固废混合物稻壳—粉煤灰处理沼液工艺研究

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规模沼气厌氧发酵技术可有效减轻规模养殖污染问题,成为解决农村能源与环境问题的一个重要途径。但由于一些大、中型规模化养殖场建有沼气工程,沼液产量大,氮磷浓度高,如未经处理直接排放,也会产生严重的环境污染。如果使用诸如活性炭的吸附材料处理沼液,价格昂贵不能普及,所以寻求廉价量大、操作方便、工艺简单、无二次污染、使用范围广的吸附剂而备受人们关注。首次以稻壳-粉煤灰为混合吸附剂对沼液中氮磷的吸附性能进行研究,考察了混合吸附剂在不同质量比、吸附剂量、吸附时间、初始氨氮浓度及pH条件下对氮磷的吸附效果。结果表明:在沼液中PO43--P、NH4+-N初始浓度分别为36.4mg/L、220.5mg/L,稻壳粉-粉煤灰质量比3:7,混合吸附剂50g/L沼液,吸附时间180min,pH值为8.3时,混合吸附剂对沼液中P043--P去除率高达92.4%,NH4+-N去除率高达20.8%,COD的去除率达7.5%,PO43--P、NH4+-N和COD的单位吸附量分别为0.6590mg/g、0.9460mg/g和1.356mg/g。混合吸附剂对P043--P的吸附行为符合Langmuir和Freundlich方程,动力学可用伪二阶方程描述,对吸附NH4+-N的行为符合Langmuir方程,动力学能用伪一阶、伪二阶方程描述。首次以高浓度含磷废水和菱镁石(含72.5%MgO)为沉淀剂,开展了先经鸟粪石沉淀法沉淀然后过稻壳粉煤灰混合柱(质量比3:7稻壳:粉煤灰混合填充)处理沼液研究,考察了氮磷摩尔比和pH对沼液中氨氮、总磷和COD去除效果的影响;及过柱时流速、pH和初始氮磷浓度对氨氮、总磷去除效果的影响。结果表明:在Mg2+:PO43-:NH4+=1.05:1.1:1.0(摩尔比),pH值为9.5时,氨氮浓度由220.5mg/L降低至58.40mg/L,TP出水浓度低于55mg/L,COD浓度由925mg/L降至683.0mg/L。氨氮初始浓度分别为892.0mg/L、553.0mg/L和220.5mg/L时,去除率分别为71%、81.4%、82.6%。处理后沼液过柱,初始2h内,滤出液的氨氮浓度小于25mg/L,COD浓度低于100mg/L,达到综合污水二级排放标准。
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