况,以及利用三维荧光光谱及GC-MS技术对臭氧催化氧化前后出水的有机物组分变化。经过3个试验得到的结果,并进行结果分析与讨论,可以得出以下结论:（1）在超声曝气/添加镁渣预处理沼液回收氮磷研究中,超声波预处理沼液使沼渣释磷的工艺参数在超声时间为80min,声能密度为1000W·L-1时,沼渣释磷效果可提高109.31%;MAP最佳工艺参数为MDWR添加量为0.08 g·L-1,p H=9.5,曝气时间为2 h;在最佳参数下,PO43--P回收率可达98.90%,NH3-N去除率可达66.84%,NH3-N含量降到268.22 mg·L-1,氮磷回收效果明显;再通过扫描电镜-能谱（SEM-EDX）及X射线衍射（XRD）对MAP回收产物进行分析,表明回收产物中主要以磷酸铵镁为主。（2）在猪粪作为SBR内部碳源对生物脱氮的影响研究中,以添加1.78%猪粪反硝化碳源的生化处理,反硝化率可达到124.16%,较未添加碳源要高出87.07个点;TN去除率为72.29%,较未添加碳源要高出62.29个点,较添加原水碳源（RWC）高出36.74个点;经高通量测序表明添加PMC中优势菌属与反硝化作用有关的菌群Thauera及Thermomonas分别从未添加时的1.13%、0.55%提高到了6.19%、4.69%;说明添加猪粪碳源能够显著提高厌氧消化液生化处理的反硝化作用,脱氮效果明显。（3）在臭氧催化氧化生化出水脱色及难降解有机物去除研究中,,当臭氧催化剂为Mn O2/BRAC,臭氧投加量为22.50 mg·min-1,催化剂添加量为1.0 g·L-1,p H=9.0,反应时间为20 min时,反应后滤液脱色率达到91.29%,UV254去除率为81.64%,COD去除率为61.07%;说明Mn O2/BRAC臭氧催化氧化生化出水色度及有机物去除效果特别显著;通过三维荧光光谱及GC-MS分析分析处理前后的有机物组分变化,在处理前出水大分子有机物主要是腐殖酸类,挥发性难降解有机物主要是以苯酚、酯类、醇类、烃类有机物为主,出水在经过处理后腐殖酸类及挥发性难降解有机物去除效果特别明显。猪场厌氧消化液经过氮磷回收预处理、生物脱氮及臭氧深度处理组合工艺之后,出水TN、NH3-N、TP、COD均达到了新标准《禽畜养殖业污染物排放标准》（二次征求意见稿）排放标准要求(TN 70 mg·L-1、NH3-N 40 mg·L-1、TP 5 mg·L-1、COD 150mg·L-1。同时研究也阐明了猪场生化出水引起色度的主要物质及挥发性难降解有机物的组分。猪场废水经深度处理后还可消毒回用,降低成本。该研究为猪场废水的综合处理提供了科学依据及指导,有利于促进禽畜养殖废水的处理工艺的发展。

关键词：猪场废水氮磷回收生物脱氮臭氧催化氧化

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基于氮磷回收的磷酸铵镁结晶--沉淀反应器构建与流态模拟

基于氮磷回收的磷酸铵镁结晶--沉淀反应器构建与流态模拟

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作者：李鹏北京工业大学

学位级别：硕士

近年来，由于人类活动加速了陆地上的氮磷向水体流失的趋势，同时加剧了水体富营养化过程。另一方面，氮磷资源日益枯竭，尤其是磷资源是典型的的不可再生循环资源。磷酸铵镁(MAP)结晶法可同时去除并回收污水内的氮磷，进而缓解污水直... 详细信息

近年来，由于人类活动加速了陆地上的氮磷向水体流失的趋势，同时加剧了水体富营养化过程。另一方面，氮磷资源日益枯竭，尤其是磷资源是典型的的不可再生循环资源。磷酸铵镁(MAP)结晶法可同时去除并回收污水内的氮磷，进而缓解污水直接排放导致的污染问题，结晶沉淀产物还可回收作肥料，从而实现资源的可持续利用，具有广阔的市场应用前景和丰厚的社会经济效益。因此，磷酸铵镁结晶法在氮磷废水处理领域受到越来越多学者的重视。　　吸附法脱氮除磷具有高效稳定的特点，适用于低浓度氮磷污水的深度处理，吸附饱和的吸附剂经解吸再生可重复利用，解吸下来的氮磷便于便于回收利用。本论文以饱和的氮/磷吸附剂解吸液为处理对象，采用磷酸铵镁结晶法去除并回收氮磷资源，基于磷酸铵镁结晶法脱氮除磷工艺特性与运行条件，自行设计了套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器，并对其运行参数进行优化调整;在此基础上，采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)商用软件Fluent对反应器内部反应液流动状态进行流态模拟，探索反应器结构优化改进的技术途径，为提高反应器结晶与分离效果、提高氮磷回收效率提供技术支持。主要研究成果如下:　　(1)MAP结晶效果与pH、物料比、反应时间、沉淀时间以及反应体系共存杂质组分有关。在室温和转速=150r/min条件下，当pH=9.5、n(NH4+)∶n(PO43-)∶n(Mg2+)=1∶1∶1、反应时间为10min、沉淀5min时，MAP结晶效果最佳，此时磷的回收率达到97％以上，氨氮回收率达到87％以上。反应体系Ca2+杂质的存在虽然会提高磷的回收率，但对MAP结晶反应不利，随着Ca2+浓度的增加，沉淀产物由MAP逐渐转化成磷酸钙盐;CO32-杂质的存在会降低了氨氮和磷的回收率，但并不影响MAP晶体的形态及纯度。　　(2)构建了套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器。反应器为内外套筒式，根据结晶与沉淀过程的功能需求，通过设置环式Ⅴ型两相分离器、斜板沉淀器将反应器结构分为:混合反应结晶区、缓冲区、固液分离区和MAP收集区。由于分区明确，保证了晶体生长和沉淀两大过程，提高了出水水质。　　(3)探索了套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器回收模拟氮磷吸附剂解吸液的工艺运行效果，主要考察了转速、水力停留时间、回流比等条件在动态运行下对结晶分离效果的影响。结果表明:在R=250r/min、HRT=0.375h、平均GT值在14000～20000之间，回流比=0.2条件下，反应器MAP结晶分离效果最佳，氨氮的平均回收率达80.00％以上，磷的平均回收率达97.00％以上;晶体的平均粒径达到20.515μm，出水浊度一直稳定在2NTU以下;SEM以及XRD分析表明沉淀物为纯净的MAP。对套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器运行过程进行经济损益分析表明，每处理1m3氮磷吸附剂解吸液的收益约为3.75元。　　(4)利用CFD商用软件(Fluent18.1)对套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器进行流态模拟，以最佳结晶反应条件作为反应器流态模拟参数，考察了反应器不同结构区域的流态特征。结果表明:反应器内不同区域的水力分级十分明显，与反应器结构构建思路基本一致:混合反应结晶区流态为湍流区，缓冲区和MAP收集区为过渡区，固液分离区流态为层流区，上述反应器的流态特征有利于MAP晶体的生长及固液分离。反应器中基本不存在死水区，空间能够得到有效利用。同时也发现，在反应器中心出现上下贯通的柱状涡流，会对收集区晶体产生一定的扰动影响，可在MAP收集区上方设置伞形保护装置，优化反应器结构。

关键词：磷酸铵镁结晶-沉淀反应器氮磷回收流态模拟污水处理

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电化学—过滤系统对养殖废水的净化与氮磷回收的研究

电化学—过滤系统对养殖废水的净化与氮磷回收的研究

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作者：陈鹏石河子大学

学位级别：硕士

国家在十四五规划中提出要大力发展畜牧业,但养殖废水处理率低、污染严重及有效肥分浪费等问题一直是畜牧业发展过程中亟需解决的问题之一。天山北坡自然地理条件优越,是全国大型畜牧养殖基地之一,也是十四五期间重点发展畜牧养殖业的... 详细信息

国家在十四五规划中提出要大力发展畜牧业,但养殖废水处理率低、污染严重及有效肥分浪费等问题一直是畜牧业发展过程中亟需解决的问题之一。天山北坡自然地理条件优越,是全国大型畜牧养殖基地之一,也是十四五期间重点发展畜牧养殖业的区域之一。但是目前多数养殖企业主要通过传统氧化塘工艺来净化废水,处理率低且存在污染环境的风险。近年来,电化学法和过滤法耦合作为一种废水处理的方法得到了关注,本研究选择以养牛废水为研究对象,构建电化学法和过滤法耦合的废水处理系统,以实现废水中氮磷资源化回收及提高废水净化效果为目标,通过对p H值、电压和极板间距等因素的对比,探究电化学法对养牛废水中的氮磷净化及回收效果的主要影响因素;通过X射线衍射能谱（X-ray diffraction,XRD）和扫描电镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）对回收产物的形貌和结构进行分析,确定氮磷回收的最佳反应条件;通过电化学法、双阳极电化学法和过滤法确定对养牛废水中的PO43--P和NH4+-N最佳去除条件;通过连续流模式下的电化学-过滤系统去除养牛废水中PO43--P和NH4+-N的运行参数的对比分析,并对比该系统对试验用水和实际养牛废水的净化效果,从而确定出最佳运行条件参数,旨在为养殖企业氮磷资源化回收和废水净化提供参考。主要结论包括以下三个方面:（1）电化学回收养牛废水中氮磷的研究:使用镁阳极和不锈钢阴极探究电化学法对养牛废水中氮、磷的回收效果。通过正交试验确定了氮磷回收的最优条件:p H值为8,电压为7 V,极板间距为2 cm。通过表征分析确定了回收产物中含有Mg·NH4PO4、Mg2PN3、Mg（OH）2,其中Mg·NH4PO4的最高回收纯度可达82.95%,最大回收量为2.45 mg·L-1。（2）电化学-过滤净化养牛废水系统的构建:通过电化学法同步去除养牛废水中的PO43--P和NH4+-N,确定其最佳去除条件:双阳极材料分别为铝电极和型稳性阳极（Dimension Stable Anode,DSA）,铝电极和阴极之间的间距为3 cm,DSA与阴极之间的间距为2 cm,p H值为7,电压为9 V,Na Cl含量为0.2 mol·L-1;通过过滤法同步去除养牛废水中的PO43--P和NH4+-N,确定其最优条件:p H为3,水力停留时间（Hydraulic Retention Time,HRT）为40 min,滤料种类为微鼻滤料,滤层厚度（Filter Layer Thickness,FLT）为6 cm。在此基础上,构建了双阳极单阴极电化学-过滤系统。（3）电化学-过滤净化养牛废水系统的优化:将构建的系统用于同步去除养牛废水中PO43--P和NH4+-N,综合能耗和阳极损耗确定电化学-过滤系统同步去除PO43--P和NH4+-N的最优条件:p H值为7,HRT为50 min,电压为5 V,PO43--P和NH4+-N的去除率为92.86%和80.78%。同时系统对污染物去除的机理主要包括次氯酸对NH4+-N的氧化、羟基自由基对废水中有机物的氧化以及铝离子形成的絮凝体吸附去除废水中PO43--P。微鼻滤料表面涂有的纳米零价铁（Nano-Zero Valent Iron,n-ZVI）在污染物去除过程中起到了很大的作用。此外,电化学-过滤系统对实际养牛废水中PO43--P和NH4+-N的去除率分别为97.76%和95.45%,证明了电化学-过滤系统在处理实际养牛废水中的可行性。

关键词：氮磷回收电化学法过滤法电化学-过滤系统养牛废水

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基于载镁生物质炭的废水氮磷回收及其对水中铅、铜去除性能的研究

基于载镁生物质炭的废水氮磷回收及其对水中铅、铜去除性能的研究

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作者：李远郑州大学

学位级别：硕士

利用直接沉淀-热改性法制备镁盐改性生物质炭(Mg（OH）2-BC),通过吸附-鸟粪石结晶沉淀深度耦合技术,在模拟沼液中实现了该材料对氮、磷的高效回收。并将Mg（OH）2-BC回收氮磷后的产物,鸟粪石负载-生物质炭（MAP-BC）应用于废水中铅、铜... 详细信息

利用直接沉淀-热改性法制备镁盐改性生物质炭(Mg（OH）2-BC),通过吸附-鸟粪石结晶沉淀深度耦合技术,在模拟沼液中实现了该材料对氮、磷的高效回收。并将Mg（OH）2-BC回收氮磷后的产物,鸟粪石负载-生物质炭（MAP-BC）应用于废水中铅、铜等重金属离子的去除,为畜禽沼液中氮、磷营养素的资源化回收利用提供了一种可行的路径。研究的主要结论如下:（1）以生物质炭为基底材料,通过与氯化镁及氢氧化钠在液相中直接沉淀反应制备前驱体,烘干后置于马弗炉中在450℃下真空焙烧2 h后可得到Mg（OH）2-BC。（2）当改性材料投加量为0.3 g/L;混合液初始氮、磷浓度分别为120 mg/L、60 mg/L;混合液初始pH=8;反应温度为298.15 K时,Mg（OH）2-BC对模拟沼液中氮磷的吸附量分别可达130.0 mg/g和58.83 mg/g。实验结果表明,Mg（OH）2-BC吸附氮磷的最优溶液初始pH为8;Mg（OH）2-BC对溶液中氮磷的吸附更符合准二级动力学模型及Langmuir吸附等温模型,反应为自发的放热反应,低温有利于吸附进行。（3）Mg（OH）2-BC回收污泥消化液中氮磷的最优投加量为0.7 g/L,对污泥消化液中氮磷的最大吸附量分别可达35.71 mg/g,182.14 mg/g,最大去除率分别可达35.97%,82.26%。（4）MAP-BC对废水中重金属的吸附试验表明,溶液初始pH变化时,MAP-BC去除重金属的最终产物的形态会随之变化,且MAP-BC对Pb2+和Cu2+的去除效果与溶液初始pH值正相关。MAP-BC可大幅度提高溶液pH,使重金属离子生成金属氢氧化物沉淀。除此之外,MAP-BC还可通过生成铅-磷酸盐沉淀来去除Pb2+;通过生成铜-氨-磷酸盐络合物和氢氧化物沉淀去除Cu2+。（5）动力学及热力学研究表明,MAP-BC对模拟重金属污染废水中Pb2+、Cu2+的吸附过程更符合准二级动力学模型及Langmuir模型,对二者的最大吸附量可达694.44 mg/g及176.68 mg/g。其反应为自发进行的吸热反应,高温有利于吸附的进行。四种共存离子中,Fe3+对Pb2+和Cu2+的去除呈正效应,Al3+则起负效应;Cl-对Pb2+和Cu2+的去除几乎无影响,SO42-对Pb2+的去除起正效应,对Cu2+的去除几乎无影响。

关键词：生物质炭镁改性鸟粪石氮磷回收氮磷资源化

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