畜禽养殖废水厌氧发酵沼液及沼渣成分研究

农业与生态环境SClENCE＆TECHNOLOGYDOI：10．16661／j．cnki．1672—3791．2016．07．053畜禽养殖废水厌氧发酵沼液及沼渣成分研究①李元高潘海敏敬巧巧(厦门理工学院环境科学与工程学院福建厦门361024)摘要：为了评估畜禽养殖废水经厌氧膜生物反应器发酵所产生沼液和沼渣的回用价值，该研究选取了养猪废水这种典型的畜禽养殖废水并分析了该废水经厌氧膜生物反应器发酵后产生的沼液和沼渣成分。分析数据显示，沼液和沼渣中的主要营养元素分别达到NY1107-2010和NY525-2012标准中相关要求，重金属元素含量分别低于NY1110-2010和NY525-2012标准中规定限值。上述结果初步表明，养猪废水经厌氧膜生物反应器发酵后产生的沼液和沼渣施用于农田是安全可行的，为后续该沼液沼渣对农作物的施用效果研究提供了支持。关键词：畜禽养殖废水养猪废水厌氧膜生物反应器沼液沼渣中图分类号：X71文献标识码：A文章编号：1672—3791(2016)03(a)一0053-03随着经济增长和人民生活水平提高，畜禽养殖业迅速发展。但是，畜禽养殖业的发展也带来了一系列环境问题。畜禽养殖场所产生的废水悬浮物、有机物和氨氮等浓度高，若未经处理而任意排放将对生态环境造成严重威。厌氧生物处理技术可在处理畜禽养殖废水的同时以沼液沼渣的形式回收资】，是目前广泛应用的畜禽养殖废水处理方法。在众多厌氧工艺中，厌氧膜生物反应器将厌氧生物处理工艺和作为固液分离单元的膜组件相结合，在处理畜禽养殖废水这类高悬浮物废水方面具有显著的技术优势[4_。但是，目前关于畜禽养殖废水经该反应器厌氧发酵后所产生的沼液沼渣是否可回用于农田的研究较少。因此，该研究将选取养猪废水这种典型的畜禽养殖废水并分析该废水经厌氧膜生物反应器厌氧发酵后所产生沼液和沼渣的主要营养元素及重金属元素含量，初步评估沼液沼渣在后续农田施用方面的效果及风险。1材料与方法1．1沼液及沼渣来源该实验中所分析的沼液样品取自用于处理养猪废水中的厌氧膜生物反应器在运行第79、133、158天所产生的沼液；沼渣样品则取自该反应器运行第79天所排出的沼渣。其中，厌氧膜生物反应器处理的养猪废水来源于厦门某养猪场产生的废水。1．2指标测定及方法沼液中的总氮(TotalNitrogen，TN)和总磷(Totalphosphrous，TP)分别采用GB11894-89和GB11893-89中的方法进行测定；沼渣中TN和TP的测定则分别采用NY／T53-1987和GB／T6437-2002中的测定方法；TK(Totalpotassium，TK)、CaSNMg(仅针对沼液)及重金属元素Hg、As、Cd、Pb~Cr采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定(沼渣在测定上述元素前测定需采用微波消解仪进行消解)。2结果与讨论2．1沼液的成分分析2．1．1沼液的主要营养元素该研究中沼液的主要营养元素含量如表1所示。根据大量元素水溶肥料标准(农业行业标准NY1107—2010)中的大量元素水溶肥料(中量元素型)液体产品技术指标，大量元素(N+P，O+K，0)含量之和应大于等于500g·L_。，且应至少包含两种大量元素，单一元素含量不低于40g·L；中量元素(Ca+Mg)含量之和应大干等于10g·L_。。由于液体肥料在施用于农田之前一般需先稀释500～1000倍。因此若按照稀释倍数为500倍来计算，稀释后施用于农田的液体肥料中大量元素含量应大于等于lg·L一，其中的两种大量元素均应分别高于0．08g·L_。；中量元素含量应大干等于0．02g·L-Xo根据表1中的数据，推算出该研究中沼液的大量元素(N+P，O+K，O)含量之和为1．4～1．6g-L～；其中，氮和钾元素(以KO计)含量均分别高于0．08g·L～。此外，在所取的沼液样品中，中量元素(Ca+Mg)含量均为0．3g·L～。上述分析结果表明，在该实验范围内，沼液中的主要营养元素均能达~I]NY1107—2010中的相关标准。因此，该研究初步认为该沼液可施用于农作物，为其提供生长所需养分。2．1．2沼液的重金属元素①基金项目：福建省科技计划重点项目(2013N0035)。作者简介：李元高(1955一)，女，湖南长沙人，本科，教授，主要从事水处理及资源化的研究。科技资讯SCIENCE＆TECHNOL0GYINFORMATION53lj2j2l；ll；IlliI—i：。。。。．。．。表1沼液中主要营养元素含量农业与生态环境沼液样品编号主要营养元素TN／(mg·L)TP／(mg·L)TK／(mg·L)Ca／(mg·L)Mg／(mg·L)A977．362．8244．0167．1174．3Bl024．643．4257．8171．9177．6C1044．966．33l6．6172．6174