城市有机废弃物厌氧发酵沼液絮凝处理及其肥效研究

0前言随着城市化进程的加快袁城市废弃物的产生量迅速增加袁城市生活垃圾尧粪便尧餐厨垃圾等已成为城市重要污染源遥沼气工程可有效处理城市有机废弃物袁将多种有机废弃物转化为清洁能源要要要沼气袁同时也会产生大量的副产物要要要沼液[1]袁[2]遥厌氧发酵后的沼液成分比较复杂袁除了含有大量的N袁P袁K等营养元素袁还富含微量元素尧腐殖酸尧生长激素尧有机质等对农作物生长和氮素利用效率具有显著影响的物质[3]袁[4]遥因此袁沼液常常被用作浸种剂和液态有机肥遥但是袁沼液的浊度尧色度和盐度较大袁悬浮物尧重金属等污染物含量较高袁未经处理很难达到有机液态肥的使用标准遥若将沼液直接排放袁会对土壤尧水体产生二次污染[5]遥因此袁沼液的无害化处理与资源化利用是规模化沼气工程发展过程中亟待解决的问题[6]遥利用絮凝剂处理沼液是一种简单尧高效尧廉价且非常重要的沼液处理方法[7]遥最常用的絮凝剂是无机铝高分子絮凝剂聚合氯化铝渊PAC冤和有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺渊PAM冤[8]遥聚合氯化铝具有电中和能力强尧絮体形成快且密实尧沉降速度快尧价格低廉等优点袁可有效去除废水中的有毒有害物质[9]曰而聚丙烯酰胺具有分子量大尧絮凝架桥能力强尧絮体易过滤尧适用范围广等优点袁在废水处理中常作为助凝剂遥本研究利用废水处理中常用的絮凝剂PAC和PAM来处理沼液袁运用响应面法探究PAC投放量尧PAM投放量和沼液pH值等参数对沼液絮凝率和COD去除率的影响袁同时对处理后的沼液进行肥效试验袁从而为沼液资源化利用提供理论依据遥1材料与方法1.1试验材料供试沼液渊发酵液经充分腐熟尧静置沉降后取上清液所得冤取自鄂尔多斯市沙圪堵镇垃圾综合处理厂袁该厂沼液的发酵原料为城市生活垃圾尧畜禽粪便和餐厨垃圾遥沼液的理化性质见表1遥收稿日期院2018-09-25遥基金项目院野十二五冶国家科技支撑计划资助项目渊2012BAC25B03冤遥作者简介院李国光渊1985-冤袁男袁硕士袁讲师袁研究方向为发酵工程技术与应用遥E-mail院fxjr20@126.com城市有机废弃物厌氧发酵沼液絮凝处理及其肥效研究李国光1袁田瑞华1袁韩文彪2渊1.内蒙古农业大学生命科学学院袁内蒙古呼和浩特010018曰2.中国科学院生态环境研究中心鄂尔多斯固体废弃物资源化工程技术研究所袁内蒙古鄂尔多斯017000冤摘要院文章利用聚合氯化铝渊PAC冤和聚丙烯酰胺渊PAM冤对厌氧发酵沼液进行絮凝处理袁以絮凝率和COD去除率为评价指标袁在单因素试验基础上袁采用Box-Behnken响应面法袁研究PAC投放量尧PAM投放量和沼液pH值对絮凝率和COD去除率的影响袁并建立数学模型袁获得沼液处理的最优条件袁最后开展沼液肥效的研究遥研究结果表明院当沼液的pH值为6.92袁PAC的投放量为912mg/L袁PAM的投放量为21.36mg/L时袁沼液絮凝率和COD去除率达到最大袁分别为47.96%和45.1%袁总氮去除率为51.1%袁总磷去除率为44.3%袁氨氮去除率为60.3%曰处理后的沼液在低浓度下可促进辣椒幼苗的生长袁而未处理的沼液对辣椒幼苗的生长有很强的抑制作用遥关键词院沼液曰响应面法曰絮凝率曰COD去除率曰肥效中图分类号院TK6曰S216.4曰X703.5文献标志码院A文章编号院1671-5292渊2019冤02-0166-07可再生能源RenewableEnergyResources第37卷第2期2019年2月Vol.37No.2Feb.2019窑166窑表1沼液的理化性质Table1Thephysicalandchemicalpropertiesofdigestedslurry总氮渊TN冤总磷渊TP冤氨氮渊NH4+-N冤化学需氧量渊COD冤mg/Lmg/Lmg/Lmg/L420.629.29283.762095.87.96pH值聚合氯化铝渊PAC冤和聚丙烯酰胺渊PAM冤购自巩义福泉水处理材料有限公司曰供试辣椒为朝天椒品种袁选取长势一致的二叶期幼苗袁在实验室的育苗盆中种植袁每盆5棵遥1.2试验方法1.2.1沼液处理单因素试验取一定量的沼液8份袁使PAC的投放量分别为500袁600袁700袁800袁900袁1000袁1100袁1200mg/L袁慢速搅拌1min袁静置10min后取上清液测定OD550和COD袁考察PAC投放量对沼液絮凝率和COD去除率的影响遥以上述试验结果为基础袁在沼液中固定PAC的投放量袁相同的条件下使PAM的投放量分别为5袁10袁15袁20袁25袁30袁35袁40mg/L袁慢速搅拌1min袁静置10min后取上清液测定OD550和COD袁考察PAM投放量对沼液絮凝率和COD去除率的影响遥确定PAC和PAM的投放量后袁分别在添加PAC2袁4袁6袁8袁10min后添加PAM袁慢速搅拌1min袁静置10min后取上清液测定OD550和CO